Cấu trúc cơ thể độc đáo của sao biển
Đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định được đầu của loài sao biển.
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.
Hầu hết, đầu của các loài động vật đều có thể dễ dàng được xác định. Tuy nhiên, đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định điều tương tự đối với sao biển.
Sơ đồ cơ thể độc đáo
Một con sao biển có năm cánh giống hệt nhau. Một 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 rằng, liệu sao biển có đầu không? Nghiên cứu di truyền mới cho thấy, sao biển phần lớn có đầu không có thân hoặc đuôi.
Nhiều khả năng là chúng đã mất đi những đặc điểm đó trong quá trình 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. 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 Formery – học giả tại Trường Đại học Stanford và Đại học California, Berkeley (Mỹ), cho biết: “Điều đó giống như con sao biển hoàn toàn mất đi một cái vòi. Chúng được mô tả 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 sau các phương pháp giải trình tự gen mới. Từ đó, 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 những động vật khác”.
Sao biển thuộc về một nhóm gọi là động vật da gai, bao gồm nhím biển, đôla cát và hải sâm, chúng có sơ đồ cơ thể độc đáo được sắp xếp thành 5 phần bằng nhau và khác biệt rất nhiều so với cơ thể đối xứng từ đầu đến đuôi của các loài động vật có hai bên trái và 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 nhiều tuần đến nhiều tháng, trước khi lắng xuống đáy đại dương. Ở đó, chúng trải qua một quá trình biến đổi cơ thể hai bên thành hình ngôi sao.
Đồng tác giả nghiên cứu cấp cao Christopher Lowe – nhà sinh vật học biển tại Trường 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 bên 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 đều sở hữu bắt nguồn từ các hoạt động di truyền ở cấp độ phân tử có thể được tìm thấy ở đầu và thân, hoặc các vùng trong cơ thể chính.
Video đang HOT
Đó là lý do tại sao động vật có xương sống, như con người và nhiều động vật không xương sống, bao gồm cả côn trùng, có chung chương trình di truyền. Phát hiện này đã được trao giải Nobel về Sinh lý học và Y học năm 1995.
Song, động vật da gai cũng có chung tổ tiên với các loài động vật đối xứng hai bên. Điều này càng 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 Trường Đại học Southampton, cho biết: “Tại sao các bộ phận cơ thể khác nhau của động vật da gai có mối liên hệ với những bộ phận chúng ta thấy ở những nhóm động vật khác vẫn là một bí ẩn. Ở những động vật đối xứng hai bên, cơ thể chúng được chia thành đầu, thân và đuôi. Tuy nhiên, chỉ nhìn vào con sao biển thì không thể thấy được những phần này liên quan như thế nào đến cơ thể của động vật hai bên”.
Sao biển thuộc về một nhóm gọi là động vật da gai, bao gồm nhím biển, đôla cát và hải sâm.
Giải mã bí ẩn
Các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp chụp cắt lớp vi tính để ghi lại 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 đã sử dụng kỹ thuật phân tích tiên tiến.
Từ đó, phát hiện nơi gen được biểu hiện trong 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. Các dấu hiệu phân tử cụ thể hoạt động giống như bản thiết kế sơ đồ cơ thể, hướng từng tế bào đến vùng cơ thể nơi nó thuộc về.
Tác giả Lowe cho biết: “Nếu bạn lột da của một con vật và nhìn vào các gen liên quan đến việc xác định đầu và đuôi, thì những gen giống nhau mã hóa cho vùng cơ thể này ở tất cả nhóm động vật. Vì vậy, chúng tôi bỏ qua giải phẫu và hỏi: Có một trục phân tử ẩn dưới tất cả giải phẫu kỳ lạ này không và vai trò của nó trong việc con sao biển hình thành sơ đồ cơ thể năm cánh là gì?”.
Cùng với nhau, dữ liệu đã tạo ra một bản đồ 3D để xác định vị trí những gen được biểu hiện khi sao biển phát triển và lớn lên. Nhóm nghiên cứu đã có thể xác định các gen kiểm soát sự phát triển ngoại bì của sao biển, bao gồm da và hệ thần kinh.
