Tại sao cá nhà táng ngủ thẳng đứng?
Cá nhà táng, động vật có răng lớn nhất hành tinh, dành khoảng 7% thời gian trong cuộc đời để ngủ ở tư thế thẳng đứng.
Mỗi lần chợp mắt của chúng kéo dài từ 6 đến 25 phút.
Hãy tưởng tượng bạn là một thợ lặn đang bơi nhàn nhã trong đại dương. Đột nhiên, một bức tranh kỳ lạ xuất hiện trước mắt bạn, bảy hoặc tám tảng đá khổng lồ màu nâu xám đứng thẳng trong một vùng biển tối, tạo thành một vòng tròn, như thể một Stonehenge xuất hiện trên biển, giống như một số loại nghi lễ bí ẩn đang diễn ra. Chắc chắn rằng nhiều người sẽ cảm thấy vô cùng kinh ngạc vì không biết chuyện gì đang xảy ra.
Làm thế nào có thể có Stonehenge trong biển? Trên thực tế, cảnh tượng này chính là một đàn cá nhà táng khổng lồ đang ngủ.
“ Cá voi không cần ngủ” là một nhận định hoàn toàn sai, vì nhiều người nghĩ rằng cá không thể ngủ dưới nước. Là loài động vật có vú sở hữu chỉ số thông minh cao, nên dù sống ở đại dương sâu thẳm lạnh giá, cá voi hay cá heo vẫn cần ngủ.
Tại sao cá nhà táng sử dụng tư thế thẳng đứng kỳ lạ và độc đáo để ngủ? Không ai biết chắc chắn lý do tại sao, và thậm chí một số con cá nhà táng còn có thể ngủ trong tư thế treo lơ lửng kỳ lạ này trong đại dương đã được các thợ lặn tình cờ phát hiện cách đây một thập kỷ.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, cá nhà táng chỉ ngủ khoảng 7% thời gian trong cuộc đời, là một trong những loài động vật có vú có thời gian ngủ ngắn nhất trên hành tinh, nên việc bắt gặp được cảnh tượng cá nhà táng đang ngủ là một điều vô cùng hiếm.
Giấc ngủ của nhiều loài động vật rất rời rạc. Ví dụ như ngựa chỉ cần ngủ 2 tiếng mỗi ngày, loài hươu cao cổ chỉ cần ngủ 10 phút. Ngược lại một số loài động vật lại cần ngủ nhiều hơn bởi tập tính và cấu tạo cơ thể đặc thù, chẳng hạn như rắn, ếch và những sinh vật khác cần ngủ đông trong nhiều tháng liền. Còn cá nhà táng thì chỉ dành khoảng 7% thời gian trong cuộc đời để ngủ ở tư thế thẳng đứng. Mỗi lần chợp mắt của chúng kéo dài từ 6 đến 25 phút.
Cá nhà táng là loài động vật có vú lặn sâu nhất với khả năng siêu hô hấp, cho phép chúng lặn sâu 1.000 mét dưới nước và ở đó hơn một giờ. Tuy nhiên, khi cá nhà táng ngủ, chúng lại để cơ thể nằm ở gần mặt biển, chỉ cách mười, hai mươi mét. Về lý do tại sao chúng duy trì tư thế ngủ kỳ lạ này, người ta thường đoán rằng có một số lý do như sau.
Video đang HOT
Một lý do là phần đầu của cá nhà táng dễ nổi hơn phần đuôi. Vì phần trên cơ thể của cá nhà táng chứa phổi và các xoang phồng lên, trong khi phần dưới cơ thể dày đặc cơ và xương. Khi ngủ quên trong nước, nó sẽ ngóc đầu lên lúc nào không biết.
Đầu của chúng cũng chứa một số lượng lớn loại chất được gọi là “sáp cá nhà táng”. Một số người săn cá voi từng tin rằng loại chất lỏng nhờn như dầu này chính là t.inh t.rùng của cá voi, nhưng trên thực tế các nhà khoa học vẫn chưa hiểu được chức năng thực sự của loại sáp cá nhà táng này. Một giả thiết khác cho rằng loại chất lỏng này sẽ đông cứng lại khi lạnh giúp cá voi dễ dàng thay đổi sức nổi để chúng có thể lặn sâu hơn và ngoi lên nhanh hơn. Cá nhà táng cũng được biết đến với khả năng lặn sâu tới hơn 3.280 feet (gần 1.000 mét) để tìm kiếm mực trong công cuộc săn mồi. Đặc biệt, loài động vật có vú khổng lồ này có thể nhịn thở lên đến 90 phút trong khi lặn.
Một lý do khác là việc ngẩng cao đầu giúp chúng cảm nhận được ánh sáng, ngoài ra khi không khí không đủ, chúng có thể nhanh chóng nổi lên mặt nước để thở khi thức dậy.
