Bộ gien của châu chấu có thể là chìa khóa để chấm dứt thiệt hại mùa màng tàn khốc

Một nghiên cứu giải mã vật liệu di truyền của châu chấu sa mạc do các nhà nghiên cứu tại Đại học Leicester thực hiện có thể giúp chống lại hành vi tàn phá cây trồng của loài côn trùng khét tiếng, hiện đang góp phần gây ra nạn đói ở các nước đang phát triển.

Hy vọng rằng nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở để phát triển ‘thuốc trừ sâu thông minh’. Chúng hoạt động với độ chính xác của bác sĩ phẫu thuật bằng cách khai thác các tín hiệu đặc trưng của châu chấu trong hệ thần kinh, để giết hoặc vô hiệu hóa hành vi bầy đàn của chúng mà không gây hại cho các sinh vật khác.

Tập hợp đầy đủ thông tin di truyền của châu chấu sa mạc có thể có tác động quốc tế lớn đối với các quốc gia ở các khu vực như Đông Phi, Bán đảo Ả Rập và Tây Nam Á, những quốc gia đã hứng chịu cuộc khủng hoảng châu chấu sa mạc tồi tệ nhất trong nhiều thập kỷ qua bất chất các hoạt động kiểm soát trên diện rộng.

Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO), một đàn châu chấu có thể chứa khoảng 40 triệu con côn trùng trên một km vuông, mỗi ngày có thể ăn lượng thức ăn tương đương với 35.000 người. FAO ước tính rằng 42 triệu người hiện đang phải đối mặt với tình trạng mất an ninh lương thực nghiêm trọng do châu chấu sa mạc gây ra.

Các quốc gia ở Đông Phi năm nay đã chứng kiến ​​một số đợt bùng phát tồi tệ nhất trong nhiều thập kỷ. Mạng lưới Hệ thống Cảnh báo sớm Nạn đói ước tính rằng châu chấu sa mạc ở Somalia sẽ phá hủy mùa màng đủ để nuôi 280.000 người trong sáu tháng trong năm nay. Cùng với môi trường vốn đã không ổn định, ước tính 1,6 triệu người sẽ bị đưa vào danh mục ‘Đang khủng hoảng’ hoặc ‘Khẩn cấp’ của mạng lưới – có nghĩa là các gia đình bị thiếu lương thực đáng kể.

Tiến sĩ Tom Matheson, từ Khoa Khoa học Thần kinh, Tâm lý và Hành vi tại Đại học Leicester cho biết: “Sự tàn phá đáng kinh ngạc mà những loài côn trùng phàm ăn này có thể gây ra cho cây lương thực và đồng cỏ ảnh hưởng đến sinh kế của hàng trăm nghìn nông dân và làm trầm trọng thêm nguy cơ chết đói cho nhiều người hơn ở các vùng vốn đã dễ bị tổn thương.

“Bộ gen của châu chấu sa mạc cung cấp thông tin quan trọng có thể thay đổi hoàn toàn cuộc chơi đối với thế giới đang phát triển và là một bước tiến kinh tế to lớn cho các quốc gia đang gặp khó khăn trong việc nuôi dân số của họ. Việc giải quyết sự xâm nhập của châu chấu và kiểm soát bầy đàn sẽ không bao giờ dễ dàng vì những điều kiện thách thức trên các khu vực rộng lớn bị ảnh hưởng, nhưng với thông tin và nghiên cứu phù hợp, chúng tôi hy vọng rằng các phương pháp tiếp cận trong tương lai có thể trở nên hiệu quả hơn.”

Ông nói thêm: “Nếu biến đổi khí hậu khiến dịch châu chấu trở thành “bình thường mới”, chúng tôi sẽ cần tất cả mọi người chung tay bằng cách nghiên cứu chuyên sâu và cải tiến công nghệ để giúp đỡ trong cuộc chiến kiểm soát bầy đàn.”

Theo Ngân hàng Thế giới, các đàn châu chấu sa mạc đã ảnh hưởng đến 23 quốc gia chỉ trong năm 2020, từ Pakistan đến Tanzania. Các nhà chức trách ở các quốc gia bị ảnh hưởng đã tiến hành phun thuốc trừ sâu từ trên không, nhưng quy mô của sự lây nhiễm thường vượt quá khả năng của địa phương. Châu chấu sa mạc có thể di chuyển lên đến 150km (95 dặm) trong một ngày, vượt qua biên giới quốc gia và địa hình gồ ghề ở vùng có cơ sở hạ tầng đường nhỏ.

Trong khi đàn châu chấu nổi tiếng với những thiệt hại lớn mà chúng gây ra cho nông nghiệp, thì vật chất di truyền của chúng (bộ gien) lại nổi tiếng trong giới nghiên cứu vì kích thước khổng lồ của nó. Với hơn 8,8 tỷ cặp bazơ DNA (8,8 “giga-base”), bộ gien của châu chấu sa mạc là bộ gien côn trùng lớn nhất được giải trình tự cho đến nay và lớn hơn 2,8 lần so với bộ gien người.

Tiến sĩ Swidbert Ott, cũng từ khoa Khoa học Thần kinh, Tâm lý và Hành vi của Đại học Leicester, nói thêm: “Chúng tôi vẫn chưa hiểu được các chỉ dẫn di truyền khiến châu chấu sa mạc hành xử khác với châu chấu thông thường và gây ra hậu quả tai hại như vậy. Cho đến nay, một trở ngại lớn là việc thiếu trình tự bộ gien của châu chấu sa mạc giúp giải đáp điều gì khiến châu chấu thông thường trở thành châu chấu sa mạc.

“Chúng tôi hy vọng rằng dữ liệu của chúng tôi có thể tạo điều kiện cho việc phát triển các phương pháp mới, bền vững hơn để quản lý các đợt bùng phát từ bầy đàn. Với thông tin trong nghiên cứu của chúng tôi hiện có, có một cơ hội duy nhất cho các nhà đổi mới để tạo ra một loại thuốc trừ sâu thông minh nhắm vào châu chấu, chứ không phải các côn trùng khác quan trọng đối với hệ sinh thái, chẳng hạn như các loài thụ phấn”.