Spallanzani (1729-1799): Người phát hiện bí mật của sự thụ tinh

Ông sinh ra tại Modena , ở miền Bắc Italia. Năm 16 tuổi, Spallanzani đến Bolonia để học luật, nhưng chỉ ít lâu sau, do ảnh hưởng của bà cô là Laura Bessi nên cậu say mê môn sinh học. Laura là con một luật sư nên từ nhỏ bà có nhiều điều kiện học tập tốt. Năm 1732, Laura đã bảo vệ luận án triết học trước một hội đồng gồm 7 giáo sư và 2 Hồng y giáo chủ, trả lời thông thạo bằng tiếng La tinh mọi câu hỏi. Ngay sau đó, bà được cử làm giáo sư tại Đại học Bolonia phụ trách môn triết học, vật lý, toán, đồng thời giảng dạy cả khoa học tự nhiên cho một số học trò giỏi, trong đó có người cháu là Spallanzani.

Chàng thanh niên Spallanzani không chỉ say mê sinh học mà còn chú ý đến vật lý, toán, siêu hình học rồi cả văn học Hy Lạp, La tinh. Ngay sau khi tốt nghiệp Đại học Bolonia, Spallanzani chú tâm nghiên cứu sinh lý học. Để tìm hiểu tác động của dịch vị trên các loại thức ăn, ông tiến hành nhiều thử nghiệm ngay trên bản thân: Spallanzani tự ý nuốt những túi nhỏ bằng vải mềm chứa nhiều loại thức ăn khác nhau, có buộc kèm những sợi chỉ dài. Sau vài giờ, ông kéo những túi từ dạ dày ra để nghiên cứu kết quả: các loại thức ăn đã chịu những loại tác động khác nhau, thịt bị tiêu hóa nhiều nhất, rau vẫn còn nguyên vẹn, hầu như không bị ảnh hưởng. Qua nhiều lần nghiên cứu, ông kết luận rằng dạ dày tác động lên thức ăn nhờ hoạt động hóa học của dịch vị nhiều hơn là nhờ co bóp. Ông cũng nghiên cứu nhiều về máu, tuần hoàn, vai trò của hô hấp trong lưu thông máu và đóng góp nhiều chi tiết bổ sung cho công trình của Harvey . Trong khi làm giáo sư tại Đại học Pavia, gần 100 năm trước Pasteur, ông đã xác định rằng không có hiện tượng tự sinh, rằng mọi sinh vật đều bắt nguồn từ một sinh vật sẵn có từ trước. Về vấn đề này, nhiều lần ông đã phải tranh luận mạnh mẽ với Needham , nhà tự nhiên học người Anh. Ông cũng nghiên cứu và công bố nhiều kết quả tìm hiểu về động vật không xương sống.

Từ mùa xuân năm 1777, các nhân viên thuộc Đại học Pavia rất ngạc nhiên khi thấy giáo sư Spallanzani cho nuôi thật nhiều ếch trong bể thủy tinh của khu nghiên cứu thử nghiệm. Họ càng kinh hoàng lúc nhìn thấy một số ếch được mặc quần lót bằng vải mỏng và dây đeo cẩn thận. Quan sát kỹ, cũng dễ dàng nhận thấy số ếch mặc quần đùi đều gầy yếu và thuộc giống đực, còn những ếch trần truồng đều to lớn, bụng căng phồng và thuộc giống cái.

