Sinh vật tự tạo bản sao xâm chiếm châu Âu, chuyên gia kinh ngạc

Sau khi giải mã hệ gene, các nhà khoa học phát hiện ra cách mà sinh vật này có thể tự tạo ra bản sao của chính mình. Đó là gì.

Đó chính là cá diếc, được coi là một trong những loài cá xâm hại thành công nhất tại châu Âu.

Theo các nhà nghiên cứu, khả năng sinh sản vô tính đã mang lại cho loài cá diếc lợi thế cạnh tranh lớn so với các loài cá khác. Theo đó, nhóm nghiên cứu quốc tế, đứng đầu là nhà nghiên cứu Dunja Lamatsch tại Khoa hồ học thuộc ĐH Innsbruck (Áo) mới đây đã mô tả hệ gene hoàn chỉnh của cá diếc lần đầu tiên.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications và cung cấp hiểu biết sâu hơn về phương pháp sinh sản đặc biệt của loài cá diếc.

Cách sinh sản kỳ lạ, không cần tìm kiếm bạn tình

Loài cá này là họ hàng gần của cá vàng và cạnh tranh với cá diếc bản địa đang có nguy cơ tuyệt chủng ở trong cùng một môi trường sống. Thế nhưng trong khi cá vàng và cá diếc thường sinh sản hữu tính, cá diếc được cho là có lợi thế tiến hoá lớn. Điều này giúp con cái có thể tiết kiệm thời gian tìm kiếm bạn tình.

Cụ thể, cá diếc cái sử dụng tinh trùng của cá diếc đực hoặc các loài cá khác. Để có thể làm được việc này, những con cái sẽ dùng "chiêu trò" trà trộn vào trong một đàn cá diếc bạc, sau đó chúng đẻ trứng để những con đực thụ tinh.

Sinh vat tu tao ban sao xam chiem chau Au, chuyen gia kinh ngac

Cá diếc có thể tự sinh sản mà không cần tìm bạn tình. Ảnh: cjww

Tinh trùng bị đánh cắp này sẽ kích thích tế bào trứng của cá diếc phân chia. Đáng chú ý là vật chất di truyền của con đực sau đó sẽ bị phân hủy trong tế bào trứng mà không được sử dụng. Đây được gọi là trinh sản phụ thuộc vào tinh trùng. Theo đó, tất cả con cá non được sinh theo phương pháp này đều là bản sao giống cái của cá diếc cái. Vì vậy, hầu hết quần thể cá diếc là con cái và con đực thì rất hiếm gặp.

Nghiên cứu của Dunja Lamatsch và các cộng sự chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các cơ chế sinh sản đơn tính ở những sinh vật sống dưới nước. Do đó, trong nghiên cứu này, họ có thể giải mã hoàn toàn bộ gene của cá diếc, đồng thời tìm ra được cơ chế đằng sau cách sinh sản đơn tính của loài cá này.

Ngay cả những loài vật như cá diếc thì có thể tiến hóa theo cách này. Theo các chuyên gia, cá diếc có 6 chuỗi nhiễm sắc thể , nhưng 4 trong số đó lại đến từ lai với loài cá khác họ. Trong khi đó, 2 chuỗi nhiễm sắc thể còn lại được thêm vào bằng cách lai với một loài cá có họ hàng gần.

Theo nhà nghiên cứu Lamatsch giải thích, có lẽ, tại một thời điểm nào đó, trong những lần lai xa, có các sự cố xảy ra trong quá trình hình thành giao tử. Đó có thể là một trong nguyên nhân kích hoạt sinh sản đơn tính ở cá diếc.

Chính nhờ sự hợp tác của các nhóm nghiên cứu từ Viện sinh thái học nước ngọt và ngư nghiệp nội hải Leibniz tại Berlin (IGB) và Đại học Würzburg, mà nhóm nghiên cứu của Lamatsch mới có thể phân tích được hệ gene của cá diếc thành các bộ nhiễm sắc thể riêng lẻ.

Đây cũng là lần đầu tiên toàn bộ thông tin di truyền của động vật có 6 chuỗi nhiễm sắc thể được phân tích và mô tả. Nghiên cứu chỉ ra rằng, hệ gene của loài cá diếc gồm tổng cộng 150 nhiễm sắc thể, con số này nhiều hơn gấp 3 lần hệ gene của con người.

