Sinh vật "du hành thời gian" bất thường có thể lão hóa ngược, khiến các nhà khoa học kinh ngạc
Bởi Đại học Bergen
Ngày 2 tháng 11 năm 2024
Trong điều kiện căng thẳng, loài sứa biển Mnemiopsis leidyi có thể chuyển từ giai đoạn trưởng thành thùy thành ấu trùng cyddipid, được mô tả ở đây. Nguồn: Joan J. Soto-Angel
Sứa lược có thể đảo ngược quá trình phát triển từ trưởng thành thành ấu trùng, một tính linh hoạt hiếm có trong vòng đời của động vật có thể là một đặc điểm cổ xưa.
Một bài báo gần đây trên PNAS đã tiết lộ một khám phá đáng chú ý: khả năng phát triển ngược ở loài sứa biển, thường được gọi là sứa lược. Những phát hiện này chỉ ra rằng tính linh hoạt trong vòng đời ở động vật có thể phổ biến hơn so với những gì chúng ta từng nghĩ.
Vòng đời của động vật thường tuân theo một mô hình quen thuộc, suy giảm theo vô số biến thể: chúng sinh ra, phát triển, sinh sản và chết, nhường chỗ cho thế hệ tiếp theo. Chỉ một số ít loài có thể đi chệch khỏi nguyên lý chung này, ví dụ nổi tiếng nhất là 'sứa bất tử' Turritopsis dohrnii, có thể chuyển từ một con sứa trưởng thành trở lại thành một polyp. Nhóm động vật khó nắm bắt này với vòng đời linh hoạt hiện bao gồm ctenophore Mnemiopsis leidyi.
"Nghiên cứu này thách thức sự hiểu biết của chúng ta về quá trình phát triển ban đầu của động vật và các kế hoạch cơ thể, mở ra những hướng mới cho việc nghiên cứu tính dẻo dai và trẻ hóa của vòng đời. Thực tế là chúng ta đã tìm thấy một loài mới sử dụng "cỗ máy du hành thời gian" kỳ lạ này đặt ra những câu hỏi hấp dẫn về mức độ lan tỏa của khả năng này trên toàn bộ cây sự sống của động vật", Joan J. Soto-Angel, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong Nhóm Manet tại Khoa Lịch sử Tự nhiên của Đại học Bergen cho biết.
Du hành thời gian dạng keo
Khám phá đáng chú ý này bắt đầu một cách tình cờ. Trong khi quan sát động vật trong phòng thí nghiệm, Soto Angel nhận thấy một con ctenophore trưởng thành đã biến mất khỏi bể, dường như được thay thế bằng một ấu trùng. Tò mò muốn biết liệu đây có phải là cùng một cá thể hay không, ông và Pawel Burkhardt, trưởng nhóm tại Trung tâm Michael Sars thuộc Đại học Bergen đã thiết kế các thí nghiệm để thử và tái tạo khả năng đảo ngược tiềm tàng này trong điều kiện được kiểm soát.
Khi tiếp xúc với căng thẳng do đói và chấn thương vật lý, Mnemiopsis leidyi đã thể hiện khả năng phi thường khi chuyển từ dạng thùy trở lại giai đoạn ấu trùng cydippid. Soto Angel nhớ lại: "Thật hấp dẫn khi chứng kiến chúng từ từ chuyển sang ấu trùng cydippid điển hình như thể chúng đang quay ngược thời gian". "Trong nhiều tuần, chúng không chỉ định hình lại các đặc điểm hình thái mà còn có hành vi ăn uống hoàn toàn khác, điển hình của ấu trùng cydippid".
Một mô hình cổ xưa để nghiên cứu quá trình tiến hóa vòng đời
Nghiên cứu này mở rộng tính linh hoạt trong quá trình phát triển đã biết của ctenophores và định vị Mnemiopsis leidyi là một mô hình có giá trị cho nghiên cứu trong tương lai về sinh học phát triển và lão hóa. Vì ctenophores nằm trong số các dòng dõi động vật sớm nhất, những phát hiện cho thấy sự phát triển ngược có thể là một đặc điểm cổ xưa trong vương quốc động vật.
“Đây là thời điểm rất thú vị đối với chúng tôi,” Burkhardt cho biết. “Phát hiện hấp dẫn này sẽ mở ra cánh cửa cho nhiều khám phá quan trọng. Sẽ rất thú vị khi tiết lộ cơ chế phân tử thúc đẩy sự phát triển ngược và những gì xảy ra với mạng lưới thần kinh của động vật trong quá trình này.”
Tài liệu tham khảo: “Sự phát triển ngược ở ctenophore Mnemiopsis leidyi” của Joan J. Soto-Angel và Pawel Burkhardt, ngày 29 tháng 10 năm 2024, Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
DOI: 10.1073/pnas.2411499121