Không ai hiểu được lý do nhưng chỉ thấy ông giáo sư suốt ngày ngồi bên bể thủy tinh ngắm nhìn đàn ếch rồi lâu lâu lại vớt trứng lên xem. Chính thời điểm đó là lúc Spallanzani đang cố tìm hiểu quá trình sinh sản ở ếch. Spallanzani biết rằng trong mùa sinh đẻ, ếch cái đẻ ra trứng và ếch đực khi ôm ấp ếch cái thường tiết ra một chất dịch bọc trùm lên trứng. Nếu theo luận thuyết “tiền hình” đã được chấp nhận hàng trăm năm trước, thì trong trứng ếch phải luôn sẵn có một ếch con nhỏ xíu, rồi sẽ tự phát triển không cần có quan hệ với chất dịch của ếch đực. Có thật như thế không? Để trả lời câu hỏi đó, ông giáo sư 48 tuổi đã cho ếch đực mặc quần đùi! Khi đó một hiện tượng kỳ lạ đã xảy ra: ếch cái vẫn đẻ trứng khi được ếch đực mang quần đùi ôm ấp, nhưng trứng không nở thành nòng nọc được. Như thế trong trứng ếch không thể sẵn có một ếch con nhỏ xíu. Và như vậy luận thuyết “tiền hình” không còn đúng nữa. Thêm một điều đáng ngạc nhiên nữa: khi ếch đực không mang quần đùi ôm ấp ếch cái thì trứng lại nở thành nòng nọc. Như vậy sự tiếp xúc giữa ếch cái và tinh dịch của ếch đực là hoàn toàn cần thiết cho sự phát triển của trứng. Spallanzani tiếp tục hoàn chỉnh những kết quả vừa thu nhận được: ông lại cho ếch đực mang quần đùi ôm ấp ếch cái, trứng đẻ ra vẫn không nở, ngay liền đó ông tháo bỏ quần đùi của ếch đực để kiếm tìm những giọt tinh dịch của ếch đực. Ông lượm nhặt các giọt tinh dịch và đặt luôn lên trứng, ông nhận thấy trứng tiếp tục phát triển và nở thành nòng nọc. Ông kết luận rằng sự tiếp xúc giữa trứng và tinh dịch là cần thiết không chỉ đối với ếch mà còn đối với mọi loài động vật. Ông thử nghiệm bằng cách lấy tinh dịch chó đực đặt vào đường sinh dục một chó cái. Hai tháng sau, chó cái đẻ được một đàn con khỏe mạnh. Phải chăng đó là công việc truyền tinh (fécondation) nhân tạo đầu tiên trong lịch sử y học? Spallanzani còn nghĩ rằng tinh dịch đặt trong bình nước đá vẫn giữ được khả năng thụ tinh trong vòng 24 giờ sau. Rồi ông tìm cách pha loãng tinh dịch mà vẫn giữ nguyên những tính chất đặc thù: ông xác nhận rằng 15cc tinh dịch ếch đực pha loãng trong 20 lít nước vẫn còn khả năng thụ tinh cho hàng loạt trứng ếch để nở thành nòng nọc.

Những phát hiện của Spallanzani có ý nghĩa thật quan trọng cho việc tìm hiểu quá trình hình thành tái tạo ra các loài động vật, nhưng ở vào cuối thế kỷ 18, thật đáng tiếc là những phát hiện đó không chỉ bị lãng quên mà còn bị phủ nhận. Chính Albrecht von Haller cũng cho rằng hiện tượng thụ tinh xảy ra là do tác động trực tiếp của tinh dịch với trứng. Nhiều nhà khoa học thời đó còn tin rằng hiện tượng thụ tinh là do những hào quang tỏa ra từ tinh dịch. Cũng chính Haller trong niềm tin quá mức vào luận thuyết “tiền hình” đã dùng cả toán học để xác nhận rằng vào ngày cuối cùng của sự sáng tạo, Thượng đế đã hình thành nên 200 nghìn triệu con người nhỏ bé ở trong trứng của Eva, người phụ nữ đầu tiên trên trái đất, để rồi từ đó nảy sinh ra loài người.

Một lần nữa Spallanzani lại nghiên cứu để phá vỡ những quan niệm sai lầm: ông dùng hai chiếc mặt kính lõm, trứng ếch được dính chặt vào đáy một mặt kính, ở chiếc kính thứ hai, ông đặt tinh dịch ếch đực, rồi ông úp chiếc mặt kính thứ nhất lên trên chiếc kính thứ hai như một nắp kín. Nếu quả thật có những mùi hơi bay ra từ tinh dịch thì trứng phải nở bình thường. Sau một thời gian dài quan sát, Spallanzani vẫn không thấy trứng nở.

Nhưng khi ông đảo ngược hai kính để cho tinh dịch tiếp xúc với trứng ếch thì chỉ ít lâu sau trứng lại nở thành nòng nọc. Điều đó càng khẳng định những nhận xét trước đây của ông về sự cần thiết có tiếp xúc trực tiếp giữa tinh dịch của giống đực với trứng của giống cái. Tuy nhiên, những nhận xét thật khoa học của Spallanzani và trước đó hơn một thế kỷ, de Gfaaf phát hiện ra nang trứng (vào năm 1672) và Leeuwenhoek nhìn thấy tinh trùng (1678) tất cả những dữ kiện đó vẫn chưa đủ để trả lời câu hỏi từ muôn thuở: con người được hình thành như thế nào?

Trong suốt cuộc đời, Spallanzani luôn say mê làm việc, vài ngày trước khi mất, ông vẫn tiếp tục những công trình nghiên cứu về hô hấp ở cá. Ông không phải là nhà lý luận mà chỉ kiếm tìm những sự kiện. Đánh giá công lao của ông, một nhà khoa học nhận xét: “Spallanzani đã phát hiện nhiều sự thật trong vài năm hơn cả một Viện Hàn lâm thu được trong một thế kỷ”.

Nguồn: 20 nhà khoa học tài danh .- NXB Thanh niên