Sâu lột xác thành bướm như thế nào?

Quá trình biến đổi tự nhiên của loài bướm để “lột xác” thành hình hài xinh đẹp luôn là đề tài hấp dẫn các nhà khoa học vì sự độc đáo, kì thú trong từng giai đoạn phát triển của nó.

Các nhà nghiên cứu đã xác định được một "hormone khơi mào" - chịu trách nhiệm kích hoạt quá trình lột xác ở những con sâu để trở thành cánh bướm xinh đẹp.

Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy chỉ bằng cách điều chỉnh liệu pháp hormone của chúng, họ có thể làm ngừng quá trình tăng trưởng của sâu. Phát hiện có thể đem lại những hiểu biết tốt hơn về sự kiểm soát của hoóc môn đối với quá trình tăng trưởng ở người.

David Champlin, giáo sư sinh học tại Đại học Southern Maine và cộng sự là tác giả của nghiên cứu này. Champlin đã so sánh hoóc môn mới tìm thấy (được gọi là nhân tố khai mào metamorphosis) như động cơ khởi động trong xe hơi.

Theo nhóm nghiên cứu, metamorphosis được điều chỉnh bởi chế độ dinh dưỡng trong thức ăn của sâu. Bằng việc thay đổi chế độ ăn này, người ta có thể tạo ra những sinh vật kỳ lạ nửa sâu nửa bướm. Chẳng hạn, sinh vật lai có cái miệng của sâu chuyên hoá cho việc nhai thực vật và có các ống hút mật như kiểu của bướm. Sự phát triển râu, chân và mắt cũng đã đến giai đoạn trung gian.

Sinh vật nửa nọ nửa kia này không thể ăn uống được và do đó không sống sót. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã có thể mô tả chi tiết mối quan hệ giữa các tế bào tạo sâu và những tế bào sẽ tạo bướm. Một phát hiện đáng chú ý là các tế bào hình thành mắt bướm lại có nguồn gốc từ tế bào da ở sâu.

"Tất cả những điều này cho phép chúng tôi hiểu rõ hơn sự kiểm soát của hoóc môn đối với sự tăng trưởng ở động vật, trong đó có con người. Nó cũng liên quan tới những nghiên cứu tế bào gốc và phục hồi y học", Champlin nói.

Hình ảnh đa chiều mới nhất của quá trình sâu biến thành bướm

Vòng đời của một con bướm bắt đầu từ giai đoạn trứng. Bướm thường đẻ trứng trên lá những loại cây là thức ăn ưa thích của chúng. Trứng rất bé và có nhiều hình dạng khác nhau nhưng chủ yếu là dạng hình cầu.

Trứng được bao bọc bởi một lớp sáp mỏng ở bên ngoài gọi là màng đệm. Điều này để ngăn sự bốc hơi của nước trước khi ấu trùng có thời gian để phát triển đầy đủ.

Giai đoạn trong trứng này kéo dài trong vài tuần cho đến khi trứng nở ra ấu trùng (sâu bướm). Bữa ăn đầu tiên của sâu bướm chính là vỏ trứng của mình. Sau đó, nó sẽ dành phần lớn thời gian để ăn lá cây. Thời gian ăn sẽ khoảng 2 - 3 tuần. Nếu quan sát từ xa, ta khó có thể phát hiện ra chúng bởi màu sắc trên cơ thể giúp chúng ngụy trang.

Sau 2-3 tuần ăn uống no nê, sâu bướm cũng lớn hơn, chúng bắt đầu đi tìm chỗ thích hợp để hóa nhộng. Đây sẽ là giai đoạn biến đổi thực sự, từng bước một để có được hình dạng của loài bướm.

Bức ảnh chụp ghi lại những lát cắt khác nhau bên trong con nhộng, cho thấy hệ tiêu hóa và cánh bắt đầu phát triển. Tác giả của nghiên cứu - ông Russell Garwood thuộc Đại học Manchester cho biết: "Hệ thống khí quản bắt đầu hình thành giúp con côn trùng này hít thở".

Đây là hình ảnh điển hình của một con nhộng với lớp ngoài bảo vệ. Một chất nhầy như lớp keo dán đặc biệt giúp con nhộng cứng được giữ cố định. Màu sắc lớp vỏ bảo vệ tương tự như một chiếc lá héo úa, giúp chúng có sự ngụy trang tốt nhất trong giai đoạn dễ bị tổn thương này.

Hầu hết, các thay đổi lớn xảy ra vào tuần đầu tiên của quá trình hóa nhộng. Hình ảnh này cho thấy sự thay đổi diễn ra từ ngày thứ 1 tới ngày thứ 13.

Ngày thứ 13: Cấu trúc đỏ ở giữa chính là ruột - một phần của hệ tiêu hóa. Đây là phần cấu trúc có màu đen mà bạn đã nhìn thấy trong bức ảnh trước.

Ông Russell Garwood chia sẻ: "Phần màu vàng trong bức ảnh là cấu tạo của những ống đẩy chất thải ra cơ thể - tương tự như phần thận ở cơ thể người".

Ngày thứ 14: Bức ảnh một lần nữa cho thấy những thay đổi bên trong và bên ngoài của con nhộng.

Ngày thứ 16: Cơ thể con bướm con phát triển lớn hơn, bắt đầu có sự chênh lệch giữa ngực, cánh, chân, bụng và phần sau cơ thể.

Sau hơn 2 tuần, bướm ở trong cọ lưng vào kén tạo thành lỗ thủng nhỏ để chui ra. Những con bướm mới thoát khỏi lớp kén chưa thể bay ngay bởi đôi cánh của chúng còn chưa khô ráo và cứng cáp. Sau khoảng 1 giờ đồng hồ, đôi cánh của bướm có kích thước đầy đủ, khô và sẵn sàng để bay.

Cùng xem video dưới đây để hiểu hơn về quá trình sâu lột xác thành bướm như thế nào.