Hợp tác trong tự nhiên: kiến, ong, cá dọn vệ sinh và cộng sinh

Hợp tác trong tự nhiên phổ biến hơn nhiều người nghĩ: kiến cắt lá trồng nấm làm thức ăn, ong mật nhảy múa chỉ đường cho nhau, cá bàng chài dọn ký sinh trùng cho cá lớn, và có cả loài chim dẫn người đi tìm tổ ong. Các nhà sinh học gọi quan hệ hai loài cùng có lợi là cộng sinh tương hỗ. Những câu chuyện này cũng cho thấy hợp tác bền khi có lợi cho cả hai, khi gian lận bị phát hiện và khi hai bên gặp lại nhau thường xuyên.

Không chỉ có "cá lớn nuốt cá bé"

Thế kỷ 19, sau Charles Darwin, nhiều người hiểu thuyết tiến hoá thành cuộc đấu tranh không khoan nhượng. Năm 1902, nhà địa lý và tư tưởng người Nga Pyotr Kropotkin xuất bản Tương trợ: một nhân tố của tiến hoá (Mutual Aid: A Factor of Evolution), dựa nhiều vào quan sát động vật ở Siberia. Ông lập luận rằng những loài biết giúp nhau thường sống sót tốt hơn. Sinh học hiện đại không theo hết các lập luận của Kropotkin, nhưng đã xác nhận hợp tác — trong loài và giữa các loài — là một phần rất lớn của sự sống.

Ba kiểu quan hệ giữa hai loài

Ranh giới giữa các kiểu không phải lúc nào cũng rõ. Chim mỏ đỏ (oxpecker) ở châu Phi bắt ve trên lưng trâu rừng, nghe như cộng sinh hoàn hảo. Nhưng các nhà nghiên cứu ghi nhận chúng cũng mổ vào vết thương để uống máu, khiến vết thương lâu lành. Quan hệ thật ngoài tự nhiên thường lẫn lộn hơn trong sách giáo khoa.

Hợp tác trong cùng một loài

Kiến cắt lá: nông dân hàng chục triệu năm tuổi

Ở Trung và Nam Mỹ, kiến cắt lá cắt những mảnh lá mang về tổ, nhưng không ăn lá. Chúng dùng lá làm nền để trồng một loại nấm, và nấm mới là thức ăn của cả tổ. Mỗi tổ có sự phân công theo kích thước: kiến to cắt và khiêng lá, kiến nhỏ hơn chăm vườn nấm, có những con nhỏ xíu cưỡi trên mảnh lá để đuổi ruồi ký sinh. Theo các nghiên cứu di truyền, tập tính trồng nấm của nhóm kiến này đã có từ hàng chục triệu năm trước, rất lâu trước khi con người biết làm nông.

Ong mật: điệu nhảy chỉ đường

Nhà động vật học người Áo Karl von Frisch đã giải mã "điệu nhảy lắc" của ong mật: con ong trinh sát tìm thấy nguồn hoa quay về tổ, chạy theo hình số 8 và lắc bụng ở đoạn giữa. Góc của đoạn lắc so với phương thẳng đứng chỉ hướng nguồn hoa so với mặt trời; độ dài của đoạn lắc cho biết khoảng cách. Von Frisch được trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1973, cùng Konrad Lorenz và Nikolaas Tinbergen.

Dơi quỷ: chia máu cho bạn cùng hang

Dơi quỷ ở châu Mỹ sống bằng máu, và một con không tìm được thức ăn chỉ trong vài đêm có thể chết đói. Năm 1984, nhà sinh học Gerald Wilkinson công bố trên Nature rằng dơi đã no thường nhả máu chia cho con đói trong hang, và chúng hay chia cho những con từng chia cho mình. Đây là một trong những ví dụ được trích dẫn nhiều nhất về "có qua có lại" ở động vật.

Hợp tác giữa các loài

Cá bàng chài dọn vệ sinh và "trạm rửa" dưới biển

Cá bàng chài dọn vệ sinh (Labroides dimidiatus) sống ở rạn san hô Ấn Độ – Thái Bình Dương, kể cả vùng biển Việt Nam. Chúng lập "trạm dọn vệ sinh" ở một chỗ cố định; cá lớn bơi tới, há miệng, xoè mang, để cá nhỏ ăn ký sinh trùng và da chết, kể cả bên trong miệng. Cá lớn có thể nuốt chửng cá dọn nhưng thường không làm vậy.

