Nghiên cứu Current Biology giải mã “danh thiếp mùi” giúp mèo nhận diện đồng loại

Phát hiện chính: nước tiểu có một “danh thiếp” hóa học

Nghiên cứu đăng trên Current Biology, do Giáo sư Masao Miyazaki thuộc Đại học Iwate dẫn dắt, đề xuất rằng thận giàu lipid bất thường của mèo có thể giúp duy trì một dấu hiệu nhận diện bền vững trong nước tiểu. Dấu hiệu này được tạo nên bởi 13 axit béo chuỗi nhánh (BFA) bán bay hơi. Mỗi con mèo có một tổ hợp và tỷ lệ BFA riêng, giống như một “danh thiếp mùi”. Tuy nhiên, các tác giả nhấn mạnh đây là cơ chế ứng viên được củng cố bởi dữ liệu hóa học và hành vi, chứ chưa phải bằng chứng hoàn tất cho mọi khâu sinh lý.

Vì sao thận mèo có nhiều giọt lipid?

Các BFA được phát hiện trong mô thận nhưng không xuất hiện trong những mô khác được kiểm tra. Những lipid trung tính chứa BFA lại nằm trong các giọt lipid ở vùng vỏ thận, đặc biệt trong tế bào ống thận gần.

Từ đó, nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng các giọt lipid dồi dào—một đặc điểm giải phẫu khiến giới sinh học thắc mắc suốt nhiều thập kỷ—đóng vai trò như một kho dự trữ. Chúng có thể lưu giữ các lipid chứa BFA rồi góp phần duy trì tín hiệu mùi riêng của từng cá thể trong nước tiểu.

13 axit béo tạo dấu hiệu riêng và tương đối ổn định

Phân tích nước tiểu cho thấy mỗi con mèo có sự khác biệt rõ rệt về loại BFA cũng như tỷ lệ tương đối của 13 hợp chất này. Hồ sơ của cùng một cá thể vẫn tương đối ổn định qua các ngày lấy mẫu. Những con có quan hệ họ hàng thường có hồ sơ gần nhau hơn, nhưng vẫn giữ những khác biệt riêng.

Các BFA có tính bán bay hơi, nghĩa là chúng thoát vào không khí chậm hơn nhiều chất tạo mùi dễ bay hơi khác. Trong thí nghiệm, hồ sơ BFA của mẫu thấm nước tiểu được giữ ở 25°C vẫn tương đối ổn định ít nhất 24 giờ sau khi mẫu được tạo ra. Điều này có thể giúp thông tin “ai đã ở đây” tiếp tục tồn tại ngay cả khi mùi nước tiểu tổng thể bắt đầu thay đổi.

Mèo nhận biết “người lạ” qua mùi như thế nào?

Nhóm nghiên cứu chú ý đến phản ứng Flehmen—biểu hiện mèo hé miệng, thường xuất hiện sau khi ngửi nước tiểu hoặc các chất có mùi. Mèo thể hiện phản ứng này thường xuyên hơn khi tiếp xúc với nước tiểu của cá thể xa lạ so với nước tiểu của chính mình. Khi được cho ngửi lặp lại cùng một mẫu, phản ứng giảm dần; khi thay bằng nước tiểu của cá thể khác, phản ứng lại tăng lên.

Trong một thí nghiệm phơi nhiễm có kiểm soát, các nhà nghiên cứu cho mèo làm quen với một mẫu nước tiểu rồi chỉ thay đổi phần BFA có nguồn gốc từ cá thể cho mẫu, đồng thời kiểm soát những lipid nước tiểu khác. Mèo tăng cường việc đánh hơi trước sự thay đổi riêng ở phần BFA này. Kết quả là bằng chứng cho thấy chúng có thể nhận diện hỗn hợp BFA đặc trưng của từng cá thể, thay vì chỉ phản ứng với mùi nước tiểu nói chung.

“Bộ đệm” mùi có nghĩa là gì?

Theo mô hình kho dự trữ, việc tích trữ lipid chứa BFA trong các giọt lipid ở thận có thể làm giảm tác động của những thay đổi ngắn hạn do chế độ ăn, tình trạng sức khỏe, trạng thái sinh lý hoặc các yếu tố nhất thời khác. Nhờ vậy, tín hiệu nhận diện trong nước tiểu có thể giữ được mức ổn định tương đối theo thời gian.

Dù vậy, nghiên cứu chưa trực tiếp chứng minh bằng một can thiệp về chế độ ăn rằng các giọt lipid thực sự “đệm” được từng biến động như thế nào. Đây vẫn là chức năng được đề xuất dựa trên các phát hiện hóa học và hành vi.

Dấu vết tương tự ở các loài mèo khác

Các hợp chất liên quan trong nước tiểu và giọt lipid ở thận cũng được ghi nhận ở sư tử, hổ, báo hoa mai, báo đốm, linh miêu và mèo Iriomote. Thành phần hợp chất cũng như số lượng và sự phân bố giọt lipid khác nhau giữa các loài. Mèo Iriomote và mèo báo Tsushima cũng có những khác biệt, gợi ý quá trình đa dạng hóa trong tiến hóa.

Tuy nhiên, hiện chưa rõ các loài mèo hoang dã có thực sự dùng những hợp chất này để nhận diện từng cá thể hay không. Giả thuyết đó vẫn cần được kiểm chứng trực tiếp.

Tiềm năng cho bảo tồn và kiểm soát mùi

Nếu hồ sơ BFA của từng cá thể được chứng minh là có thể lặp lại đáng tin cậy trong các mẫu thu ngoài tự nhiên, nước tiểu có thể trở thành công cụ không xâm lấn để theo dõi những loài mèo quý hiếm. Các nhà bảo tồn khi đó có thể nghiên cứu sự hiện diện hoặc thay đổi của từng cá thể mà không cần bắt giữ chúng.

Việc hiểu rõ hệ thống này cũng có thể về lâu dài gợi ý các phương pháp quản lý mùi nước tiểu của mèo nhà. Tuy nhiên, phát hiện hiện chưa tạo ra một sản phẩm hay phương pháp điều trị có thể áp dụng ngay.

Câu hỏi còn bỏ ngỏ

Các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết chính xác những BFA được lưu trữ trong lipid ở thận được giải phóng vào nước tiểu—hoặc đi vào nước tiểu bằng con đường nào. Đây là mắt xích quan trọng cần được làm rõ để kiểm chứng đầy đủ giả thuyết về vai trò của các giọt lipid.