Giữa rừng Brazil, có những đàn kiến nhỏ bé đang thực hiện một công việc kỳ lạ. Chúng mang theo trên thân mình một lớp vi khuẩn mỏng đến mức không thể thấy bằng mắt thường. Thế nhưng lớp vi khuẩn đó lại tạo ra hợp chất kháng nấm mạnh đến mức các nhà khoa học so sánh hiệu quả của nó với thuốc dùng trong y học hiện đại. Một sinh vật dài chỉ vài milimét lại sở hữu kho vũ khí sinh học vượt xa những gì con người từng tưởng.
Nhóm kiến trồng nấm Attine sống chủ yếu ở vùng Nam Mỹ. Chúng xây những khu vườn tí hon nằm sâu dưới lòng đất và nuôi dưỡng một loài nấm làm thức ăn. Hệ thống này hoạt động tinh vi đến mức từng dòng kiến có cách chăm nấm riêng, gần giống những trang trại thu nhỏ mà ta chỉ nhận ra khi nhìn bằng kính hiển vi. Điều làm kiến lo lắng nhất là một loài nấm ký sinh tên Escovopsis. Một khi Escovopsis bám được vào vườn, cả đàn kiến có thể mất nguồn sống. Và đây là lúc lớp vi khuẩn bí ẩn xuất hiện.
Theo nhiều khảo sát sinh học tiến hóa, kiến Attine mang vi khuẩn cộng sinh thuộc chi Pseudonocardia trên phần ngực và bụng. Chúng rải dịch tiết đặc biệt để nuôi dưỡng những vi khuẩn này như nuôi một dạng áo giáp sống. Lớp vi khuẩn ấy không chỉ bám trên cơ thể mà còn được đàn kiến truyền qua nhiều thế hệ. Mỗi con kiến như một người bảo vệ luôn mang theo đội quân lính tàng hình.
Năm 2021, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Wisconsin Madison công bố kết quả trên tạp chí ACS Central Science. Họ phân lập được một hợp chất kháng nấm mới mang tên Attinimicin do chính vi khuẩn cộng sinh của kiến trồng nấm ở Brazil tạo ra. Trong thử nghiệm, Attinimicin có khả năng ức chế mạnh nấm gây bệnh, bao gồm loại tấn công vườn nấm của kiến và cả một số chủng nấm có ý nghĩa lâm sàng. Trong mô hình thử nghiệm trên chuột, hợp chất này thể hiện hiệu quả tương đương thuốc kháng nấm đang được sử dụng trong điều trị. Một hợp chất chưa từng biết đến, tồn tại âm thầm trên lưng kiến, lại tỏ ra hiệu quả ngang hàng với công cụ y học hiện đại.
Điều khiến giới khoa học ngạc nhiên hơn là hệ vi sinh này không hề đơn giản. Một nghiên cứu năm 2020 đăng trên Scientific Reports cho thấy mỗi loài kiến Attine sở hữu một cộng đồng vi khuẩn riêng với cấu trúc đặc thù. Ngay cả các đàn trong cùng một loài cũng khác nhau đáng kể. Điều này chứng tỏ hệ thống cộng sinh đã tiến hóa theo cách mà mỗi đàn kiến phát triển phiên bản vũ khí sinh học của riêng mình. Các nhà nghiên cứu ví đây như dấu vân tay sinh thái. Không có hai đàn kiến nào hoàn toàn giống nhau ở lớp vi khuẩn phòng thủ. Sự đa dạng ấy cho thấy cuộc chạy đua tiến hóa giữa kiến, nấm trồng và nấm ký sinh đã diễn ra suốt hàng triệu năm.
Khi quan sát dưới kính hiển vi, lớp vi khuẩn trông như những sợi mảnh sáng yếu bám quanh cơ thể kiến. Nhưng khi đưa vào môi trường nuôi cấy, chúng bắt đầu tiết ra các hợp chất kháng nấm mạnh đến mức có thể phá vỡ hệ sợi nấm chỉ sau một thời gian ngắn. Trong tự nhiên, kiến dùng những chất này để thoa lên khu vườn nấm khi phát hiện dấu hiệu đầu tiên của Escovopsis. Mọi thao tác diễn ra âm thầm trong bóng tối dưới lớp đất mềm, nơi một sinh vật nhỏ thực hiện chiến lược bảo vệ nghiêm ngặt hơn nhiều người tưởng.
Nhìn lại, thật lạ khi con người vẫn phải đối mặt với sự kháng thuốc của nhiều chủng nấm, trong khi một đàn kiến nhỏ ở Brazil đã phát triển hệ thống tương tự kháng sinh hoạt động ổn định qua hàng triệu năm. Mỗi con mang theo một kho hóa chất bảo vệ mà khoa học mới chỉ bắt đầu hiểu. Có thể đâu đó trong rừng Amazon đang tồn tại những hợp chất mà y học chưa từng đặt tên, nhưng kiến đã sử dụng thành thạo từ rất lâu.
Và câu hỏi lơ lửng cuối cùng là liệu những hợp chất âm thầm ấy có thể trở thành nền tảng cho thuốc chống nấm mới dành cho con người, hay chúng vẫn sẽ tiếp tục làm nhiệm vụ bảo vệ những khu vườn ngầm sâu dưới đất, trong thế giới mà chúng ta hiếm khi nhìn thấy.