Cách loài ký sinh Toxoplasmosis quyết định số phận cả bầy sói

Toxoplasmosis, bắt nguồn từ cuộc gặp gỡ ngẫu nhiên với một con báo sư tử và ký sinh trùng mà nó mang theo, có thể thúc đẩy một con sói tìm kiếm vị trí dẫn đầu bầy.

Toxoplasma gondii và hành vi của ký sinh trùng

Khi con mèo nhà của bạn rón rén bước đến hộp cát sau bữa ăn Fancy Feast, nó có thể để lại nhiều hơn chỉ là một ít thức ăn không tiêu hóa. Toxoplasma gondii là một loại ký sinh trùng chỉ có thể sinh sản trong vật chủ là mèo, và loài mèo sẽ bài tiết trứng T. gondii trong phân của chúng. Các loài động vật máu nóng khác như chuột và con người có thể nhiễm phải trứng này nếu uống nước bị nhiễm hoặc tiếp xúc với phân mèo theo cách nào đó. (Vì lý do này, CDC khuyến cáo rằng phụ nữ mang thai nên tránh việc thay hộp cát.)

Khi được truyền qua vật chủ trung gian – bất kỳ loài động vật máu nóng nào không phải là mèo – T. gondii gây ra bệnh toxoplasmosis, một tình trạng ảnh hưởng đến nhiều con đường hormone, đặc biệt là những con đường điều tiết dopamine và testosterone.

Toxoplasmosis có liên quan đến việc tăng cường hành vi mạo hiểm. Ví dụ, những con chuột bị nhiễm bệnh không tránh xa mèo. Thực tế, chúng lại bị thu hút bởi mùi của kẻ thù. Những con chuột này theo các tín hiệu khứu giác của chúng, và rồi một con mèo có được một bữa ăn ngon. Khi đó, sinh vật đơn bào này lại trở về trong vật chủ là mèo, nơi nó có thể sinh sản và phát triển. Giống như một kẻ điều khiển rối, T. gondii đang làm chủ hai vật chủ này để phục vụ lợi ích của mình, điều khiển một vòng lặp phản hồi tài tình vì lợi ích của nó.

Toxoplasmosis và tâm trí của động vật hoang dã

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu sâu về ảnh hưởng của T. gondii trong các môi trường nhà ở, nhưng ảnh hưởng của nó đối với các quần thể hoang dã vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Một nghiên cứu phát hiện rằng linh cẩu nhiễm toxoplasmosis trở nên táo bạo hơn và có khả năng bị sư tử châu Phi giết hại nhiều hơn. Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên liên kết T. gondii với các vòng lặp phản hồi trong các hệ sinh thái hoang dã, cho thấy điều tương tự có thể xảy ra ở bất kỳ khu vực nào nơi loài mèo sống cùng với vật chủ trung gian.

Ở Bắc Mỹ, sói xám (Canis lupus) được xem như là một loài săn mồi hàng đầu. Tại Vườn Quốc gia Yellowstone, sói xám giao thoa với báo sư tử, một vật chủ chủ đạo của T. gondii. Các con đường lây nhiễm có khả năng tồn tại, với báo sư tử là vật chủ chính và sói là vật chủ trung gian.

Các nhà nghiên cứu từ Dự án Sói Yellowstone đã tiến hành tìm hiểu mối liên hệ tiềm năng này, điều tra xem liệu T. gondii có ảnh hưởng đến hành vi của sói hay không. Họ phát hiện rằng T. gondii phổ biến trong hệ sinh thái và những con sói bị nhiễm có xu hướng thực hiện những rủi ro lớn hơn như rời bầy hoặc tìm kiếm vị trí thủ lĩnh của bầy. Những thay đổi hành vi do ký sinh trùng điều khiển này có thể ảnh hưởng đến sự táo bạo và sức khỏe của cả bầy. Các nhà nghiên cứu trình bày chi tiết phát hiện của họ trên tạp chí Communications Biology.

