Phát hiện bất ngờ từ bộ gen của "sinh vật sống dai nhất thế giới"

Mới đây, sau một thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học đã giải mã thành công bộ gen của loài gấu nước. Loài vật nhỏ bé dị thường này sở hữu một bộ nhiễm sắc thể với nhiều gen ngoại lai nhất trong thế giới động vật - tới 1/6 số nhiễm sắc thể của gấu nước đến từ các loài vật khác.

Gấu nước - hay còn được biết đến dưới cái tên "tardigrade" - là một loài vi sinh vật sống trong môi trường nước, với kích thước trung bình chỉ khoảng 1 milimet. Loài vật này được biết đến chủ yếu nhờ khả năng sinh tồn vô cùng mạnh mẽ của mình, khi mà hiện tại, chúng là loài sinh vật duy nhất có thể sống trong điều kiện môi trường khắc nghiệt ngoài vũ trụ. Hơn nữa, loài gấu nước sống được trong điều kiện nhiệt độ từ dưới 0 độ C, cho tới quá nhiệt độ sôi của nước, tồn tại trong môi trường áp suất cao cũng như nhiều phóng xạ. Và kể cả khi không có nước hay thức ăn, chúng vẫn có thể sống thêm được tối thiểu là 10 năm. Tất cả những đặc tính trên khiến các nhà khoa học coi gấu nước như một loài sinh vật "không thể bị tiêu diệt".

Loài sinh vật nhỏ bé dị thường này sở hữu khả năng sinh tồn vô cùng mãnh liệt

Vậy còn ADN ngoại lai là gì? Đây là khái niệm chỉ những nhiễm sắc thể xuất hiện thông qua quá trình chuyển gen ngang, chứ không phải từ sinh sản bình thường. Quá trình này xuất hiện ở hầu hết các loài sinh vật cũng như con người, thường là do virus gây ra. Trên thực tế, đối với hầu hết các loài sinh vật, lượng ADN ngoại lai trong cơ thể chỉ chiếm chưa đầy 1%.

Thế nhưng, đối với loài gấu nước, có tới hơn 6000 gen trong bộ nhiễm sắc thể của chúng đến từ các loài sinh vật khác - tương đương với khoảng 17,5%.

"Chúng tôi thật không ngờ rằng lại có một loài sinh vật mà bộ nhiễm sắc thể lại sở hữu nhiều ADN ngoại lai đến như vậy" - ông Bob Goldstein, tới từ trường Đại học Bắc Carolina cho biết. "Chúng tôi biết rằng gen ngoại lai xuất hiện ở rất nhiều loài động vật, và gấu nước cũng tương tự như vây. Nhưng nhiều đến mức này thì đúng là không thể tin nổi".

Vậy loài gấu nước nhờ đâu mà lại có nhiều ADN ngoại lai đến thế? Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện ra rằng, chủ yếu nhiễm sắc thế ngoại lai của gấu nước đến từ vi khuẩn, cũng như các loài thực vật, nấm và cổ khuẩn. Rất có thể, khả năng sinh tồn trong những điều kiện môi trường vô cùng khắc nghiệt đến từ chính bộ nhiễm sắc thể phong phú mà gấu nước thu thập từ các loài xung quanh.

"Những loài động vật có khả năng sống sót trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường thường có nhiều gen ngoại lai hơn - và ADN của vi khuẩn là một trong những yếu tố đóng góp quan trọng vào khả năng này" - một thành viên trong nhóm nghiên cứu chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu vẫn chưa khám phá được chính xác quá trình "thu thập gen" của gấu nước diễn ra như thế nào, nhưng họ dự đoán rằng đây là kết quả từ một cơ chế sinh tồn vô cùng đặc biệt của loài vật nhỏ bé này - khả năng khử nước cho đến khi cơ thể của chúng chỉ còn dưới 3% nước, sau đó lại phát triển bình thường khi tiếp xúc với chất lỏng.

Các nhà nghiên cứu tin rằng, khi gấu nước thực hiện quá trình kể trên, ADN của chúng cũng gãy thành nhiều đoạn nhỏ. Đến lúc loài vật này hút nước trở lại và phục hồi tế bào, chúng vô tình thu thập luôn cả các nhiễm sắc thể của loài khác trong môi trường xung quanh.

"Đối với tư duy thông thường, chúng ta luôn nghĩ đến khái niệm cây sự sống, ở đó các vật chất di truyền của đời con có được nhờ cha mẹ. Nhưng nhờ những nghiên cứu về quá trình chuyển gen ngang, chúng ta có thể sẽ có một khái niệm mới - mạng lưới sự sống - với các vật chất di truyền chuyển ngang từ nhánh này qua nhánh khác. Chúng ta bắt đầu cần phải điều chỉnh những hiểu biết của mình về tiến hóa" - ông Boothby, một thành viên trong nhóm nghiên cứu cho biết thêm.

Tham khảo sciencealert