Một nguyên nhân khác có thể là đầu cá nhà táng lưu trữ dầu cá nhà táng, có thể lên tới 2.000 lít, cá nhà táng sử dụng tuần hoàn m.áu hoặc hít phải nước biển để làm tan chảy hoặc đông đặc dầu, thay đổi mật độ và nổi lên hoặc lặn xuống. Khi đang ngủ, cá nhà táng có thể tự động điều chỉnh sang trạng thái nổi kỳ lạ.
Giấc ngủ của cá nhà táng được con người chú ý và nghiên cứu sớm nhất trong các loài cá voi và cá heo. Sau khi những con cá nhà táng lớn chìm vào giấc ngủ, chúng dựng đứng trong nước, cộng với hình dáng trụ khổng lồ khiến tư thế ngủ của loài động vật này như những cột đá khổng lồ trôi nổi trong đại dương.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng giấc ngủ của cá voi cực kỳ thú vị. Theo đó, hầu như những con cá voi đều có hành vi ngủ USWS điển hình. USWS (Unihemispheric slow-wave sleep) – Giấc ngủ sóng chậm không bình thường, là quá trình chìm vào trạng thái ngủ khi một nửa bộ não luân phiên nghỉ ngơi và nửa còn lại vẫn tỉnh táo. Điều này trái ngược với giấc ngủ bình thường, khi cả hai mắt đều nhắm và cả hai nửa não bộ tạm thời nghỉ ngơi.
Nhìn chung, con người chưa nghiên cứu quá sâu về giấc ngủ của cá voi, cá heo và nhiều loài động vật khác. Và tất cả nghiên cứu vẫn chỉ ở bề nổi. Nguyên nhân là do phương pháp phân tích bằng điện não đồ mà con người thường dùng rất khó áp dụng lên động vật hoang dã. Đồng thời, việc quấy rầy tập tính sống tự nhiên của động vật chỉ để nghiên cứu là hành vi không đúng đắn.
Vì sao cá voi đầu cong lại không thể bị ung thư?
Cá voi đầu cong là loài động vật có thể sống tới hơn 200 năm, ngoài ra chúng cũng sở hữu khả tự tự sửa chữa DNA và kháng lại ung thư.
Ở vùng Bắc Cực xa xôi, cá voi đầu cong (Balaena mysticetus) từ lâu đã gây ra sự tò mò rất lớn cho các nhà khoa học bởi t.uổi thọ phi thường của chúng. Những sinh vật biển to lớn này là một trong những loài động vật có vú sống lâu nhất trên hành tinh của chúng ta - và điều đó có thể là nhờ sự thích nghi phân tử liên quan đến các bệnh liên quan đến t.uổi tác.
Theo Science Alert, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cá voi đầu cong có khả năng xử lý DNA tổn thương rất nhanh. Chúng gần như không có nhiều khả năng mắc bệnh ung thư.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Rochester ở New York phát hiện ra rằng cá voi rất giỏi trong việc sửa chữa DNA bị hỏng. Điều này có nghĩa là chúng có thể sửa chữa những "lỗi" có thể sẽ dẫn đến ung thư. Các loài động vật khác như voi đã được phát hiện sử dụng các chiến lược sinh học để tránh ung thư nhưng cách tiếp cận của cá voi có vẻ khá độc đáo.
"Bằng cách nghiên cứu một loài động vật có vú có khả năng duy trì sức khỏe và tránh khỏi cái c.hết do ung thư trong hơn 2 thế kỷ, chúng tôi được cung cấp một cái nhìn độc đáo đằng sau bức màn của một thí nghiệm tiến hóa toàn cầu đã thử nghiệm nhiều cơ chế ảnh hưởng đến ung thư và lão hóa hơn những gì con người có thể hy vọng tiếp cận", các nhà nghiên cứu đã viết trong bài báo.
Ung thư là một căn bệnh của quá trình phân chia tế bào, trong đó các đột biến gen thúc đẩy các tế bào phân chia tạo thành những khối u. Vì vậy trên lý thuyết, động vật càng lớn càng có nhiều tế bào thì khả năng tích lũy các lỗi di truyền dẫn đến ung thư là rất cao.
Nghịch lý Peto
Ung thư được đặc trưng bởi sự phân chia tế bào không kiểm soát được và sự hình thành các khối u do đột biến gen. Thông thường, số lượng biến thể xảy ra trong cơ thể sẽ tỷ lệ thuận với số lượng tế bào. Theo như logic trên thì với các loài động vật hữu nhũ đến lớn (ví dụ như cá nhà táng) phải có tỷ lệ mắc bệnh ung thư rất cao do số lượng tế bào của chúng rất lớn (gấp 100 lần so với số lượng tế bào của con người). Ngoài ra, t.uổi trung bình của voi cũng vào khoảng 70 t.uổi, độ t.uổi gần như cao hơn hẳn so với t.uổi trung bình của con người.
