Theo một bài báo khoa học đăng trên CNN tuần trước, thi thể của sao biển mà chúng ta nhìn thấy hoàn toàn không phải là cơ thể của chúng.
Theo bài báo, đầu của hầu hết các loài động vật đều có thể dễ dàng nhận dạng được, nhưng cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thể xác nhận điều tương tự đối với sao biển.
Một con sao biển có năm “cánh tay” giống hệt nhau với một lớp “chân ống” bên dưới có thể giúp sinh vật này di chuyển dưới đáy biển. Các nhà tự nhiên học thắc mắc liệu với sao biển có thể xác định được đâu là phía trước, đâu là phía sau và chúng có đầu hay không.
Một con sao biển.
Tuy nhiên, nghiên cứu di truyền mới cho thấy điều ngược lại: Sao biển hầu hết là những người có đầu, không có thân hoặc đuôi, và rất có thể chúng đã mất đi phần thân và đuôi đó khi tiến hóa theo thời gian. .
Các nhà nghiên cứu cho biết hóa thạch kỳ lạ của tổ tiên sao biển, dường như có một loại thân cây, có thể tiết lộ nhiều điều về quá trình tiến hóa dựa trên những phát hiện mới.
Những phát hiện này được công bố vào ngày 1 tháng 11 trên tạp chí Nature.
“Nó giống như con sao biển đã mất hoàn toàn ngòi đốt và có thể miêu tả dễ dàng nhất là, chỉ là một cái đầu bò dọc theo đáy biển. Đó hoàn toàn không phải là những gì các nhà khoa học đã giả định về loài động vật này.”
Những phát hiện này – được thực hiện nhờ các phương pháp giải trình tự gen mới – 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 trông không giống chúng.
“Sơ đồ” cơ thể độc đáo.
Sao biển thuộc về một nhóm gọi là động vật da gai, bao gồm nhím biển, đô la cát và hải sâm.
Những loài động vật khác thường này có “sơ đồ” cơ thể độc đáo, được sắp xếp thành năm phần bằng nhau, rất khác với cơ thể đối xứng từ đầu đến đuôi của động vật “song phương” – Có hai bên trái và phải đối xứng.
Sao biển bắt đầu như những quả trứng được thụ tinh, nở ra và trở thành ấu trùng trôi nổi trong đại dương, giống như sinh vật phù du, trong nhiều tuần đến nhiều tháng trước khi lắng xuống đáy đại dương. Ở đó, chúng trải qua quá trình biến đổi cơ thể hai bên thành hình ngôi sao hoặc hình ngũ giác.
Đồng tác giả nghiên cứu Christopher Lowe, một nhà sinh vật học biển và phát triển 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 đối xứng hai bên sang sơ đồ có năm trục, và làm thế nào bạn có thể so sánh bất kỳ bộ phận nào của con sao biển với sơ đồ cơ thể của chính nó?”
“Kế hoạch” cơ thể bên của hầu hết các loài động vật 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 bên 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 “lập trình” di truyền.
Phát hiện này đã được trao giải Nobel về Sinh lý học và Y học năm 1995.
Nhưng động vật da gai cũng có chung tổ tiên với động vật “song phương” – 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 tại Đại học Southampton, cho biết: “Các bộ phận cơ thể khác nhau của động vật da gai có liên quan đến những bộ phận chúng ta thấy ở các nhóm động vật khác. làm thế nào vẫn là một bí ẩn đối với các nhà khoa học trong suốt thời gian chúng ta nghiên cứu về chúng.”
“Ở những họ hàng [cơ thể] song phương của chúng, cơ thể được chia thành đầu, thân và đuôi. Nhưng 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 loài động vật “song phương”.
“Bẻ khóa” động vật da gai
Các nhà nghiên cứu thực hiện nghiên cứu mới này đã sử dụng phương pháp chụp cắt lớp vi tính để ghi lại những hình ảnh ba chiều chưa từng có về hình dạng và cấu trúc của các sao biển.
Sau đó, các thành viên của nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật phân tích tiên tiến để phát hiện vị trí gen được biểu hiện trong các mô và xác định các chuỗi RNA cụ thể trong tế bào. Sự biểu hiện gen xảy ra khi thông tin bên trong gen trở thành chức năng.
Hình ảnh hệ thần kinh của một con sao biển được thể hiện trong quá trình phân tích, do tác giả Laurent Forty cung cấp. (Ảnh: CNN/Ảnh chụp màn hình).
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 các vùng cơ thể này ở tất cả các nhóm động vật”. Vì vậy, chúng tôi đã nhìn xa hơn về giải phẫu và đặt câu hỏi: Có trục phân tử nào nằm bên dưới toàn bộ giải phẫu kỳ lạ này không và nó đóng vai trò gì trong cách sao biển hình thành sơ đồ cơ thể hình ngũ giác của nó?”
Kết hợp lại với nhau, dữ liệu đã tạo ra một bản đồ 3D để xác định nơi 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 da và hệ thần kinh.
Các dấu hiệu di truyền liên quan đến sự phát triển của đầu được phát hiện trên khắp con sao biển, đặc biệt tập trung ở trung tâm của ngôi sao và trung tâm của mỗi chi.
Nhưng biểu hiện gen ở cơ thể và đuôi gần như không có, cho thấy sao biển “có ví dụ ấn tượng nhất về sự tách rời đầu và thân mà chúng ta biết ngày nay”, tác giả chính của nghiên cứu, Cựu thành viên, cũng là nhà nghiên cứu tại Chan Zuckerberg BioHub, một tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận, cho biết. tổ chức ở San Francisco, cho biết.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Chan Zuckerberg BioHub, được đồng sáng lập vào năm 2021 bởi Tiến sĩ Priscilla Chan và Mark Zuckerberg, cùng với NASA, Quỹ Khoa học Quốc gia và Leverhulme Trust.
Thompson cho biết: “Khi chúng tôi so sánh biểu hiện gen ở sao biển với các nhóm động vật khác, chẳng hạn như động vật có xương sống, có vẻ như một phần quan trọng trong sơ đồ cơ thể đã bị thiếu. Các gen thường liên quan đến hình dạng cơ thể của động vật không được biểu hiện ở ngoại bì. Có vẻ như toàn bộ sơ đồ cơ thể da gai gần giống với phần đầu ở các nhóm động vật khác.”
Sao biển và các loài động vật da gai khác có thể đã phát triển cấu trúc cơ thể độc đáo của chúng sau khi tổ tiên của chúng mất thân, cho phép chúng di chuyển và kiếm ăn theo những cách khác với các loài động vật khác. khác.
Thompson cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho chúng ta biết sơ đồ cơ thể da gai đã phát triển theo cách phức tạp hơn chúng ta nghĩ trước đây và vẫn còn nhiều điều cần tìm hiểu về những sinh vật hấp dẫn này”. Cái này. Là một người đã nghiên cứu chúng trong mười năm qua, những phát hiện đó đã thay đổi hoàn toàn cách tôi nghĩ về nhóm động vật này.”
- Sự xuất hiện của “sao biển Zombie” dưới đại dương cảnh báo mối nguy hiểm khó lường
- Cảnh quay hiếm hoi cá “quỷ biển” đi dưới đáy đại dương
- Cá voi sát thủ giúp con người săn cá voi tấm sừng hàm