Dấu hiệu di truyền liên quan đến sự phát triển của đầu được phát hiện trên khắp các sao biển, đặc biệt tập trung ở trung tâm của nó và mỗi chi. Song, biểu hiện gen ở phần thân và đuôi hầu như không có.
Điều này cho thấy, sao biển có ví dụ ấn tượng nhất về sự tách rời giữa vùng đầu và thân mà chúng ta biết đến ngày nay. Theo nhóm nghiên cứu, sao biển và các loài động vật da gai khác có thể đã phát triển cấu trúc cơ thể độc đáo, sau khi tổ tiên của chúng mất đi vùng thân. Từ đó, cho phép chúng di chuyển và kiếm ăn không giống với các loài động vật khác.
Theo các nhà khoa học, việc nghiên cứu những 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 tận dụng cơ hội khám phá những loài động vật khác thường đang hoạt động theo cách độc đáo, các nhà khoa học sẽ mở rộng quan điểm về sinh học. Điều đó sẽ giúp giải quyết cả các vấn đề sinh thái và y sinh.
Gặp 'báu vật' này khi đi biển, phải trả giá đắt nếu chạm vào
Những con hải sâm sở hữu một cụm xúc tu bao quanh miệng, dùng để lọc trầm tích.
"Báu vật" của biển cả
Hải sâm đóng một vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái biển khác nhau. Sinh vật này được ví như là "chất tẩy rửa hiệu quả" bằng cách lọc trầm tích để chiết xuất chất dinh dưỡng. Cụ thể, khi chúng ăn các mảnh vụn trong trầm tích, chúng giúp tái chế chất dinh dưỡng và bài tiết nitơ, amoniac và canxi cacbonat - những thành phần quan trọng cho các rạn san hô.
Giống với tên gọi của chúng, hải sâm có hình dạng giống dưa chuột hoặc cây xúc xích, có kích thước khác nhau từ 2cm đến 1,8m, tùy thuộc vào loài.
Ở Indonesia, Nhật Bản và Trung Quốc, hải sâm còn có giá trị lớn như một món ăn ngon và được sử dụng trong các loại thuốc cổ truyền. Chính vì lẽ đó, hoạt động buôn bán loài động vật có nguy cơ tuyệt chủng này tăng vọt trong những thập kỷ gần đây.
Vào những năm 1980, hải sâm có giá dưới 70 USD/1 kg và giờ giá đã tăng lên gần 300 USD/kg (tương đương hơn 7 triệu VNĐ), thậm chí những loài hiếm có giá lên tới 3.500 USD/kg (82 triệu VNĐ).
Vì thế, hải sâm còn được coi là "báu vật" của biển cả.
Những con hải sâm sở hữu một cụm xúc tu bao quanh miệng, dùng để lọc trầm tích. Chúng di chuyển dưới đáy đại dương bằng cách sử dụng bàn chân hình ống kéo dài qua thành cơ thể, tương tự như sao biển. Thuộc họ động vật da gai, cùng với sao biển và nhím biển, hải sâm có cấu trúc cơ thể mang dáng tương tự như quả dưa chuột, nhưng sở hữu các chân ống nhỏ giống như xúc tu phục vụ cho cả việc di chuyển và kiếm ăn.
Cơ thể hoạt động với cơ chế phòng thủ, hải sâm có khả năng phóng các cơ quan nội tạng độc hại của chúng về phía những kẻ săn mồi tiềm năng. Từ đó khiến kẻ thù bị bối rối hoặc ngăn cản kẻ thù tiến đến gần.
Đáng chú ý, những cơ quan này tái tạo theo thời gian, có khả năng cứu chúng khỏi trở thành con mồi cho loài khác.
Có thể được tìm thấy ở đâu?