Báo sư tử, sói và những ký sinh trùng gắn kết

Báo sư tử (Puma concolor) có phạm vi săn mồi trùng với sói đáng kể ở Yellowstone, vì chúng săn cùng một loại con mồi. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng việc truyền T. gondii có thể tăng lên ở các khu vực nơi sói và báo sư tử cùng sống, với protozoan lây lan thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp. Để kiểm tra giả thuyết này và nghiên cứu các tác động của nó, các nhà nghiên cứu đã tận dụng 25 năm dữ liệu quan sát và phân tích máu để liên kết hành vi của sói với tải ký sinh.

Năm 1995, các nhà sinh vật học đã tái du nhập sói vào Yellowstone sau khi các áp lực săn bắt và các yếu tố khác đã xóa sổ các quần thể sói địa phương. Chương trình tái du nhập được kết hợp với các nỗ lực theo dõi rộng rãi để giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ về di chuyển và sinh thái của sói. Là một phần của chương trình, các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu máu để kiểm tra bệnh.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã kiểm tra lại 229 cá thể sói để tìm kháng thể của T. gondii. Tổng thể, 25% con đực và 31% con cái có kết quả dương tính với kháng thể của T. gondii trong máu, cho thấy chúng đã từng bị nhiễm bệnh. Các nhà nghiên cứu cũng tiến hành một thử nghiệm tương tự trên báo sư tử. Trong số 62 con báo sư tử được kiểm tra, 51,6% có kết quả dương tính.

Các nhà nghiên cứu cũng đã quan sát trực tiếp sói từ năm 1995 đến năm 2021. Các chuyên gia ghi nhận các cá thể sói là thủ lĩnh của bầy và ghi lại các quan sát khác, như sự phân tán và nguyên nhân tử vong. Các nhà khoa học liên kết ba hành vi của sói với bằng chứng về sự mạo hiểm lớn hơn. Thứ nhất là rời khỏi bầy, thứ hai là một con sói trở thành thủ lĩnh, và thứ ba là tiếp cận con người hoặc phương tiện. Nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng những con sói bị nhiễm sẽ có khả năng cao hơn thực hiện một hoặc tất cả các hành vi này.

Hành vi mạo hiểm

Nhìn chung, những con sói dương tính với kháng thể – tức là có kháng thể cho thấy đã nhiễm bệnh ở một thời điểm nào đó – có khả năng trở thành thủ lĩnh bầy cao hơn so với những con không bị nhiễm. Kết nối này vẫn giữ nguyên ngay cả sau khi các nhà nghiên cứu tính đến các yếu tố nhân khẩu học khác có thể ảnh hưởng đến hành vi mạo hiểm, như giới tính hoặc vị thế xã hội. Một con sói dương tính với kháng thể có khả năng trở thành thủ lĩnh bầy cao hơn 46 lần so với một con sói âm tính. Một mô hình tương tự tồn tại đối với sự phân tán. Khả năng một con sói dương tính với kháng thể rời khỏi bầy gốc cao hơn 11 lần so với một con sói âm tính. Nhiễm bệnh không liên quan đến việc một con sói có tiếp cận con người hay xe cộ hay không.

Các xu hướng này tồn tại ở cả hai giới tính và trên mọi độ tuổi.

Hiệu ứng bầy đàn

Sói nổi tiếng với cấu trúc xã hội và lòng trung thành với thủ lĩnh bầy. Những thay đổi hành vi do ký sinh trùng gây ra ở một con sói có thể ảnh hưởng đến cả bầy, và các cá thể không nhiễm bệnh có khả năng bắt chước hành vi mạo hiểm của thủ lĩnh. Một bầy có xu hướng mạo hiểm hơn, quyết đoán hơn có thể giúp ký sinh trùng sinh sản bằng cách tăng khả năng gặp gỡ giữa sói và báo sư tử.

Các tác giả viết rằng hai hành vi trong lịch sử đời sống này [sự phân tán và trở thành thủ lĩnh bầy] là một trong những quyết định quan trọng nhất mà một con sói có thể thực hiện trong suốt đời nó Điều thú vị là một vị thuyền trưởng vô hình trong bộ não của sói dường như đang điều khiển tình thế. Nghiên cứu này cho thấy toxoplasmosis, và có lẽ cả ký sinh trùng nói chung, có thể ảnh hưởng đến quyết định ở cả cấp độ cá nhân và tập thể, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét tải ký sinh của cộng đồng trong các nghiên cứu sinh thái học góp phần vào các nỗ lực bảo tồn.