Các nhà khoa học phát minh bộ dụng cụ xét nghiệm tại thực địa phát hiện gen trong môi trường (eDNA) đầu tiên có khả năng xác định một trong những loài động vật hoang dã quý hiếm nhất trong môi trường sống tự nhiên – loài Rùa Hoàn Kiếm
Với chỉ hai cá thể được biết đến còn tồn tại, hy vọng duy nhất cho sự tồn tại lâu dài của loài này là tìm kiếm thêm các cá thể Rùa Hoàn Kiếm nhằm hỗ trợ hoạt động ghép đôi sinh sản.
Tải ảnh tại đây.
(Ảnh cá thể rùa, bộ công cụ phát hiện eDNA, cán bộ đang tiến hành phân tích mẫu nước)
Đọc nghiên cứu tại đây.
Ảnh: Một trong hai cá Rùa Hoàn Kiếm cuối cùng được xác nhận còn tồn tại, tháng 5/2022 tại hồ Đồng Mô, Việt Nam.
New York, ngày 15 tháng 1 năm 2025 - Các nhà khoa học đã phát minh và kiểm định bộ dụng cụ xét nghiệm phát hiện nhanh gen trong môi trường (eDNA) đầu tiên trên thế giới nhằm tìm kiếm cá thể rùa quý hiếm nhất thế giới đang bên bờ vực tuyệt chủng, loài Rùa Hoàn Kiếm (Rafetus swinhoei). Hiện chỉ có hai cá thể Rùa Hoàn Kiếm được xác nhận còn tồn tại, một cá thể hoang dã ở Việt Nam (chưa xác định giới tính) và một cá thể đực hơn 100 năm tuổi được nuôi nhốt tại vườn thú ở Trung Quốc. Việc tìm kiếm thêm các cá thể Rùa Hoàn Kiếm đặc biệt quan trọng để đảm bảo việc nhân giống trong môi trường nhân tạo thành công và cứu loài này khỏi nguy cơ tuyệt chủng.
Công cụ mới này sẽ giúp tìm kiếm và xác định những cá thể khác tại các hồ nước ngọt tự nhiên, bán tự nhiên và các vùng nước rộng lớn khác tại khu vực phân bố của loài này. Bộ công cụ này cũng có thể được điều chỉnh phù hợp cho việc khảo sát tìm kiếm các loài quý hiếm khác.
Bộ dụng cụ xét nghiệm eDNA lần đầu tiên được Chương trình Bảo tồn Rùa châu Á thuộc tổ chức Indo-Myanmar Conservation (ATP/IMC) phát triển vào năm 2013. Với sự hợp tác của phòng thí nghiệm tại Đại học bang Washington, các nhà bảo tồn đã thu được kết quả dương tính đầu tiên đối với mẫu eDNA được thu thập từ hồ Xuân Khanh, thị xã Sơn Tây, Hà Nội, Việt Nam.
Ông Tim McCormack, Giám đốc ATP/IMC cho biết: “Dữ liệu ban đầu của chúng tôi cho thấy phương pháp eDNA có thể được sử dụng để phát hiện loài rùa này trong môi trường tự nhiên. Mặc dù gặp nhiều khó khăn khi triển khai tại các hồ và vùng nước rộng , chúng tôi vẫn đạt được một số kết quả nhất định với kỹ thuật này. Điều này cho thấy eDNA có thể là một phương pháp khả thi để xác nhận thêm các cá thể Rùa mai mềm Swinhoe còn trong tự nhiên. Mỗi cá thể đều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn loài này.”
Bộ dụng cụ đột phá này giúp xét nghiệm nhanh phát hiện vật chất di truyền tại hiện trường được phát triển nhờ những nỗ lực hợp tác lâu dài, bắt đầu từ năm 2016 của Chương trình Sức khỏe Động vật của tổ chức Wildlife Conservation Society, Văn phòng đại điện tại Việt Nam (WCS Việt Nam) thông qua hợp tác với ATP/IMC và Viện Tài nguyên và Môi trường (CRES) tại Việt Nam. Mục tiêu phát triển một bộ công cụ đặc hiệu để xác định cá thể Rùa Hoàn Kiếm đã được ghi nhận tại hồ Đồng Mô, một hồ nước rộng hơn 1250 héc-ta ở ngoại thành Hà Nội.
Gen hay DNA của rùa phân tán vào môi trường nước thông qua nước tiểu, phân và tế bào da. Tuy nhiên, DNA có thể phân hủy theo thời gian và bị pha loãng trong các vùng nước rộng lớn, gây khó khăn trong việc phát hiện các cá thể rùa. Các tác giả của bài báo khoa học trên chuyên trang về eDNA đã giải thích cách họ áp dụng bộ dụng cụ xét nghiệm eDNA nhanh tại hiện trường để phát hiện thành công eDNA của loài Rùa Hoàn Kiếm.
