Video tốc độ cao hé lộ cơ chế bơm nọc độc của ngòi ong mật

Ong mật nổi tiếng với tập tính để lại ngòi đâm trên da con mồi rồi bay đi. Giờ đây, các nhà khoa học đã xác định được rằng ngòi ong vẫn có thể tiếp tục bơm nọc độc vào nạn nhân ngay cả sau khi con ong đã rời đi, nhờ một cơ chế bơm kiểu hai piston độc đáo. Kết quả này được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Cơ chế bơm nọc độc kỳ lạ của tự nhiên

Các loài khác nhau đã tiến hóa những cách thức khác nhau để đưa nọc độc vào cơ thể con mồi, bao gồm việc xuyên qua da rồi bơm nọc từ tuyến hoặc túi chứa. Nhện chẳng hạn, có các cơ bao quanh tuyến nọc, co lại và đẩy nọc qua những chiếc nanh rỗng. Ong, ong bắp cày và kiến thì đưa nọc qua ngòi đâm, hoặc bằng cách co các cơ quanh túi nọc, hoặc thông qua những bộ phận cứng gọi là lancet phối hợp với nhau để bơm nọc.

Ong mật (Apis mellifera) có thêm một đặc điểm riêng: ong thợ bay đi sau khi cắm ngòi vào mục tiêu, để lại ngòi phía sau. Chiếc ngòi này tiếp tục xuyên sâu vào mô và tự bơm nọc — một hiện tượng hiếm gặp được gọi là autotomy (tự cắt bỏ bộ phận cơ thể).

Cấu tạo ngòi ong và bí ẩn chưa được quan sát

Ngòi của ong mật gồm ba bộ phận chính khớp vào nhau tạo thành ống dẫn nọc: một stylet mở rộng thành khoang bơm chính, và hai lancet có đầu nhọn trượt qua lại, vừa xuyên vào mô vừa bơm nọc vào mục tiêu.

Tuy nhiên, cơ chế chính xác để tạo ra động tác bơm này chưa từng được quan sát trực tiếp — cho đến nay.

Van hình học đặc biệt: chìa khóa của cơ chế

Theo đồng tác giả nghiên cứu, điểm mấu chốt nằm ở hình học độc đáo của các van. Chúng hoạt động như những piston có thể xẹp lại, cho phép ngòi ong tạo ra áp lực cần thiết để đẩy nọc qua ống dẫn dù không còn kết nối với cơ thể con ong.

"Hình học độc đáo của các van chính là chìa khóa; chúng hoạt động như những piston có thể xẹp lại" để đưa nọc vào mục tiêu.

Bằng cách sử dụng video tốc độ cao, nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên ghi lại được toàn bộ quá trình bơm nọc ở cấp độ chi tiết, làm sáng tỏ cách ba bộ phận của ngòi phối hợp nhịp nhàng để vừa đâm xuyên vừa bơm nọc.

Ý nghĩa của phát hiện

Phát hiện này không chỉ giải mã một hiện tượng tự nhiên thú vị mà còn có thể truyền cảm hứng cho các ứng dụng trong robot y sinh và thiết bị vi kim (microneedle) — nơi cơ chế bơm không cần động cơ cồng kềnh mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao là điều đáng mơ ước.

Với độc giả Việt Nam, đây cũng là lời nhắc nhở quen thuộc: khi bị ong đốt, việc cạo hoặc gạt ngòi ong ra khỏi da càng nhanh càng tốt là rất quan trọng, bởi ngòi vẫn tiếp tục bơm thêm nọc trong lúc bạn còn loay hoay tìm cách lấy nó ra.