Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 12/10/2005 14:40 (GMT+7)

Con sứa trong tiến trình tiến hoá của động vật

Mùa hè này ra biển, có cơ hội bắt gặp sứa nổi lềnh khênh trên biển, bạn hãy quan sát chúng thật kỹ đi nhé. Loại động vật này vốn được cho là có một cấu trúc cơ thể cực kỳ đơn giản, lại đang làm đau đầu các nhà sinh học và cũng đang là nguồn hứng thú cho họ.

Giống như san hô và hải quỳ, người ta nói sứa là loại động vật không trước không sau, không trái không phải, không đầu và cũng không tim, không có chân mà cũng không có vây! Bộ đồ lòng của nó gọi là một cái túi thì đúng hơn cách gọi thông thường là ống tiêu hoá và vì vậy cái miệng cũng đồng thời là cái hậu môn! Thay vì có bộ óc, loại động vật này chỉ có một nhúm thần kinh khá rườm rà. Tôm hay cá thì bơi, còn sứa thì chỉ đủng đỉnh lắc lư để đi tới. Toàn thân sứa trông như một miếng thạch rau câu, thành thử tiếng Anh gọi sứa là jellyfish (jelly là miếng thạch).

Thế nhưng nay thì những kết quả nghiên cứu mới nhất về sứa đã và đang khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ lại. Thì ra lâu nay họ đã đánh giá chưa đúng mức về sứa và các họ hàng của chúng trong nhóm được gọi là cnidarian. Bên dưới cái vẻ ngoài cực kỳ đơn giản, sứa có một tập hợp gien cực kỳ phức tạp, trong đó có cả những gien có trong cơ thể con người. Tầm quan trọng của những phát hiện mới nhất, theo các nhà khoa học là: chúng đã gợi ra những suy nghĩ xa hơn, có thể dẫn đến những lý thuyết mới về sự tiến hoá của các loài động vật trong suốt 600 triệu năm qua. Những khám phá mới đã thu hút các nhà khoa học đến với nhóm cnidarian như những mô hình mẫu để tìm hiểu về cơ thể con người.

Những hiểu biết về sứa trước đây

Các học giả thời Phục hưng cho chúng là thực vật. Đến thế kỷ 18, các nhà tự nhiên học bất đắc dĩ lắm mới chấp nhận chúng là động vật. Họ xếp sứa và cnidarian vào nhóm “zoophytes”, động vật hình cây nằm giữa động vật và thực vật.

Phải đến thế kỷ 19, các nhà tự nhiên học mới biết là sứa đẻ trứng và các bộ phận của cơ thể sứa phát triển từ hai lớp mô nguyên thuỷ: nội bì và ngoại bì, khác với những loài động vật khác kể cả con người và sâu bọ đều có thêm một lớp thứ ba trong mô phôi, gọi là trung bì nằm giữa hai lớp mô kia. Trung bì làm phát triển các cơ bắp, tim và nhiều bộ phận khác của động vật không có trong nhóm sứa.

Cnidarian cũng có cách bố trí cơ thể đơn giản hơn hết. Cá, ruồi đục quả, giun đất. . .đều có đầu có đuôi, có phía trước và phía sau lưng khác nhau, có bên phải và bên trái. . .Các nhà khoa học quy cho các loài động vật, kể cả con người có hai bên cân đối là đối xứng bilaterian. Ngược lại, con sứa như hoàn toàn không đối xứng theo kiểu này mà lại đối xứng theo kiểu bánh xe đạp, tất cả phát ra từ một trục ở giữa. Các nhà sinh học về thuyết tiến hoá coi con sứa như một di vật của những ngày đầu tiến hoá của động vật. Những động vật đầu tiên gần như chắc chắn là những cụm tế bào giống như thuộc nhóm kế đó, bắt đầu có những nét đặc trưng như các mô đơn giản và thần kinh.

Thế nhưng những hoá thạch của động vật còn lưu lại cho thấy giả thuyết này không vững - nhiều mẫu động vật hoá thạch cổ xưa nhất rất giống sứa hay các loài cnidarian khác. Còn hoá thạch bilaterian cổ nhất cũng trẻ hơn, xuất hiện vào kỷ Cambri, 540 triệu năm trước.

Một số nhà nghiên cứu cho là kết cấu cơ thể đối xứng – bilaterian đã giúp cho sự khởi đầu bùng phát ở kỷ Cambri. Không giống các tổ tiên của họ, các bilaterian có đầu, cho phép họ cảm nhận được chung quanh, kiểm soát được cơ thể, kiểm soát được các hoạt động như bơi, bò. . .

Những gợi ý từ các kết quả nghiên cứu mới

Thế nhưng các kết quả nghiên cứu mới đây đã làm lung lay lý thuyết này. Những mẫu hoá thạch cổ nhất có thể gọi là sứa mới có tuổi chỉ 540 triệu năm trong khi Tiến sĩ sinh học Kevin J.Peterson ở Dartmouth và các đồng nghiệp của ông ước lượng tổ tiên của những con sứa hiện nay đã sinh sống trên Trái đất phải lâu hơn, hay nói cách khác, bọn cnidarian không thể xuất hiện trước bọn bilaterian trong chỉ khoảng 10 triệu năm. Và TS. Peterson đang thực hiện đánh giá lại tuổi của sứa bằng cách nghiên cứu DNA, những đồng hồ sinh học của chúng.