Tuy nhiên, nhà thống kê người Anh Richard Peto nhận thấy vào cuối những năm 1970 rằng điều này không đúng.
Cá voi khổng lồ ít bị ung thư hơn so với kích thước cơ thể của chúng. Đó là một điều không phù hợp về mặt sinh học được gọi là nghịch lý Peto. Nghịch lý này mô tả các loài động vật to lớn, sống lâu, dù có nhiều hơn con người và các sinh vật nhỏ bé khác hàng nghìn tỷ tế bào, chúng vẫn không phát triển nhiều về bệnh ung thư.
Nghịch lý Peto đề cập rằng cá voi khổng lồ có tỷ lệ ung thư tương đối thấp mặc dù kích thước cơ thể của chúng rất lớn. Nghịch lý này nhấn mạnh rằng mặc dù các động vật lớn và sống lâu có số lượng tế bào lớn hơn so với con người hoặc các sinh vật nhỏ hơn, nhưng chúng không có tỷ lệ mắc ung thư tăng theo tỷ lệ t.uổi thọ và kích thước cơ thể.
Theo những nghiên cứu độc lập được thực hiện gần đây, bộ gen của voi có chứa nhiều bản sao của gen mã hóa cho protein kháng ung thư hơn bộ gen của con người. Điều này dẫn đến tỷ lệ ung thư ở voi luôn thấp hơn 4,8%, trong khi ở người, tỷ lệ này nằm trong khoảng 11% đến 25%.
Các nghiên cứu tiếp theo đã xác nhận thêm quan sát này. Nói cách khác, nhiều tế bào hơn không nhất thiết có nghĩa là nhiều khả năng mắc ung thư hơn, điều này thật đáng ngạc nhiên. Đặc biệt, cá voi có tỷ lệ mắc bệnh ung thư thấp đến không tưởng, mặc dù kích thước của chúng rất lớn.
Trải qua hàng loạt thí nghiệm, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tế bào của cá voi đầu cong có khả năng sửa chữa tổn thương DNA tốt hơn tế bào của người, chuột và bò.
Khả năng tự sử chữa DNA
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một số thí nghiệm trong phòng thí nghiệm trên tế bào cá voi đầu cong. Họ phát hiện ra rằng tế bào cá voi có khả năng sửa chữa tổn thương DNA vượt trội so với tế bào của người, chuột và bò. Những sinh vật này đã phát triển một cơ chế độc đáo và hiệu quả cao để chống lại sự phá hủy DNA. Điều này cho phép chúng có thể chịu đựng và phục hồi sau những tổn thương được tác động vào bộ gen của chúng.
Hơn nữa, nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào của cá voi đầu cong thể hiện mức sản xuất cao hơn đáng kể của một loại protein sửa chữa DNA quan trọng có tên là CIRBP. Điều thú vị là, khi các tế bào người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được biến đổi gen để tạo ra lượng CIRBP tăng cao, khả năng sửa chữa DNA của chúng cũng được tăng cường. Điều này cho thấy rằng nó có thể chuyển thành phương pháp điều trị cho con người ở một thời điểm nào đó trong tương lai, nhưng cần nhiều nghiên cứu hơn.
Tế bào của cá voi đầu cong cũng tiết ra một loại protein sửa chữa DNA gọi là CIRBP ở mức độ cao hơn nhiều so với các loài khác được nghiên cứu. Do đó, khi các tế bào người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được thiết kế để tạo ra CIRBP số lượng lớn, sự điều chỉnh di truyền này đã tăng cường khả năng sửa chữa DNA.
Những phát hiện này đã làm sáng tỏ khả năng thích nghi di truyền phi thường của cá voi đầu cong, cung cấp cái nhìn sâu sắc về các cơ chế đằng sau khả năng sửa chữa DNA đặc biệt của chúng và các ứng dụng tiềm năng để thúc đẩy nghiên cứu sửa chữa DNA ở các sinh vật khác, bao gồm cả con người. Thực sự có rất nhiều điều để học hỏi từ cá voi và t.uổi thọ dài của chúng.
Phát hiện mới về nơi sinh sống của cá voi có nguy cơ tuyệt chủng Sở hữu các bãi biển sâu rộng lớn, Địa Trung Hải được xem là môi trường sống quan trọng của các loài động vật có vú dưới biển, trong đó có hai loài đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Hình ảnh chú cá heo đang bơi ngoài khơi bờ biển Haifa. (Nguồn: Greenpeace Israel) Nghiên cứu mới được công bố ngày 28/5...
