Sự tiến hóa kỳ lạ vượt sức tưởng tượng của bạch tuộc và mực ống

100+ Free Pieuvre & Octopus Photos - Pixabay

Chúng ta cứ ngỡ rằng việc bạch tuộc có khả năng “nhìn” bằng da (Một nghiên cứu của Đại học California phát hiện ra da của sinh vật này có chứa các protein sắc tố cùng loại với protein sắc tố trong mắt nó. Nhờ vậy mà da của bạch tuộc phản ứng với ánh sáng và có thể giúp nó “nhìn” xung quanh.) thì cũng đã đủ kỳ dị rồi. Nhưng hóa ra bạch tuộc và những người anh em động vật chân đầu của nó (cephalopod) còn có một quá trình tiến hóa khác biệt hoàn toàn so với gần như mọi sinh vật khác trên hành tinh này.

Vào tháng 4 năm 2017, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng bạch tuộc, cùng với một số giống mực ống và mự̣c nang, thường xuyên chỉnh sửa trình tự chuỗi ARN (ribonucleic acid) của chúng để thích nghi với môi trường.

Đây là một điều kỳ lạ, không hề giống với cách thích nghi thông thường của động vật đa bào. Thay đổi cơ bản của một sinh thể thường bắt đầu bằng một đột biến di truyền - một sự thay đổi trong ADN. Những biến đổi di truyền này sau đó được kích hoạt nhờ vào cộng sự phân tử của ADN, ARN. Nói một cách ví von thì những chỉ dẫn của ADN có thể coi như một công thức, trong khi ARN là người đầu bếp điều phối việc nấu nướng trong căn bếp của mỗi tế bào, sản sinh ra những protein cần thiết để duy trì hoạt động của toàn bộ sinh thể.

Nhưng ARN không chỉ thực thi các chỉ dẫn một các mù quáng. Đôi khi nó ứng biến với một số thành phần, thay đổi loại protein được tạo ra trong tế bào thông qua một quá trình hiếm được biết đến như “chỉnh sửa ARN” (RNA editing).

Sự chỉnh sửa này có thể thay đổi cách các protein hoạt động, cho phép sinh thể tinh chỉnh thông tin di truyền mà không cần phải trải qua bất kỳ quá trình đột biến gen nào. Nhưng hầu hết các sinh thể không quan tâm đến phương pháp này vì nó lộn xộn và thường gây ra rắc rối nhiều hơn là giải quyết vấn đề.

Có vẻ như các loài chân đầu lại có quan điểm khác.

Năm 2015, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng giống mực ống thông thường đã chỉnh sửa hơn 60% ARN trong hệ thần kinh của nó. Những chỉnh sửa đó về bản chất đã thay đổi sinh lý bộ não của nó, có lẽ là để thích nghi với các điều kiện nhiệt độ khác nhau trong đại dương.

Nhóm nghiên cứu này quay trở lại vào năm 2017 với một phát hiện còn đáng kinh ngạc hơn: có ít nhất hai giống bạch tuộc và một giống mực nang cũng thường xuyên làm việc này. Để tiện so sánh, các nhà nghiên cứu cũng tiến hành xem xét một giống ốc anh vũ và một giống ốc sên, nhưng họ nhận thấy khả năng chỉnh sửa ARN của hai giống này là không có gì đáng chú ý. Nhờ vậy mà chúng ta hiểu rằng khả năng chỉnh sửa ARN ở mức độ cao không phải là một điểm chung của mọi loài động vật thân mềm mà là phát minh riêng của cái loài chân đầu không vỏ như bạch tuộc và mực.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích hàng trăm nghìn vị trí ARN của các động vật thuộc phân lớp coleoid (không vỏ) của động vật chân đầu. Họ phát hiện ra rằng việc chỉnh sửa ARN thông minh đặc biệt phổ biến trong hệ thần kinh của phân lớp này.

̣Các loài chân đầu không vỏ đúng thật là thông minh vô đối. Có rất nhiều câu chuyện hấp dẫn về các nghệ sĩ bạch tuộc đào thoát điêu luyện, chưa kể đến các bằng chứng về khả năng sử dụng công cụ, hay câu chuyện về một anh chàng tám chân trong một thủy cung ở New Zealand đã học cách chụp ảnh con người.

Thế nên đó hoàn toàn là một giả thuyết đầy thuyết phục khi cho rằng sự thông minh của bạch tuộc có thể là kết quả của việc chúng phụ thuộc cao độ vào các chỉnh sửa ARN để duy trì hoạt động não bộ.

Nhưng bạch tuộc không chỉ thành thạo trong việc chỉnh sửa ARN của chúng khi cần thiết. Nhóm nghiên cứu nhận ra rằng khả năng này đi kèm với một sự đánh đổi tiến hóa đặc trưng khiến chúng hoàn toàn tách biệt khỏi phần còn lại của thế giới động vật.

Về khoản tiến hóa bộ gen phổ biến (loại sử dụng đột biến gen, như đã đề cập bên trên), các loài chân đầu không vỏ đã tiến hóa vô cùng chậm. Nói cách khác, để có thể duy trì sự linh hoạt trong khả năng chỉnh sửa ARN, chúng đã phải từ bỏ khả năng tiến hóa ở rất nhiều mảng khác. Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng đây là một sự hy sinh cần thiết - nếu bạn tìm ra một cơ chế giúp bạn sinh tồn thì hãy tiếp tục tin dùng nó.

Trong bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ phát triển các mô hình di truyền của các loài chân đầu không vỏ để theo dõi cách thức và thời điểm quá trình chỉnh sửa ARN này bắt đầu.

Nguồn: https://www.sciencealert.com/octopus-and-squid-evolution-is-weirder-than-we-could-have-ever-imagined?fbclid=IwAR1o7LjHcZa3HHi46-O7N6KTxlBjP1-ZyXUXoi57G7Y5anfp_k3QbpUR7OI