Ngoài ra, các phân tích còn làm sáng tỏ cách 6 chuỗi nhiễm sắc thể này có thể cùng tồn tại và hoạt động cùng nhau. Mặt khác, việc lần đầu tiên xác định được tất cả 150 nhiễm sắc thể cũng giúp các nhà nghiên cứu có thể hiểu được toàn bộ cấu trúc gene của cá diếc và lịch sử tiến hóa phức tạp của loài cá xâm hại ở châu Âu.

Loài cá xâm hại ở châu Âu có đặc điểm gì?

Cá diếc được tìm thấy ở châu Âu là loài có thể chịu đựng được nhiều điều kiện môi trường. Chúng có thể được tìm thấy trong môi trường nước với lượng oxy thấp và chất lượng nước kém không phù hợp với các loài cá bản địa. Bên cạnh đó, cá diếc còn có thể cạnh tranh với các loài bản địa về thức ăn và môi trường sống. Chính những đặc điểm này khiến loài cá này trở thành loài xâm hại đe dọa đến tính toàn vẹn sinh thái của các hệ sinh thái thủy sinh.

Cá diếc là loài cá có thân hình khá dẹt. Phần thân trên của cá diếc khá tròn và thu hẹp lại ở phần đuôi. Một con cá diếc trưởng thành có thể nặng tới 3 kg và chiều dài tối đa là 46,6 cm.

Cá diếc có đặc điểm phần đầu khá nhỏ so với tỷ lệ cơ thể của chúng. Loài cá này là động vật ăn tạp. Thức ăn của chúng có thể là sinh vật phù du, thực vật, động vật không xương sống và vụn hữu cơ.

Loài cá được tìm thấy ở Nam Cực: Sẽ chết nếu nhiệt độ vượt quá 5 độ

Các nhà khoa học cho biết, loài cá băng ở Nam Cực này chỉ có thể sống được trong môi trường nước lạnh không thể vượt quá 5 độ C.

Vào năm 2019, một nhóm các nhà khoa học đã tới Nam Cực để thực hiện 1 bộ phim tài liệu khoa học và bất ngờ phát hiện ra 1 loài cá mới tại đây. Các nhà khoa học chia sẻ rằng đề tài nghiên cứu của họ là nghiên cứu về các loài sinh vật biển sống trong môi trường khắc nghiệt. Vì thế, họ đã dùng lưới đánh bắt để quét dưới đáy biển và vô tình tìm thấy rất nhiều loài mới, trong đó có loài cá băng này.

Loài cá kỳ lạ

Loài cá băng này đã được các nhà khoa học xác định là một loài mới. Chúng có màu hồng nhạt, da trơn, dính và thoạt nhìn trông chúng giống như là loài chung của nòng nọc và ốc sên. Loài cá băng này đặc biệt chỉ có thể sống được trong môi trường nước lạnh. Chúng sẽ chết khi nhiệt độ tăng hơn 5 độ C vì quá nóng.

Có thể thấy, nếu con người muốn mang loài cá băng này đi tới nơi khác thì họ sẽ phải đảm bảo nhiệt độ của bể chứa luôn dưới 5 độ C. Trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư Andrew Stewart cho biết "Tôi vẫn chưa xác định được đây là loài cá gì. Chúng là loài cá đặc hữu ở Nam Cực mà tôi chưa thấy chúng ở bất cứ nơi nào khác. Những hoa văn trên vây nó khác với những loài tôi chưa từng thấy trước đây."

Xét từ hình dáng bên ngoài và màu sắc, loài cá băng mới này khác hoàn toàn với quần thể cá băng lên tới 60 triệu con đã được phát hiện vào tháng 2 năm 2021 ở biển Weddell ở Nam Cực. Đàn cá băng khổng lồ này được tàu nghiên cứu địa cực Polarstern của Đức phát hiện khi tàu khảo sát đáy biển. Việc phát hiện ra đàn cá là một điều bất ngờ bởi ban đầu nhiệm vụ của tàu nghiên cứu là khảo sát các dòng hải lưu.

Loai ca duoc tim thay o Nam Cuc: Se chet neu nhiet do vuot qua 5 do

Các nhà khoa học đã tìm thấy 1 loại cá băng mới ở Nam Cực. (Ảnh: Baidu)

Trên quãng đường 6km dưới đáy biển, các nhà khoa học đã tìm thấy vô số tổ cá. Trong bình cứ khoảng 3m2 là có một tổ cá. Mỗi một tổ có đường kính 75cm, sâu khoảng 15cm và chứa tới hơn 1.000 quả trứng. Trên mỗi một tổ là 1 con cá trưởng thành canh gác. Đàn cá này sống trên diện tích lên tới hơn 240km2. Theo ước tính của các nhà khoa học, đàn cá này có khoảng 60 triệu con.