Điều thú vị là cá dọn đôi khi "gian lận": thay vì ăn ký sinh trùng, chúng cắn lớp nhầy trên da cá khách, thứ chúng thích hơn. Cá khách bị cắn thường giật mình, bỏ đi hoặc rượt đuổi. Các nghiên cứu của Redouan Bshary và đồng nghiệp cho thấy cá dọn cư xử "đàng hoàng" hơn khi có những cá khách khác đang chờ và nhìn thấy — như thể giữ tiếng tốt để không mất khách.

Cá bống và tôm gõ mõ: một người canh, một người đào

Ở đáy cát vùng biển nhiệt đới, một số loài tôm gõ mõ gần như mù đào và dọn hang, còn cá bống đứng ở miệng hang canh chừng. Tôm luôn giữ một râu chạm vào cá; khi có nguy hiểm, cá quẫy đuôi báo hiệu và cả hai lặn vào hang. Một bên có nhà, một bên có mắt.

Chim dẫn mật và người Yao

Ở Khu bảo tồn Niassa (Mozambique), người Yao đi lấy mật phát ra một tiếng gọi đặc biệt, nghe như "brrr-hm", để gọi chim dẫn mật lớn (Indicator indicator). Chim bay trước dẫn người tới tổ ong rừng; người hun khói lấy mật, chim được ăn sáp và ấu trùng còn lại. Nghiên cứu của Claire Spottiswoode và cộng sự đăng trên Science năm 2016 cho thấy chim phản hồi với tiếng gọi truyền thống này rõ hơn hẳn so với các âm thanh khác, tức là chim "hiểu" lời mời của người.

Nấm và rễ cây: mạng lưới dưới chân

Phần lớn thực vật trên cạn sống cộng sinh với nấm rễ (mycorrhiza): sợi nấm giúp rễ hút nước và khoáng chất, đổi lại cây cung cấp đường. Địa y trên đá và vỏ cây cũng là một liên minh: nấm cùng tảo hoặc vi khuẩn lam. Những sinh vật nhỏ bé này đã cùng nhau làm nên lớp đất đầu tiên trên đá trơ.

Điều kiện để hợp tác bền trong tự nhiên

Từ các ví dụ trên, các nhà sinh học tiến hoá rút ra vài điều kiện giúp hợp tác tồn tại:

1. Cả hai cùng có lợi rõ ràng: cá dọn có thức ăn, cá khách sạch ký sinh.
2. Gặp lại nhau nhiều lần: trạm dọn vệ sinh cố định, dơi sống chung hang lâu dài.
3. Gian lận bị phát hiện và có giá phải trả: cá khách bỏ đi khi bị cắn.
4. Danh tiếng: cá dọn cư xử tốt hơn khi bị nhìn thấy.
5. Quan hệ họ hàng trong cùng loài: kiến, ong thợ trong một tổ thường là chị em ruột.

Những điều kiện ấy nghe rất quen với đời sống con người: hợp tác giữa vợ chồng, anh chị em, bạn bè cũng bền khi cả hai thấy mình được lợi, gặp nhau đều đặn và sự không công bằng được nói ra.

Góc nhìn hôm nay: quan sát cùng nhau

Không cần đi xa để thấy hợp tác trong tự nhiên. Một buổi sáng cả nhà ra đồng có thể thấy đàn cò lặng lẽ theo sau trâu bò trên ruộng. Một vườn hoa nhỏ đủ để ngồi xem ong đi từ hoa này sang hoa khác. Một hàng kiến trên tường bếp là dịp để trẻ quan sát cách kiến "báo tin" cho nhau. Các bể cá cảnh nước mặn ở thuỷ cung, viện hải dương học thường có cá hề và hải quỳ để xem tận mắt.

Khi quan sát ngoài trời, nhắc trẻ không chọc tổ ong, tổ kiến; không bắt hay mang sinh vật ra khỏi môi trường của chúng; đi lặn ngắm san hô thì không chạm vào rạn. Muốn đọc thêm, có thể tìm sách phổ biến khoa học về cộng sinh, hoặc phim tài liệu thiên nhiên của BBC, vốn có nhiều đoạn quay trạm dọn vệ sinh dưới biển.