Gặm nhấm là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa gặm nhấm

Gặm nhấm (Rodentia) là một bộ trong lớp Thú (Mammalia), nổi bật với đặc trưng hình thái là cặp răng cửa ở hàm trên và dưới mọc liên tục, không có chân răng và được mài mòn qua hành vi cắn gặm. Đặc điểm này khiến gặm nhấm có khả năng gặm phá mạnh, tạo điều kiện cho việc tiếp cận thức ăn và sinh tồn trong môi trường khắc nghiệt.

Gặm nhấm chiếm khoảng 40% số loài động vật có vú, với hơn 2.200 loài đã được mô tả, phân bố rộng rãi trên toàn thế giới (trừ Nam Cực và một số đảo biệt lập). Chúng hiện diện ở mọi kiểu môi trường, từ rừng rậm, đồng cỏ, sa mạc đến đô thị, nhờ khả năng thích nghi vượt trội về sinh lý, hành vi và sinh sản.

Hành vi gặm không chỉ phục vụ ăn uống mà còn giữ vai trò duy trì độ dài răng, điều hòa sinh lý miệng và phòng tránh tình trạng răng mọc dài vượt kiểm soát – một bệnh lý nguy hiểm ở gặm nhấm nếu không được mài tự nhiên. Cấu trúc răng đặc biệt này là yếu tố quyết định phân loại bộ Gặm nhấm.

Đặc điểm hình thái và giải phẫu

Các loài gặm nhấm có sự đa dạng về kích thước và hình thái cơ thể. Kích thước cơ thể có thể dao động từ vài centimet (chuột nhắt, Mus musculus) đến hơn 1 mét chiều dài và trên 50 kg trọng lượng (capybara, Hydrochoerus hydrochaeris). Tuy nhiên, đặc điểm chung là cấu trúc đầu nhỏ, mắt to, và chi trước có khả năng cầm nắm tốt.

Răng cửa của gặm nhấm không có men ở mặt sau, khiến chúng mài nhọn như đục khi sử dụng. Cặp răng này mọc suốt đời với tốc độ khoảng vài mm mỗi tuần, nên nếu không được mài mòn thông qua cắn gặm, sẽ dẫn đến rối loạn ăn uống và thậm chí tử vong do tổn thương hàm mặt. Phía sau răng cửa thường không có răng nanh, tạo khoảng trống gọi là diastema – một đặc điểm hình thái rõ ràng để nhận diện nhóm này.

Hệ tiêu hóa của gặm nhấm được tổ chức thích nghi cao với thực vật: manh tràng phát triển mạnh giúp lên men vi sinh cellulose, ruột dài, gan to để xử lý độc tố tự nhiên trong thức ăn. Một số loài như chuột có hiện tượng coprophagy – ăn lại phân mềm – nhằm tái hấp thụ vitamin và axit béo dễ tiêu hóa được tạo ra trong manh tràng.

Phân loại và đa dạng loài

Bộ Gặm nhấm là nhóm có mức độ đa dạng cao cả về hình thái, sinh thái và hành vi. Các nhà phân loại học chia Rodentia thành ba phân bộ lớn dựa trên cấu trúc sọ và cơ nhai: Sciuromorpha (dạng sóc), Myomorpha (dạng chuột), và Hystricomorpha (dạng nhím gai). Mỗi nhóm bao gồm nhiều họ, chi và loài mang đặc điểm giải phẫu và sinh học riêng biệt.

Danh sách một số họ tiêu biểu:

• Muridae: Chuột và chuột cống – là họ lớn nhất với hơn 700 loài.
• Sciuridae: Sóc cây, sóc đất và sóc bay.
• Cricetidae: Chuột hamster, chuột lemming – phổ biến ở vùng ôn đới.
• Caviidae: Bao gồm lợn Guinea và capybara – các loài bán thủy sinh lớn nhất trong bộ.

Một số họ có đặc điểm sinh thái rất chuyên biệt, ví dụ như Dipodidae (chuột nhảy) có chân sau dài để nhảy xa, hoặc Castoridae (hải ly) có răng rất lớn và đuôi dẹt dùng để bơi lội và đập nước.

Phân loại gặm nhấm tiếp tục được tinh chỉnh với dữ liệu hình thái và di truyền. Các nghiên cứu phân tử sử dụng gene ty thể và trình tự hạt nhân đã làm sáng tỏ mối quan hệ tiến hóa giữa các họ, dẫn đến việc phân chia lại một số nhóm truyền thống. Tham khảo hệ thống phân loại tại Mammal Diversity Database.

