Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định được đầu của sao biển.
Đầu của hầu hết các loài động vật có thể dễ dàng được xác định. Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định được điều tương tự đối với sao biển.
Kế hoạch cơ thể độc đáo
Sao biển bắt đầu như trứng được thụ tinh, nở ra và trở thành ấu trùng trôi nổi trong đại dương, giống như sinh vật phù du.
Một con sao biển có năm cánh tay giống hệt nhau. Lớp “chân ống” bên dưới có thể giúp sinh vật biển di chuyển dọc theo đáy biển. Hình dạng này khiến các nhà tự nhiên học thắc mắc, sao biển có đầu? Nghiên cứu di truyền mới cho thấy sao biển hầu hết có đầu mà không có thân hoặc đuôi.
Rất có thể, chúng đã mất đi những đặc điểm đó khi tiến hóa theo thời gian. Các nhà nghiên cứu cho biết các hóa thạch kỳ lạ của tổ tiên sao biển dường như có một loại thân cây. Điều đó có ý nghĩa hơn rất nhiều về mặt tiến hóa dựa trên những phát hiện mới, được công bố trên tạp chí Nature.
Tác giả chính của nghiên cứu Laurent Forty – học giả tại Đại học Stanford và Đại học California, Berkeley (Mỹ), cho biết: “Nó giống như một con sao biển mất hoàn toàn một xúc tu. Chúng được miêu tả chỉ là một cái đầu, bò dọc theo đáy biển. Điều đó Đây hoàn toàn không phải là những gì các nhà khoa học đã giả định về loài động vật này sau các phương pháp giải trình tự gen mới. Điều này có thể giúp trả lời một số câu hỏi lớn nhất còn tồn tại về động vật da gai, bao gồm cả tổ tiên chung của chúng với con người và các động vật khác.”
Sao biển thuộc một nhóm gọi là động vật da gai , bao gồm nhím biển, đô la cát và hải sâm, và chúng có sơ đồ cơ thể độc đáo được sắp xếp thành năm phần bằng nhau, khác biệt rất nhiều so với các đối tác của chúng. sự đối xứng từ đầu đến đuôi ở động vật có bên trái và bên phải phản chiếu lẫn nhau.
Sao biển bắt đầu như những quả trứng được thụ tinh, nở ra và trở thành ấu trùng trôi nổi trong nhiều tuần đến nhiều tháng trước khi lắng xuống đáy đại dương. Ở đó, họ trải qua một quá trình biến đổi cơ thể hai bên của mình thành hình ngôi sao.
Christopher Lowe, nhà sinh vật học biển tại Đại học Stanford, cho biết: “Đây là một bí ẩn về động vật học trong nhiều thế kỷ”. Làm thế nào bạn có thể chuyển từ sơ đồ cơ thể hai trục sang sơ đồ năm trục và tại sao có thể so sánh bất kỳ bộ phận nào của con sao biển với sơ đồ cơ thể của chính chúng ta?”
Sơ đồ cơ thể hai bên mà hầu hết các loài động vật sở hữu đều bắt nguồn từ các hoạt động di truyền ở cấp độ phân tử có thể tìm thấy ở đầu và thân, hoặc các vùng trong cơ thể chính.
Đó là lý do tại sao động vật có xương sống, giống như con người và nhiều động vật không xương sống, bao gồm cả côn trùng, có chung một chương trình di truyền. Phát hiện này đã được trao giải Nobel về Sinh lý học và Y học năm 1995.
Tuy nhiên, động vật da gai cũng có chung tổ tiên với các động vật đối xứng hai bên. Điều này làm tăng thêm câu đố mà các nhà nghiên cứu đang cố gắng giải quyết. Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Jeff Thompson – giảng viên Đại học Southampton, cho biết: “Tại sao các bộ phận cơ thể khác nhau của động vật da gai lại có liên quan đến những bộ phận chúng ta thấy ở các loài động vật khác?” Các nhóm động vật khác vẫn còn là một bí ẩn. Ở động vật đối xứng hai bên, cơ thể của chúng được chia thành đầu, thân và đuôi. Tuy nhiên, chỉ nhìn vào con sao biển thì không thể thấy được những bộ phận này có mối liên hệ như thế nào với cơ thể của con vật ở cả hai bên”.
Sao biển thuộc về một nhóm gọi là động vật da gai, bao gồm nhím biển, đô la cát và hải sâm.
Giải mã bí ẩn
Các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp chụp cắt lớp vi tính để chụp được những hình ảnh ba chiều chưa từng có về hình dạng và cấu trúc của sao biển. Sau đó, các thành viên của nhóm nghiên cứu sử dụng các kỹ thuật phân tích tiên tiến.
Từ đó, phát hiện nơi gen được biểu hiện trong các mô và xác định trình tự RNA cụ thể trong tế bào. Sự biểu hiện gen xảy ra khi thông tin bên trong gen trở thành chức năng. Các dấu hiệu phân tử cụ thể hoạt động giống như một bản thiết kế cơ thể, hướng từng tế bào đến khu vực cơ thể nơi nó thuộc về.
Tác giả Lowe cho biết: “Nếu bạn lột da một con vật và nhìn vào các gen liên quan đến việc xác định đầu và đuôi, thì các gen giống nhau sẽ mã hóa vùng cơ thể này ở tất cả các nhóm động vật”. Vì vậy, chúng tôi đã nhìn xa hơn về giải phẫu và hỏi: Có một trục phân tử nằm bên dưới tất cả giải phẫu kỳ lạ này không và nó đóng vai trò gì trong cách con sao biển hình thành sơ đồ cơ thể năm cánh của nó?
Cùng với nhau, dữ liệu đã tạo ra một bản đồ 3D để xác định nơi các gen được biểu hiện khi sao biển phát triển và lớn lên. Nhóm nghiên cứu đã có thể xác định được các gen kiểm soát sự phát triển của ngoại bì của sao biển, bao gồm cả da và hệ thần kinh.
Các dấu hiệu di truyền liên quan đến sự phát triển của đầu được phát hiện trên khắp sao biển, đặc biệt tập trung ở trung tâm và từng chi của nó. Tuy nhiên, biểu hiện gen ở thân và đuôi hầu như không có.
Điều này cho thấy sao biển là ví dụ ấn tượng nhất về sự tách biệt giữa vùng đầu và vùng cơ thể mà chúng ta biết ngày nay. Theo nhóm nghiên cứu, sao biển và các loài động vật da gai khác có thể đã phát triển những cấu trúc cơ thể độc đáo sau khi tổ tiên của chúng mất đi phần thân. Từ đó, cho phép chúng di chuyển và kiếm ăn không giống những loài động vật khác.
Theo các nhà khoa học, việc nghiên cứu các nhóm như động vật da gai có thể giải đáp một số bí ẩn phức tạp nhất về quá trình tiến hóa của sự sống trên Trái đất. Nếu các nhà khoa học tận dụng cơ hội để khám phá những loài động vật khác thường có hành vi độc đáo, họ sẽ mở rộng tầm nhìn về sinh học. Điều đó sẽ giúp giải quyết cả vấn đề sinh thái và y sinh.
- Bữa tiệc “thịt” dưới đáy biển là một đẳng cấp mới của “địa ngục trần gian”.
- Sự xuất hiện của “sao biển Zombie” dưới đại dương cảnh báo mối nguy hiểm khó lường
- Khám phá thế giới đầy màu sắc của sao biển