Cá băng được biết là một loài động vật rất độc đáo khi có thể sống trong môi trường biển lạnh nhất Trái đất. Cá băng được chia thành 33 chi khác nhau. Đa số những con cá băng thường có vây ngực rộng và hai vây lưng được hỗ trợ bởi các gai dài và linh hoạt.

Cụ thể là việc cơ thể của chúng chuyển sang sản xuất các protein hoạt động tương tự như một loại "chất chống đông". Các nhà khoa học đã phân tích bộ gen của cá băng và phát hiện ra rằng gen β-globin và gen α-globin bị đột biến thành gen giả, không tham gia tổng hợp Hemoglobin. Chính sự biến đổi này đã giúp chúng tồn tại trong thời kỳ băng hà.

Loai ca duoc tim thay o Nam Cuc: Se chet neu nhiet do vuot qua 5 do-Hinh-2

Một quần thể cá băng khác chi được tìm thấy ở Nam Cực. (Ảnh: Baidu)

Cá băng là loài động vật có xương sống nhưng lại bị thiếu đi gen hemoglobin chức năng. Cá băng thiếu hemoglobin nên có thể thích nghi tốt trong điều kiện sống vùng Nam cực nhiệt độ lạnh (-20C) và nồng độ O2 cao. Máu của chúng không có màu đỏ những loài động vật khác mà lại có màu trắng. Nguyên nhân là do cơ thể của chúng không thể tạo ra các tế bào hồng cầu mang oxy trong máu.

Mặc dù thiếu hemoglobin nhưng cá băng vẫn có đủ oxy, nhờ cơ chế khuếch tán trực tiếp vào máu. Một lượng lớn mạch máu nhỏ dưới da giúp cá nhận đủ O2 khuếch tán. Cá băng luôn sống trong tình trạng thiếu máu liên tục. Chúng có một trái tim quá khổ và xương có mật độ khoáng rất thấp. Dù những đặc điểm này có thể gây ra rối loạn về sức khỏe nhưng chúng lại rất cần thiết cho sự sống sót của cá băng.

Kết quả nghiên cứu của Đại học Bochum, Đức cho biết, trong máu của cá băng có loại chất chống đông glycoprotein trong máu. Glycoprotein có thể hyđrat hóa phân tử nước, qua đó có thể ngăn chặn sự băng hóa của chất lỏng, đặc biệt là khi ở môi trường nhiệt độ thấp.

Loài cá băng mới này không thể sống ở môi trường lớn hơn 5 độ C. (Ảnh: Baidu)

Các nhà khoa học đã quan sát cách hoạt động của chất chống đông glycoprotein và phân tử nước. Khi có chất chống đông glycoprotein, phân tử nước sẽ ổn định và "biến động" theo quy luật. Dựa vào tác dụng chống đông đặc biệt của chất glycoprotein, loài cá ở Nam Cực có thể tự do bơi lội trong môi trường nhiệt độ thấp.

Theo một nghiên cứu của học giải John Postlethwait từ Đại học Oregon, bộ gene của loài cá băng rất có ý nghĩa đối với loài người. Bởi từ những đặc điểm này phát sinh theo thời gian tiến hóa ở cá băng, chúng ta có thể giúp giải quyết các vấn đề tương tự ở người như loãng xương, giảm khả năng tạo tế bào máu, các vấn đề của hệ tuần hoàn, bệnh béo phì…

Nguy cơ tuyệt chủng không xa

Dù số lượng các loài cá băng trên thế giới tới nay có khoảng 100 loài khác nhau nhưng các nhà khoa học đã đưa ra cảnh báo về việc chúng đang bị đe dọa nghiêm trọng.

Ƭheo giáo sư Thomas Near của Đại học Yɑle, Mỹ, yếu tố chính đẩy loài cá băng tới Ƅờ vực tuyệt chủng chính là hiện tượng nóng lên toàn cầu. Những năm gần đây, nhiệt độ ở hai cực Nam và Bắc của Trái đất đang tăng chóng mặt. Nam Cực lại là một trong những khu vực chịu tác động mạnh nhất từ hiện tượng Ƅiến đổi khí hậu, điển hình là nhiệt độ trong nước ngàу càng ấm hơn. Khi nhiệt độ tăng lên tới một giới hạn nhất định, rất khó để nói liệu loài cá băng có thể tiếp tục sống hay không.