Hệ sinh thái và phân bố địa lý

Gặm nhấm có sự phân bố rộng khắp toàn cầu nhờ vào khả năng thích nghi sinh thái cực kỳ linh hoạt. Ngoại trừ các vùng cực lạnh như Nam Cực và Greenland, hầu như không có lục địa nào vắng bóng gặm nhấm. Sự phân bố này được thúc đẩy bởi khả năng di cư, sinh sản nhanh, chế độ ăn đa dạng và mức độ hoạt động linh hoạt (đào hang, leo trèo, bơi lội).

Gặm nhấm xuất hiện ở mọi đới khí hậu:

• Vùng sa mạc: Chuột túi (Dipodomys) với khả năng tiết kiệm nước qua nước tiểu đặc.
• Rừng rậm nhiệt đới: Capybara – sống bán thủy sinh trong đầm lầy Nam Mỹ.
• Đô thị: Chuột cống nâu (Rattus norvegicus) – loài xâm lấn toàn cầu nhờ đi theo con người.
• Vùng cao: Chuột lemming sống gần vòng Bắc Cực – di cư theo mùa để tìm nguồn thức ăn.

Bảng so sánh phân bố một số loài gặm nhấm đại diện:

Loài	Khu vực phân bố	Môi trường sống
Capybara	Nam Mỹ	Đầm lầy, đồng cỏ ẩm ướt
Chuột cống nâu	Toàn cầu (ngoại trừ vùng lạnh)	Đô thị, cống rãnh, kho thực phẩm
Sóc cây đỏ	Bắc Mỹ, châu Âu	Rừng lá kim, cây lá rộng
Chuột nhảy Jerboa	Bắc Phi, Trung Á	Sa mạc, bán hoang mạc

Sự phổ biến của gặm nhấm trong nhiều môi trường khác nhau khiến chúng trở thành đối tượng nghiên cứu quan trọng về sinh thái, tiến hóa và cả kiểm soát dịch hại toàn cầu.

Vai trò sinh thái và tương tác sinh học

Gặm nhấm đóng vai trò thiết yếu trong cấu trúc và vận hành của nhiều hệ sinh thái. Nhờ sinh khối lớn và số lượng cá thể cao, chúng là nguồn thức ăn chủ lực cho nhiều loài thú ăn thịt như cáo, rắn, cú mèo, và các loài chim săn mồi khác. Mối quan hệ con mồi – kẻ săn mồi giữa gặm nhấm và động vật ăn thịt cao cấp giúp điều hòa mật độ quần thể và duy trì cân bằng sinh thái.

Gặm nhấm còn có vai trò là “kỹ sư hệ sinh thái” qua hoạt động đào hang, di chuyển đất, phát tán hạt giống và dự trữ thực phẩm. Việc đào hang giúp sục khí đất, tăng độ thấm nước, cải thiện cấu trúc thổ nhưỡng – một yếu tố quan trọng trong duy trì sức khỏe đất. Nhiều loài cũng góp phần phân tán hạt giống bằng cách tích trữ và quên không sử dụng hết, tạo điều kiện cho sự nảy mầm tự nhiên.

Tuy nhiên, các tương tác sinh học cũng bao gồm khía cạnh tiêu cực. Nhiều loài gặm nhấm phá hoại cây non, tiêu thụ hạt giống quý, hoặc cạnh tranh trực tiếp với các loài bản địa khi chúng trở thành loài xâm lấn. Một số còn truyền ký sinh trùng và vi sinh vật gây hại cho quần thể động vật hoang dã khác.

Tác động nông nghiệp và đô thị

Gặm nhấm là nhóm động vật gây thiệt hại nghiêm trọng cho nông nghiệp và môi trường đô thị trên toàn cầu. Chúng ăn ngũ cốc, rễ cây, mầm non và hoa màu, khiến năng suất mùa vụ bị giảm đáng kể. Theo ước tính của FAO, thiệt hại do chuột gây ra có thể lên tới 5–15% sản lượng lương thực ở các quốc gia đang phát triển.

Ở môi trường đô thị, chuột cống nâu (Rattus norvegicus) và chuột nhắt (Mus musculus) là hai loài xâm lấn phổ biến nhất. Chúng có khả năng sinh sản nhanh, sống gần con người và có thể gây ra các thiệt hại sau:

• Gặm hư cáp điện, dây viễn thông gây nguy cơ cháy nổ
• Làm ô nhiễm thực phẩm trong kho, nhà máy, nhà ở
• Gây hoảng loạn, mất vệ sinh, ảnh hưởng hình ảnh doanh nghiệp

Việc kiểm soát gặm nhấm đòi hỏi chi phí đáng kể, sử dụng bẫy, thuốc diệt, hoặc biện pháp sinh học. Tuy nhiên, sử dụng hóa chất cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh gây hại đến động vật không mục tiêu và chuỗi thực phẩm. Các phương pháp tích hợp như IPM (Integrated Pest Management) đang được khuyến khích áp dụng.