Hải sâm sống trong các môi trường biển đa dạng trên toàn thế giới, từ các vùng ven biển nông đến sâu của đại dương. Chúng cư trú dưới đáy đại dương, trong khi ấu trùng của chúng có "lối sống" phù du, trôi theo dòng hải lưu. Là loài ăn xác thối, hải sâm tự duy trì sự sống bản thân bằng cách tiêu thụ các sinh vật và hạt nhỏ có trong vùng sinh vật đáy, cũng như các sinh vật phù du lơ lửng trong cột nước.
Chế độ ăn của chúng bao gồm tảo, động vật không xương sống dưới nước và chất thải hữu cơ. Để thu thập thức ăn, hải sâm sử dụng chân ống bao quanh miệng của chúng.
Loài sinh vật tưởng xấu xí này được con người đánh giá cao, đặc biệt là ở châu Á, nơi chúng được thưởng thức như những món ăn ngon. Trên thực tế, một số loài hải sâm thậm chí còn được nuôi thông qua các hoạt động nuôi trồng thủy sản để đáp ứng nhu cầu thưởng thức những món ngon quý giá từ loài sinh vật biển này.
Chúng nguy hiểm như thế nào?
Khi đối mặt với nguy hiểm, hải sâm sử dụng nhiều chiến thuật phòng thủ khác nhau. Trong đó có chiến thuật phóng các sợi chỉ dính để gài bẫy kẻ thù. Cách khác là chúng co cơ một cách mạnh mẽ, đẩy các cơ quan nội tạng ra ngoài qua hậu môn. Các bộ phận cơ thể bị mất này có thể tái sinh nhanh chóng.
Trong kho vũ khí tự vệ của chúng, hải sâm sở hữu các ống Cuvierian, chứa một loại độc tố mạnh gọi là holothurin. Chất này có thể nhanh chóng làm suy yếu cơ bắp của kẻ thù, thường khiến chúng bị ngăn chặn một cách hiệu quả.
Trong một nghiên cứu ở California, người ta đã quan sát thấy thành cơ thể của một số loài hải sâm có độc.
Những chất độc này không chỉ gây nguy hiểm cho động vật mà còn có thể gây hại cho con người khi gặp ở nồng độ cao. Tiếp xúc trực tiếp với da có thể dẫn đến đau rát, ngứa, sưng và đỏ vùng bị ảnh hưởng. Nếu chất độc tiếp xúc với mắt, chúng có thể gây kích ứng và có khả năng dẫn đến mù vĩnh viễn. Nuốt holothurin có thể dẫn đến chuột rút cơ, đau dạ dày và trong trường hợp nghiêm trọng, tê liệt hô hấp và thậm chí tử vong.
Nên làm gì nếu nhìn thấy một con hải sâm?
Như đã đề cập ở trên, những sinh vật nhỏ này có thể được tìm thấy ngay cả ở vùng nước nông, điều đó có nghĩa là bạn có thể bắt gặp chúng khi đang bơi.
Trong trường hợp này, đừng ngạc nhiên nếu bạn thấy chúng cuộn tròn như quả bóng, vì đây là cơ chế phòng thủ để bảo vệ cơ thể chúng. Trong mọi trường hợp, hãy hạn chế chạm vào chúng và thay vào đó hãy gọi cho các chuyên gia đến để kiểm tra.
Ngoài kia có rất nhiều sinh vật nguy hiểm trông có vẻ thân thiện nhưng hoàn toàn không phải hoặc có những sinh vật mà chúng ta chưa từng biết đến. Vậy nên, cách tốt nhất là đề phòng cẩn thận để tránh hậu quả xấu xảy ra.
Phát hiện loài thực vật mới với nhiều đặc điểm độc đáo Ngày 6/12, Viện Hàn lâm khoa học nông nghiệp nhiệt đới Trung Quốc cho biết các nhà nghiên cứu của viện đã phát hiện loài thực vật mới thuộc họ Thượng tiễn (Gesneriaceae) ở tỉnh Vân Nam, miền Tây Nam nước này. Loài thực vật mới thuộc họ Thượng tiễn (Gesneriaceae) ở tỉnh Vân Nam, miền Tây Nam Trung Quốc. Ảnh: mastodon.green Theo...