Bạn có bao giờ nghĩ rằng những loài động vật như hải quỳ lại có điểm chung nào đó với con người? Nếu bạn liệt kê những loài động vật phức tạp có mối quan hệ xa nhất với chúng ta, chắc chắn hải quỳ sẽ đứng ở vị trí cao. Thú vị hơn, loài này lại sống dưới nước và không hề có não bộ.
Dù có sự khác biệt rõ rệt, nhưng hải quỳ, thuộc ngành động vật Cnidaria (bao gồm cả sứa, san hô và nhiều sinh vật biển khác), lại chứa đựng một bản thiết kế cổ xưa cho các loài động vật hai bên đối xứng (bilaterians), trong đó có cả loài người. Một nghiên cứu mới đây từ nhóm các nhà khoa học tại Đại học Vienne đã phát hiện ra rằng hải quỳ, với cấu trúc phát triển xung quanh một điểm trung tâm, sử dụng một kỹ thuật thường thấy ở các loài động vật hai bên đối xứng, gọi là shuttling protein hình thành xương (BMP), để xây dựng cơ thể của chúng. Điều này làm cho câu chuyện về sự phát triển của kỹ thuật này trở nên phức tạp hơn, chưa kể tới khả năng nó có thể đã tiến hóa độc lập với các loài động vật hai bên đối xứng khác. Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố hồi tháng trước trên tạp chí Science Advances.
“Không phải tất cả các loài động vật hai bên đối xứng đều sử dụng BMP thông qua Chordin, ví dụ như ếch thì có, nhưng cá thì không. Tuy nhiên, kỹ thuật shuttling này xuất hiện nhiều lần trong các loài động vật không liên quan nhau, điều này cho thấy nó có thể là cơ chế hình thành tổ tiên,” David Mörsdorf, tác giả chính của nghiên cứu từ Đại học Vienne, cho biết trong một thông cáo báo chí. “Thực tế là không chỉ động vật hai bên đối xứng mà ngay cả hải quỳ cũng sử dụng shuttling để định hình trục cơ thể, cho thấy cơ chế này đã có từ rất lâu.”
Nói một cách đơn giản, BMP là những chất truyền tín hiệu phân tử giúp các tế bào phôi biết vị trí của chúng trong cơ thể và loại mô mà chúng cần hình thành. Sự ức chế cục bộ từ một chất ức chế có tên Chordin (cũng có thể hoạt động như một loại shuttling) cùng với quá trình BMP shuttling tạo ra các gradient của BMP trong cơ thể. Khi các mức độ này xuống thấp nhất, ví dụ, cơ thể sẽ biết cần hình thành hệ thần kinh trung ương. Các mức độ trung bình sẽ chỉ dẫn sự phát triển của thận, và mức tối đa sẽ chỉ định sự hình thành da bụng. Đây chính là cách mà các loài động vật hai bên đối xứng tạo nên cấu trúc cơ thể từ lưng đến bụng.
Mörsdorf và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng Chordin cũng hoạt động như một BMP shuttle, giống như ở các loài động vật hai bên đối xứng như ruồi và ếch. Điều này cho thấy rằng đặc điểm tiến hóa này có khả năng đã phát triển trước khi Cnidarians và Bilaterians phân tách. Với việc hai ngành động vật này có cấu trúc sinh học rất khác nhau, cuộc phân tách đó đã xảy ra từ rất lâu, có thể là khoảng 600 đến 700 triệu năm trước.
“Chúng ta có thể sẽ không bao giờ loại trừ khả năng rằng các loài động vật hai bên đối xứng và hải quỳ đối xứng đã tiến hóa kế hoạch cơ thể của mình một cách độc lập,” Grigory Genikhovich, một tác giả chính khác của nghiên cứu, chia sẻ trong thông cáo báo chí. “Tuy nhiên, nếu tổ tiên chung cuối cùng của Cnidaria và Bilateria là một động vật đối xứng, có lẽ nó đã sử dụng Chordin để vận chuyển BMP nhằm tạo ra trục cơ thể từ lưng đến bụng của nó.”