Các khảo sát về di truyền học cũng thách thức các lý thuyết thông thường về cnidarian. Bắt đầu từ thập niên 1980, các nghiên cứu về bilaterian đã phát hiện một bộ gien có trách nhiệm về cấu trúc của cơ thể. Một số gien tạo thành một cái trục từ đầu đến đuôi, những gien khác chịu trách nhiệm về những khác nhau giữa trước và sau. Con người và côn trùng nhìn thì rất khác nhau, nhưng chúng lại chia sẻ các công cụ di truyền gần như giống hệt nhau. Và khám phá mới cho là các công cụ này đã được tiến hoá qua các bậc tổ tiên của bilaterian.

TS. Mark E.Martindale của trường Đại học Hawait và các đồng sự của ông đã quyết định tìm hiểu các loài gien đã hình thành ra sứa và nhóm cnidarian. Họ đã mất khá nhiều thời gian mới bắt đầu thu nhặt được kết quả - tìm ra một chủng loài không chỉ sống được trong môi trường phòng thí nghiệm mà còn có thể sinh sản, cung cấp phôi cho nghiên cứu.

Nhóm nghiên cứu của Martindale đã chọn được loại hải quỳ hình sao có nhiều ở bờ biển New England. Họ phải hết sức kiên nhẫn để nuôi cấy và tìm hiểu về gien di truyền của chúng, có lẽ phải mất từ 9 đến 10 năm nữa, nhưng họ nhìn nhận là đã đào đúng mỏ vàng! Họ tìm thấy trong phôi, một số gien có tác dụng “bật” lên gần như giống hệt những gien hình thành trục đầu-đuôi của các bilaterian, trong đó có cả con người. Một số nghiên cứu khác cho thấy cnidarian cũng sử dụng một số gien khác trong bộ gien của bilaterian. Chẳng hạn như những phôi hình thành sự trước, sau của phôi bilaterian cũng tạo ra mặt trái của phôi hải quỳ.

Những phát hiện này buộc các nhà khoa học phải suy nghĩ - Tại sao nhóm cnidarian lại phải sử dụng một bộ gien hình thành cơ thể thật phức tạp trong khi cơ thể của chúng lại rất ư là đơn giản? Họ phải đi đến kết luận là cnidarian thực sự có thể sẽ rắc rối hơn cái vẻ bề ngoài đơn giản này, ít ra là hệ thần kinh của chúng. “Có thể là ở mức độ phân tử, còn có nhiều vùng cơ thể của chúng chưa được nhận biết” - theo TS John R.Finnerty, thuộc trường Đại học Boston vốn cùng hợp tác nghiên cứu với TS. Martindale. TS. Finnerty dự đoán: Hệ thần kinh của sứa sẽ rắc rối hơn nhiều, hiện chỉ được mô tả là một mạng thần kinh, nhưng các nghiên cứu tới đây sẽ chỉ ra là mạng thần kinh này cũng được phân ra nhiều vùng chức năng như não người!

Giả thuyết mới nhất về sự tiến hoá của sứa

Những khám phá này đã thúc đẩy TS. Peterson phải cân nhắc lại vị trí của cnidarian trong lịch sử về cội nguồn của sự sống. Bây giờ thì ông đưa ra giả thuyết - cnidarian không phải là bậc tiền bối duy nhất trong đợt bùng phát ở kỷ Cambri, mà chỉ là số đông; và sự tiến hoá của chúng là nhờ vào sự phát triển của thức ăn. Trong một bài báo đăng trên tờ Paleobiology, nhóm của TS.Peterson cho là tổ tiên của cả bilaterian và cnidarian là một loại sâu bò ngọ nguậy dưới đáy biển ở thời điểm cách đây 600 triệu năm, dấu mốc tiêu biểu cho bước tiến bộ quan trọng trong lịch sử tiến hoá của động vật. Thay vì chỉ đơn giản và thụ động lọc lấy những miếng thức ăn nhỏ xíu trong nước biển, chúng đã có thể kiếm ăn nhờ bắt những con mồi lớn hơn. Và cứ thế, chúng tiến lên. Một số trong những loài động vật này bắt đầu ăn thịt đồng loại. Con nào tự vệ được sẽ tồn tại và một cách để tránh không bị con khác ăn thịt là chúng phải to khoẻ hơn. Cách khác nữa để tồn tại là giấu trứng thay vì để chúng khơi khơi dưới đáy biển dễ bị xơi mất. Một số giống loài có thể bơi trong nước khi trưởng thành. . .

