Bạch tuộc và mực có cách tiến hóa khác biệt với tất cả các loài

Ảnh minh hoạ.

Điều này rất kỳ lạ vì đó thực sự không phải cách thích nghi thường xảy ra ở động vật đa bào. Khi một sinh vật thay đổi theo một cách cơ bản nào đó, nó thường bắt đầu bằng một đột biến di truyền - thay đổi đối với DNA.

Những thay đổi di truyền đó sau đó được dịch chuyển thành hoạt động nhờ tác nhân phụ phân tử của DNA, RNA. Có thể coi các chỉ dẫn DNA như một công thức, trong khi RNA là đầu bếp sắp xếp việc nấu nướng trong bếp của mỗi tế bào, tạo ra các protein cần thiết giúp toàn bộ sinh vật hoạt động.

Nhưng RNA không chỉ thực hiện các hướng dẫn một cách mù quáng, đôi khi nó còn ứng biến với một số thành phần, thay đổi loại protein nào được tạo ra trong tế bào trong một quá trình hiếm gặp được gọi là chỉnh sửa RNA.

Khi một sự chỉnh sửa như vậy xảy ra, nó có thể thay đổi cách thức hoạt động của các protein, cho phép sinh vật tinh chỉnh thông tin di truyền mà không thực sự trải qua bất kỳ đột biến gene nào. Nhưng hầu hết các sinh vật không thực sự bận tâm với phương pháp này, vì nó lộn xộn và gây ra các vấn đề thường xuyên hơn khi giải quyết chúng.

"Sự đồng thuận giữa những người nghiên cứu những thứ như vậy là Mẹ thiên nhiên đã thử chỉnh sửa RNA, nhận thấy nó mong muốn và phần lớn đã từ bỏ nó", nhà nghiên cứu Anna Vlasits cho biết.

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

Nhóm nghiên cứu đã trở lại vào năm 2017 với một phát hiện thậm chí còn đáng kinh ngạc hơn đó là có ít nhất hai loài bạch tuộc và một loài mực nang làm điều tương tự một cách thường xuyên. Để so sánh về mặt tiến hóa, họ cũng xem xét ốc anh vũ cùng sên, và nhận thấy khả năng chỉnh sửa RNA của chúng còn thiếu.

Đồng trưởng nhóm nghiên cứu, Joshua Rosenthal thuộc Phòng thí nghiệm sinh vật biển Mỹ, cho hay: "Điều này cho thấy mức độ cao của việc chỉnh sửa RNA không phải là động vật thân mềm, đó là một phát minh của động vật chân đầu".

Các nhà nghiên cứu đã phân tích hàng trăm nghìn vị trí ghi RNA ở những loài động vật này, chúng thuộc phân lớp coleoid của động vật chân đầu. Họ phát hiện ra rằng việc chỉnh sửa RNA thông minh đặc biệt phổ biến trong hệ thần kinh coleoid.

Trong khi đó, nhà di truyền học Kazuko Nishikura từ Viện Wistar Mỹ, người không tham gia nghiên cứu, nói nhận định: "Tôi tự hỏi liệu nó có liên quan đến bộ não cực kỳ phát triển của chúng hay không?"

Rosenthal nói: "Có điều gì đó khác biệt về cơ bản đang diễn ra ở những con động vật chân đầu này".

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng khả năng đặc biệt đi kèm với sự đánh đổi về mặt tiến hóa khác biệt, khiến động vật chân đầu khác biệt với phần còn lại của thế giới động vật.

Xét về quá trình tiến hóa bộ gene (loại sử dụng đột biến gene), coleoid đã tiến hóa thực sự rất chậm. Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng đây là một sự hy sinh cần thiết.

Rosenthal nhấn mạnh: "Kết luận ở là đây để duy trì sự linh hoạt trong việc chỉnh sửa RNA, các coleoid đã phải từ bỏ khả năng tiến hóa ở các khu vực xung quanh".

Bước tiếp theo, nhóm sẽ phát triển các mô hình di truyền của loài động vật chân đầu để họ có thể theo dõi cách thức và thời điểm chỉnh sửa RNA này bắt đầu.