Loai ca duoc tim thay o Nam Cuc: Se chet neu nhiet do vuot qua 5 do-Hinh-4

Các nhà khoa học đang tìm cách khắc phục hiện tượng nóng lên toàn cầu để ngăn chặn sự tuyệt chủng của cá băng. (Ảnh: Baidu)

Đặc biệt, loài cá băng ở Nam Cực bị hạn chế nhiệt rất cao, chúng không thể sống lâu dài ở nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ mà chúng hiện đang sinh sống. Khi nhiệt độ nước ở biển tăng lên cùng với sự nóng lên toàn cầu, đó cũng là dấu hiệu nhắc nhở rằng nếu cá băng ở Nam Cực ngày càng phải tiếp xúc lâu hơn với nhiệt độ cao, chắc chắn sự tồn tại và phát triển của chúng sẽ bị ảnh hưởng.

Không chỉ đối mặt với nguy cơ biến đổi khí hậu, sự sống của cá băng đang bị đe dọɑ nghiêm trọng do chúng là nguồn thức ăn chính củɑ chim cánh cụt, hải cẩu và cá voi có răng...

Những dự báo về nguy cơ đe dọa loài cá băng Nam Cực đã buộc các nhà chuyên môn phải tích cực tìm những giải pháp thay thế. Tuy nhiên, trên thực tế, hiện nay, vẫn chưa có phương pháp nào có thể giúp bảo tồn chúng một cách bền vững. Và ngay cả khi con người đạt được mục tiêu giảm khí thải thì nguy cơ một số quần thể sẽ biến mất vẫn còn. Những biện pháp tốt nhất chính là giữ môi trường sống cho cá băng, thúc đẩy các giải pháp ngăn chặn tình trạng Trái đất ấm lên.

Loài động vật mất 300 triệu năm 'trèo' từ đại dương lên đất liền

Quá trình tiến hóa sinh học thực sự rất kỳ diệu, sau rất nhiều thời gian không ai có thể tưởng tượng được một sinh vật sẽ biến đổi thành dạng gì.

Cá là một loài mà tất cả chúng ta đều rất quen thuộc, khi nhắc đến loại sinh vật này, phản ứng đầu tiên của chúng ta là chúng đều cần sống trong nước. Nhưng bây giờ thực sự có một số loài cá đã ở trên cạn lâu hơn. Ví dụ, loài cá mà chúng tôi sắp nói đến dưới đây được gọi là cá cá lon mây Thái Bình Dương.

Cá lon mây Thái Bình Dương - là loài cá sống trên đất liền và có thể nhảy xa dù không có chân. Đây là loài cá biển nhưng ở trên cạn trong mọi mặt cuộc sống thường nhật khi trưởng thành, sống ở các bờ biển lởm chởm đá Micronesia.

Phát hiện cá mập bơi cực nhanh 72km/h ở Địa Trung Hải

Đây là lần đàu tiên sau khoảng 10 năm người ta phát hiện cá mập nhanh nhất thế giới ở vùng biển Địa Trung Hải.

Thợ lặn địa phương đã ghi lại được khoảnh khắc một con cá mập thuộc loại bơi nhanh nhất thế giới đang ẩn nấp trong vùng nước xung quanh bờ biển Barcelona, Tây Ban Nha.

Phat hien ca map boi cuc nhanh 72km/h o Dia Trung Hai
Phát hiện cá mập bơi cực nhanh 72km/h ở Địa Trung Hải

Đọc nhiều nhất

Vì sao nọng heo được ưa chuộng?

Vì sao nọng heo được ưa chuộng?

Nọng heo được ưa chuộng vì sự kết hợp độc đáo giữa vị ngọt của thịt nạc và béo ngậy của mỡ, tạo nên hương vị mềm mọng, giòn sật đặc trưng.

Tin mới

Vì sao nọng heo được ưa chuộng?

Vì sao nọng heo được ưa chuộng?

Nọng heo được ưa chuộng vì sự kết hợp độc đáo giữa vị ngọt của thịt nạc và béo ngậy của mỡ, tạo nên hương vị mềm mọng, giòn sật đặc trưng.