Rồi ở thời điểm khi trong nước đã bắt đầu đầy ắp các loài động vật, cnidarians có được hình dạng hiện tại. Những con cnidarian đầu tiên tự neo mình dưới đáy biển và mọc lên giống như hải quỳ và san hô hiện nay. Trong quá trình phát triển này, chúng từ bỏ kết cấu bilaterian của các tổ tiên. Cũng vào lúc này, các cnidarian tiến hoá, phát triển các vũ khí đặc biệt của chúng: một tế bào chứa một cái móc nhỏ xíu gọi là nematocyte, bắn ra độc tố có thể làm liệt con mồi. Khi các loài động vật khác thường tiến dần lên cao khỏi đáy biển, lên mặt nước. . ., vài giống cnidarian phải tiến hoá thích nghi để săn bắt mồi. Con sứa là sản phẩm của giai đoạn tiến hoá cuối cùng này.

Kết quả này lại dẫn dắt đến những nghiên cứu khác, đáp ứng những đòi hỏi cái mới không ngừng của các nhà khoa học. Bộ gien của hải quỳ hình sao đang được nghiên cứu giải mã bởi Joint Gienome Institute thuộc Bộ Năng lượng Mỹ, dự kiến sẽ hoàn tất vào cuối năm nay. Các nhà khoa học đang chờ đợi nhiều điều thú vị từ kết quả giải mã gien này. Họ vốn đã khám phá ra một số gien lâu nay cứ tưởng là của riêng các loài động vật có xương sống nay hoá ra cũng có trong bộ gien của cnidarian. Thành ra ngày nay, người ta đã rõ là những gien này không xuất hiện ở các loài động vật có xương sống đầu tiên mà phải là sớm hơn - ở những tổ tiên của cnidarian và bilaterian 600 triệu năm về trước. Sau đó, chúng biến mất trong một số nhánh bilaterian như giun và sâu bọ. . .

Khoa học phổ thông số 29(767)

Xem Thêm

Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Chủ tịch Phan Xuân Dũng dẫn đoàn Việt Nam tham dự Triển lãm quốc tế về Sáng tạo khoa học công nghệ (SIIF 2025) tại Seoul
Từ ngày 3-7/12, Triển lãm quốc tế về khoa học công nghệ (SIIF 2025) được tổ chức tại thủ đô Seoul, Hàn Quốc. Theo lời mời của Hiệp hội Xúc tiến sáng chế Hàn Quốc (KIPA), Quỹ Sáng tạo kỹ thuật Việt Nam (VIFOTEC) đã thành lập đoàn tham gia Triển lãm quốc tế về khoa học công nghệ (SIIF 2025) do TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam, Chủ tịch Quỹ VIFOTEC - làm trưởng đoàn.
Tìm giải pháp truyền thông đột phá cho phát triển khoa học công nghệ
Nghị quyết 57-NQ/TW xác định vị thế khoa học, công nghệ và chuyển đổi số là chìa khóa để Việt Nam vươn mình, trở thành quốc gia phát triển. Giới chuyên gia đưa ra lộ trình cụ thể giúp truyền thông chính sách thành hành động, từ xây dựng tòa soạn thông minh đến phát triển hệ sinh thái nội dung số.
Liên hiệp Hội Việt Nam tiếp nhận kinh phí ủng hộ đồng bào miền Trung, Tây Nguyên bị thiệt hại do mưa lũ
Chiều ngày 09/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức buổi tiếp nhận kinh phí ủng hộ đồng bào miền Trung, Tây Nguyên bị thiệt hại do mưa lũ. Đây là hoạt động tiếp nối tinh thần của Lễ phát động ủng hộ đồng bào miền Trung, Tây Nguyên do Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức vào ngày 24/11 vừa qua.
Trí thức Việt Nam đồng hành cùng tương lai Xanh
Đội ngũ trí thức Việt Nam luôn đóng vai trò then chốt với những đóng góp trong nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, đổi mới sáng tạo, tư vấn chính sách và truyền cảm hứng cộng đồng. Những chuyển động mạnh mẽ về khoa học môi trường, năng lượng sạch, kinh tế tuần hoàn và công nghệ xanh trong thời gian qua có dấu ấn đậm nét của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ nước ta…
Phát huy vai trò đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong đột phá phát triển khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo
Sáng ngày 05/12, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Nữ trí thức Việt Nam (VAFIW) tổ chức Hội thảo “Phát huy vai trò đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo”.
Các nhà khoa học giao lưu, thuyết giảng tại trường đại học
Từ trí tuệ nhân tạo (AI), vật liệu bán dẫn hữu cơ, công nghệ y học đến biến đổi khí hậu và đa dạng sinh học… những buổi trò chuyện không chỉ mở rộng tri thức chuyên sâu mà còn truyền cảm hứng mạnh mẽ về hành trình chinh phục khoa học cho hàng nghìn sinh viên và giảng viên cả nước.
Đoàn Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam tổ chức Hội nghị hiệp thương lần thứ nhất về cơ cấu, số lượng người ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI
Ngày 4/12, tại Hà Nội, Đoàn Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam tổ chức Hội nghị hiệp thương lần thứ nhất để thảo luận về cơ cấu, thành phần, số lượng người của các cơ quan, tổ chức, đơn vị ở Trung ương được giới thiệu ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI.