Trong tự nhiên, để sinh tồn thì rất nhiều loài động vật đã tự phát triển khả năng tự vệ bằng nọc độc. Chúng biến cơ thể thành một túi đựng các loại chất kịch độc để tấn công kẻ thù lẫn kẻ săn mồi. Thế nhưng, nhiều người đặt ra câu hỏi làm thế nào chúng có thể mang chất độc trong chính cơ thể mà không bị ảnh hưởng. Điều này nhờ vào cơ chế sinh học ‘tinh vi’ của chúng.

Điểm tên các cao thủ dùng độc trong tự nhiên

Một trong số những cao thủ dùng độc của giới côn trùng là bọ cánh cứng thả bom (tên khoa học là carabidae). Chúng tự vệ bằng cách phun chất độc được tạo ra từ hai hợp chất hóa học là hydroquinone và hydrogen peroxit, tạo phản ứng oxy hóa sinh nhiệt. Nhiệt độ từ phản ứng này gần đạt đến điểm sôi của nước, khiến nạn nhân xấu số bị bỏng. Một vài trường hợp có thể dẫn đến tử vong.

Bọ cánh cứng thả bom

Sinh vật khác cũng thích dùng độc nhưng sống ở môi trường nước là loài sứa biển. Ngoài ra, còn có một số loài rắn độc nổi tiếng như rắnTaipan, rắn Eastern Brown,… Và chất độc của những loài này đều được xếp vào hàng kịch độc trong giới tự nhiên. Vậy tại sao chúng có thể miễn nhiễm trước chất kịch độc trong người?

Cơ chế sinh học giúp sinh vật chứa nọc độc miễn nhiễm trước chất độc của mình

Có hai cách cơ bản để những loài sinh vật này tránh khỏi việc bị nhiễm độc, đó là trữ độc một cách an toàn hoặc tự nâng cao khả năng sinh hóa kháng độc.

Đối với loài bọ cánh cứng thả bom, chúng sẽ trữ độc của mình trong hai khoang riêng biệt ở ổ bụng. Tất nhiên, khi được kích hoạt thì phần ngăn giữa hai khoang sẽ mở ra, giúp các hợp chất hóa học tiếp xúc và phản ứng với nhau rồi phun vào kẻ thù. Cơ chế tương tự cũng xuất hiện ở loài sứa biển, chúng trữ độc an toàn trong các cấu trúc hình mũi tên gọi là nematocyst và chỉ tiết độc nếu gặp phải đe dọa.

Loài rắn độc lại phòng thủ đa dạng hơn. Một số loại, giống như sứa và bọ cánh cứng thả bom, trữ chất độc làm đông máu trong các khoang đặc biệt chỉ có một đường ra duy nhất là qua răng nanh. Một số khác, lại chọn sử dụng chiến lược tiến hóa khả năng kháng độc. Cụ thể hơn, như ở loài rắn đuôi chuông, chúng tự sản xuất loại protein đặc biệt nhằm kết nối và làm vô hiệu hóa chất độc trong máu.

Ở loài ếch, cơ chế kháng độc thậm chí còn tinh vi hơn. Chúng tạo ra chất độc từ việc tiêu hóa những loại kiến, ve,… và tổng hợp ra chất độc thần kinh alkaloid. Một trong số những chất alkaloid cực độc có tên epibatidine gây tê liệt thần kinh mạnh hơn nicotine gấp 10 lần. Để kháng độc tính từ alkaloid, cơ thể loài ếch đã thay đổi di truyền học, gây biến đổi cấu trúc tiếp nhận alkaloid, nhờ đó mà alkaloid không thể kích hoạt cách phản ứng gây tê liệt thần kinh như đối với con người.

Cuộc chiến tranh hóa học trong giới động vật

Có thể nói cách dùng độc và kháng độc giữa các loại vật trong tư nhiên giống như một cuộc chiến tranh phức tạp. Cả con mồi lẫn kẻ đi săn đều phải cải tiến vũ khí chất độc hoặc khả năng kháng độc của mình liên tục.

Điển hình là giữa rắn và kỳ nhông. Khi rắn săn kỳ nhông trong thời gian dài, kỳ nhông phải liên tục nâng cao khả năng sinh hóa để kháng độc, điều này có nghĩa là chỉ những cá thể có khả năng kháng độc hiệu quả nhân mới sống sót cũng như di truyền cấu trúc này cho thế hệ sau. Kéo theo đó, loài rắn cúng phải tiến hóa để tiếp tục săn bắt được kỳ nhông.

Tương tự, chuột grasshopper cũng phát triển khả năng kháng chất độc đau đớn của bọ cạp; thằn lằn sừng tiêu hóa kiến harvester dễ dàng nhờ huyết tương đặc biệt trong máu; sên biển ăn nematocyst chứa độc của sứa...