Gặm nhấm và y học

Gặm nhấm có mối liên hệ quan trọng với y học cả ở khía cạnh tiêu cực (truyền bệnh) và tích cực (nghiên cứu sinh học). Một số loài là vật chủ trung gian của các tác nhân gây bệnh nguy hiểm như:

• Dịch hạch: do Yersinia pestis, lây qua bọ chét ký sinh trên chuột
• Leptospirosis: do vi khuẩn Leptospira, có trong nước tiểu chuột
• Hantavirus: lây qua bụi phân và nước tiểu chuột hoang
• Arenavirus, Lassa virus: lây từ gặm nhấm hoang dã ở châu Phi

Các ổ dịch có thể bùng phát nhanh nếu điều kiện vệ sinh môi trường suy giảm hoặc chuột tăng sinh đột biến sau mùa lũ. Do đó, việc kiểm soát gặm nhấm cũng là một phần trong chiến lược y tế dự phòng tại nhiều quốc gia.

Ngược lại, gặm nhấm cũng là mô hình sinh học then chốt trong nghiên cứu tiền lâm sàng. Chuột nhắt và chuột biến đổi gen được sử dụng để nghiên cứu sinh lý học, bệnh lý học, đáp ứng miễn dịch và đánh giá độc tính thuốc. Nghiên cứu từ NIH cho thấy gần 95% thí nghiệm y sinh học tiền lâm sàng sử dụng mô hình chuột.

Tiến hóa và đặc điểm di truyền

Gặm nhấm có nguồn gốc tiến hóa từ khoảng 56 triệu năm trước (kỷ Paleocene muộn), với tổ tiên chung là loài thú ăn côn trùng nhỏ sống trên cây. Từ đó, bộ Gặm nhấm đã phát triển thành nhiều nhánh riêng biệt thích nghi với môi trường sống đa dạng – từ cạn đến nước, từ vùng nhiệt đới đến vùng lạnh địa cực.

Tiến hóa của gặm nhấm được đặc trưng bởi:

• Phát triển cấu trúc răng cửa đặc biệt để gặm
• Khả năng sinh sản nhanh, chu kỳ thế hệ ngắn
• Khả năng thích nghi linh hoạt với nhiều kiểu thức ăn

Về mặt di truyền, hệ gen của chuột nhắt (Mus musculus) và chuột cống đã được giải mã đầy đủ. Những thông tin này giúp phát hiện các gen liên quan đến chức năng miễn dịch, phát triển thần kinh và biểu hiện bệnh tật. Việc ứng dụng CRISPR và chỉnh sửa gene trên gặm nhấm đang mở ra cơ hội nghiên cứu sinh học chính xác, phục vụ y học tái tạo và công nghệ sinh học.

Hướng nghiên cứu và bảo tồn

Không phải tất cả các loài gặm nhấm đều gây hại. Trên thực tế, một số loài đặc hữu, có kích thước nhỏ, phân bố hẹp đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng do mất môi trường sống, săn bắt quá mức và xâm nhập của loài ngoại lai. Ví dụ, chuột cây Polynesia và một số loài chuột đá ở Madagascar đã biến mất hoàn toàn trong vòng 100 năm qua.

Bảo tồn gặm nhấm được lồng ghép trong chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học tổng thể, đặc biệt là tại các khu rừng nhiệt đới và vùng đảo biệt lập. Các biện pháp bao gồm:

• Giám sát quần thể qua bẫy ảnh và mẫu DNA môi trường
• Phục hồi sinh cảnh bản địa và kiểm soát mèo hoang
• Giáo dục cộng đồng về vai trò sinh thái của các loài gặm nhấm

Ngoài ra, các tổ chức như IUCN cũng công bố danh sách đỏ các loài gặm nhấm đang bị đe dọa để ưu tiên tài trợ và nghiên cứu bảo tồn. Mở rộng dữ liệu di truyền cũng là hướng nghiên cứu quan trọng nhằm xác định chính xác các đơn vị phân loại độc lập và lên kế hoạch bảo vệ chúng.

Kết luận

Gặm nhấm là nhóm động vật có vú đa dạng và thành công nhất về mặt tiến hóa, với vai trò sinh thái sâu rộng và ảnh hưởng lớn đến đời sống con người. Mặc dù một số loài gây hại nghiêm trọng trong nông nghiệp và y tế, nhưng cũng có nhiều loài đóng vai trò tích cực trong chuỗi thức ăn, nghiên cứu khoa học và duy trì cân bằng sinh thái.

Việc quản lý gặm nhấm cần cách tiếp cận toàn diện, vừa kiểm soát các loài gây hại hiệu quả, vừa bảo tồn các loài bản địa quý hiếm. Hiểu đúng và đầy đủ về gặm nhấm là tiền đề quan trọng để đưa ra các quyết sách về sinh thái, y tế và bảo tồn trong bối cảnh biến đổi khí hậu và đô thị hóa toàn cầu.