Rõ ràng, nghiên cứu này không chỉ mang lại cái nhìn sâu sắc về sự tiến hóa của động vật mà còn mở ra những câu hỏi thú vị về mối quan hệ giữa các loài trong thế giới tự nhiên.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/animals/a65269592/sea-anemone-bilaterian/
Dù có sự khác biệt rõ rệt, nhưng hải quỳ, thuộc ngành động vật Cnidaria (bao gồm cả sứa, san hô và nhiều sinh vật biển khác), lại chứa đựng một bản thiết kế cổ xưa cho các loài động vật hai bên đối xứng (bilaterians), trong đó có cả loài người. Một nghiên cứu mới đây từ nhóm các nhà khoa học tại Đại học Vienne đã phát hiện ra rằng hải quỳ, với cấu trúc phát triển xung quanh một điểm trung tâm, sử dụng một kỹ thuật thường thấy ở các loài động vật hai bên đối xứng, gọi là shuttling protein hình thành xương (BMP), để xây dựng cơ thể của chúng. Điều này làm cho câu chuyện về sự phát triển của kỹ thuật này trở nên phức tạp hơn, chưa kể tới khả năng nó có thể đã tiến hóa độc lập với các loài động vật hai bên đối xứng khác. Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố hồi tháng trước trên tạp chí Science Advances.
“Không phải tất cả các loài động vật hai bên đối xứng đều sử dụng BMP thông qua Chordin, ví dụ như ếch thì có, nhưng cá thì không. Tuy nhiên, kỹ thuật shuttling này xuất hiện nhiều lần trong các loài động vật không liên quan nhau, điều này cho thấy nó có thể là cơ chế hình thành tổ tiên,” David Mörsdorf, tác giả chính của nghiên cứu từ Đại học Vienne, cho biết trong một thông cáo báo chí. “Thực tế là không chỉ động vật hai bên đối xứng mà ngay cả hải quỳ cũng sử dụng shuttling để định hình trục cơ thể, cho thấy cơ chế này đã có từ rất lâu.”
Nói một cách đơn giản, BMP là những chất truyền tín hiệu phân tử giúp các tế bào phôi biết vị trí của chúng trong cơ thể và loại mô mà chúng cần hình thành. Sự ức chế cục bộ từ một chất ức chế có tên Chordin (cũng có thể hoạt động như một loại shuttling) cùng với quá trình BMP shuttling tạo ra các gradient của BMP trong cơ thể. Khi các mức độ này xuống thấp nhất, ví dụ, cơ thể sẽ biết cần hình thành hệ thần kinh trung ương. Các mức độ trung bình sẽ chỉ dẫn sự phát triển của thận, và mức tối đa sẽ chỉ định sự hình thành da bụng. Đây chính là cách mà các loài động vật hai bên đối xứng tạo nên cấu trúc cơ thể từ lưng đến bụng.
Mörsdorf và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng Chordin cũng hoạt động như một BMP shuttle, giống như ở các loài động vật hai bên đối xứng như ruồi và ếch. Điều này cho thấy rằng đặc điểm tiến hóa này có khả năng đã phát triển trước khi Cnidarians và Bilaterians phân tách. Với việc hai ngành động vật này có cấu trúc sinh học rất khác nhau, cuộc phân tách đó đã xảy ra từ rất lâu, có thể là khoảng 600 đến 700 triệu năm trước.
“Chúng ta có thể sẽ không bao giờ loại trừ khả năng rằng các loài động vật hai bên đối xứng và hải quỳ đối xứng đã tiến hóa kế hoạch cơ thể của mình một cách độc lập,” Grigory Genikhovich, một tác giả chính khác của nghiên cứu, chia sẻ trong thông cáo báo chí. “Tuy nhiên, nếu tổ tiên chung cuối cùng của Cnidaria và Bilateria là một động vật đối xứng, có lẽ nó đã sử dụng Chordin để vận chuyển BMP nhằm tạo ra trục cơ thể từ lưng đến bụng của nó.”
Rõ ràng, nghiên cứu này không chỉ mang lại cái nhìn sâu sắc về sự tiến hóa của động vật mà còn mở ra những câu hỏi thú vị về mối quan hệ giữa các loài trong thế giới tự nhiên.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/animals/a65269592/sea-anemone-bilaterian/
