Cách cuộc sống tập thể định hình hệ vi sinh vật của động vật – và ý nghĩa đối với chúng ta

Phường Chèo

28-03-2025

Thế giới vi khuẩn "xã hội": Cách cuộc sống tập thể định hình hệ vi sinh vật của động vật – và ý nghĩa đối với chúng ta

Trích “Family Legacy”; Wild Wise Weird [1]

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học bắt đầu khám phá ra một lực lượng ẩn giấu nhưng mạnh mẽ đang định hình xã hội động vật – hệ vi sinh vật (microbiome). Trong nghiên cứu tổng quan toàn diện của mình, Debray, Tung và Archie [2] đã xem xét cách các hành vi xã hội ảnh hưởng đến cộng đồng vi sinh vật cư trú trong cơ thể động vật, hé lộ những mối liên hệ đáng ngạc nhiên giữa tính xã hội, sức khỏe và sự tiến hóa.

Từ động vật linh trưởng đến côn trùng, những loài động vật sống theo đàn không chỉ chia sẻ thức ăn, không gian hay sự bảo vệ – chúng còn chia sẻ cả vi khuẩn. Các tương tác xã hội như chải chuốt lẫn nhau, trao đổi thức ăn và sống chung tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền các vi khuẩn định hình thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột, da và miệng [2]. Ý tưởng về việc cộng đồng vi sinh vật có cấu trúc xã hội lần đầu tiên được đề xuất thông qua các quan sát về việc đánh dấu mùi ở động vật có vú [3]. Và ngày nay, nó được hỗ trợ mạnh mẽ bởi các nghiên cứu dựa trên DNA trên nhiều loài khác nhau.

Tại sao điều này lại quan trọng? Hệ vi sinh vật đóng vai trò thiết yếu trong quá trình tiêu hóa, hệ miễn dịch và thậm chí cả giao tiếp. Một số vi khuẩn giúp phân hủy thức ăn, bảo vệ chống lại nhiễm trùng hoặc tạo ra các tín hiệu hóa học liên quan đến sự nhận diện xã hội. Tuy nhiên, sự trao đổi vi khuẩn này cũng tiềm ẩn rủi ro, vì nó có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự lây lan của các mầm bệnh có hại [4]. Hiểu cách hành vi xã hội định hình hệ vi sinh vật mang lại những hiểu biết giá trị về cả lợi ích và chi phí của việc sống theo đàn.

Debray và cộng sự [2] nhấn mạnh rằng không phải tất cả sự tương đồng về vi sinh vật giữa các đối tác xã hội đều phát sinh từ sự lây truyền trực tiếp. Động vật có cùng chế độ ăn hoặc môi trường sống có thể độc lập thu nhận các vi khuẩn tương tự, gây khó khăn trong việc phân tách ảnh hưởng của môi trường chung với ảnh hưởng của tiếp xúc xã hội. Sự khác biệt này vẫn là một câu hỏi khoa học quan trọng. Tuy nhiên, những tiến bộ gần đây, đặc biệt là các phân tích di truyền ở cấp độ chủng (strain-level genetic analyses), tiết lộ rằng các đối tác xã hội thường chia sẻ không chỉ các loài vi khuẩn tương tự mà còn cả các chủng vi khuẩn giống hệt nhau – cung cấp bằng chứng xác định hơn về sự lây truyền vi khuẩn trực tiếp [5].

Những mô hình này có thể mang ý nghĩa tiến hóa sâu sắc. Các vi khuẩn chuyên biệt để tồn tại chủ yếu bên trong vật chủ có thể trở nên phụ thuộc vào các tương tác xã hội để lây truyền, củng cố những lợi ích tiến hóa của việc sống theo đàn. Ngược lại, vật chủ có thể phát triển các hành vi ưu tiên việc trao đổi các vi khuẩn có lợi đồng thời hạn chế sự lây lan của các mầm bệnh có hại.

Sự hiểu biết mới nổi về "hệ vi sinh vật xã hội" ("social microbiome") này vượt ra ngoài phạm vi vương quốc động vật. Ở người, các mối quan hệ xã hội – dù là với gia đình, bạn bè hay những người quen bình thường – có thể âm thầm định hình thành phần hệ vi sinh vật của chúng ta, ảnh hưởng đến khả năng chúng ta dễ mắc bệnh và khả năng phục hồi sau bệnh tật [2].

Khi động vật định hình xã hội và môi trường của chúng, thì các đối tác vi sinh vật của chúng cũng định hình chúng – một cách lặng lẽ, thường vô hình, nhưng sâu sắc [6].

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/

[2] Debray R, et al. (2024). Ecology and evolution of the social microbiome. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 55, 89–114. https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-102622-030749 

[3] Gorman ML. (1976). A mechanism for individual recognition by odour in Herpestes auropunctatus (Carnivora: Viverridae). Animal Behaviour, 24(1), 141-45. https://doi.org/10.1016/S0003-3472(76)80107-8 

[4] Musciotto F, et al. (2023). Agta hunter–gatherer oral microbiomes are shaped by contact network structure. Evolutionary Human Sciences, 5, e9. https://doi.org/10.1017/ehs.2023.4 

[5] Valles-Colomer M, et al. (2023). The person-to-person transmission landscape of the gut and oral microbiomes. Nature, 614, 125–135. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05620-1 

[6] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267