Bộ dụng cụ xét nghiệm eDNA nhanh tại hiện trường sử dụng công nghệ định lượng phản ứng chuỗi polymerase (qPCR), là công nghệ được sử dụng để phát hiện DNA của các loài muốn tìm kiếm. Phương pháp eDNA được đề xuất là một trong những cách tiếp cận hiệu quả nhất về mặt chi phí trong việc phát hiện sự tồn tại của loài muốn can thiệp, đồng thời cải thiện hiệu quả và giảm chi phí so với các phương pháp khảo sát truyền thống. Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp eDNA đều đòi hỏi vận chuyển mẫu đến các phòng thí nghiệm chuyên biệt để khẳng định, dẫn đến thời gian kéo dài giữa việc thu thập mẫu và báo cáo kết quả cuối cùng.
Tiến sĩ Lê Đức Minh, Trưởng phòng Tài nguyên thiên nhiên và Bảo tồn cho biết: “Xét nghiệm eDNA nhanh tại hiện trường đã cho phép các nhà bảo tồn thực hiện xét nghiệm qPCR theo thời gian thực ngay tại thực địa. Điều này cũng loại bỏ việc vận chuyển mẫu đến các phòng thí nghiệm chuyên biệt tại nước ngoài. Dự án này cũng đã tăng cường năng lực của các phòng thí nghiệm trong nước để thực hiện các xét nghiệm bổ sung cần thiết nhằm xác nhận kết quả.”
Tính đến năm 2024, chỉ còn hai cá thể Rùa Hoàn Kiếm được xác nhận, một cá thể đực ở Vườn thú Tô Châu, Trung Quốc và một cá thể ở Hồ Xuân Khanh, Việt Nam chưa được xác định giới tính. Hy vọng duy nhất cho sự tồn tại lâu dài của loài này là tìm kiếm thêm các cá thể mới. Tuy nhiên, các phương pháp khảo sát tìm kiếm truyền thống cho đến nay vẫn chưa mang lại nhiều kết quả khả quan. Các nhóm bảo tồn đang tiếp tục sử dụng phương pháp mới này tại các khu vực hồ khác ở Việt Nam với hy vọng tìm ra những cá thể rùa Hoàn Kiếm khác. Những nỗ lực thụ tinh nhân tạo cách đây vài năm với một cá thể đực và một cá thể cái nuôi nhốt đều trên 100 tuổi, tại Vườn thú Tô Châu ở Trung Quốc đã không thành công và cá thể cái đã chết vào năm 2019.
Tiến sĩ Tracie Seimon, Giám đốc Phòng thí nghiệm phân tử của Chương trình Sức khỏe Động vật của WCS và là tác giả chính của bài báo, cho biết: “Dự án này đã cho thấy chúng tôi có thể sử dụng phương pháp eDNA để phát hiện một loài rất hiếm trong một diện tích nước lớn và chứng minh rằng xét nghiệm eDNA nhanh tại hiện trường có thể được áp dụng như một công cụ bảo tồn giúp phát hiện loài nguy cấp trong môi trường tự nhiên. Đây thực sự là bước đột phá cho nghiên cứu bảo tồn.”
Bà Hoàng Bích Thuỷ, Trưởng đại diện của WCS Việt Nam và là đồng tác giả của bài báo khoa học về eDNA cho biết: “Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển một phương pháp xét nghiệm eDNA giúp các nhà bảo tồn nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm ngoài tự nhiên nhờ rút ngắn thời gian xác nhận sự tồn tại của một loài. Ngoài ra, trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm, chúng tôi cũng phát hiện ra rằng việc sử dụng các mẫu gộp là một chiến lược tiết kiệm chi phí mà vẫn có thể phát hiện sự tồn tại của một loài trên một khu vực rộng lớn, đồng thời giảm số lần xét nghiệm. Chúng tôi đã lên kế hoạch tiếp tục thử nghiệm eDNA trong quá trình tìm kiếm Rùa Hoàn Kiếm ở các hồ khác trên cả nước với hy vọng tìm ra các cá thể mới và tiến tới mục tiêu ngăn chặn sự tuyệt chủng của loài này.”
Các tác giả của nghiên cứu cũng nhấn mạnh: “Việc áp dụng phương pháp này có thể mở rộng việc tìm kiếm loài Rùa Hoàn Kiếm ở các hồ nước ngọt, hồ nhân tạo và các vùng nước ngọt khác, đồng thời các cuộc khảo sát thực địa có thể ứng dụng bộ dụng cụ eDNA để tìm kiếm các loài khác cũng có thể đang có nguy cơ tuyệt chủng.”
###