Phát hiện chấn động: Cá ở nơi sâu nhất đại dương có chung một đột biến đặc biệt

Sự sống ở biển sâu đối mặt với những thách thức khắc nghiệt: Áp suất cực cao, nhiệt độ thấp và bóng tối vĩnh cửu. Để sinh tồn, các loài cá nơi đây đã phát triển những cơ chế thích nghi đặc biệt, từ cấu trúc xương biến đổi, nhịp sinh học khác lạ đến thị giác siêu nhạy với ánh sáng yếu hoặc thậm chí không cần mắt để định hướng.

Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Cell mới đây, các nhà khoa học đã phân tích DNA của 11 loài cá, bao gồm cá ốc (snailfish), cá chình cusk (cusk-eel) và cá thằn lằn (lizardfish), sống ở vùng hadal, nơi sâu hơn 6.000 mét dưới mặt biển. Họ sử dụng tàu ngầm có người lái và robot điều khiển từ xa để thu thập mẫu vật từ độ sâu từ 1.200 đến 7.700 mét tại rãnh Mariana (Thái Bình Dương) và các rãnh khác ở Ấn Độ Dương.

Ảnh minh họa.

Kết quả nghiên cứu gây bất ngờ: Dù các loài cá này tiến hóa vào những thời điểm khác nhau, có loài đã tiến xuống biển sâu từ kỷ Phấn Trắng (145 triệu năm trước), trong khi những loài khác chỉ mới xuất hiện từ kỷ Neogen (23 triệu đến 2,6 triệu năm trước), chúng đều có chung một đột biến trên gen Rtf1, một gen kiểm soát cách DNA được mã hóa và biểu hiện.

Theo Kun Wang, nhà sinh thái học tại Đại học Bách khoa Tây Bắc, đột biến này xuất hiện ít nhất chín lần trong các nhánh tiến hóa khác nhau của cá biển sâu dưới độ sâu 3.000 mét. Điều này cho thấy đột biến không phải là kết quả của một tổ tiên chung, mà là phản ứng trực tiếp với điều kiện môi trường cực đoan dưới đáy đại dương.

Ricardo Betancur, nhà nghiên cứu ngư học tại Đại học California San Diego, nhận định: "Dù đến từ các nhánh tiến hóa khác nhau, cá biển sâu đã phát triển những biến đổi di truyền tương tự để thích nghi với điều kiện khắc nghiệt của đại dương: lạnh giá, tối tăm và áp suất cao." Đây là một ví dụ điển hình về tiến hóa hội tụ, khi các loài không có quan hệ họ hàng gần nhưng vẫn phát triển đặc điểm giống nhau để sống sót trong môi trường tương tự.

Không chỉ có những phát hiện chấn động về tiến hóa, nghiên cứu còn gióng lên hồi chuông cảnh báo về tác động của con người đến môi trường biển sâu.

Các nhà khoa học phát hiện polychlorinated biphenyls (PCBs), hóa chất độc hại từng được sử dụng trong thiết bị điện tử và bị cấm từ những năm 1970, trong mô gan của cá ốc sống ở rãnh Mariana. Đáng lo ngại hơn, trầm tích được lấy từ độ sâu hơn 10.000 mét cũng chứa nồng độ cao của PCBs và polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), hóa chất chống cháy phổ biến trong các sản phẩm tiêu dùng trước những năm 2000.

Trước đó, các nghiên cứu cũng đã ghi nhận sự xuất hiện của vi nhựa và các chất ô nhiễm hóa học trong rãnh Mariana. Phát hiện mới này càng khẳng định rằng ngay cả những vùng xa xôi nhất của hành tinh cũng không thể thoát khỏi tác động của con người.

Phát hiện về đột biến giống nhau ở cá biển sâu không chỉ mở ra một chương mới trong nghiên cứu về tiến hóa, mà còn đặt ra nhiều câu hỏi về cơ chế thích nghi của sự sống trong điều kiện khắc nghiệt nhất trên Trái Đất. Đồng thời, sự xuất hiện của hóa chất độc hại ở rãnh Mariana cho thấy ô nhiễm môi trường đang lan rộng đến những nơi tưởng chừng không thể bị ảnh hưởng.

Sự sống ở biển sâu đang thay đổi như thế nào trước áp lực từ tự nhiên và con người? Liệu những phát hiện này có giúp giới khoa học tìm ra các giải pháp bảo vệ hệ sinh thái mong manh của đại dương? Tất cả vẫn là những bí ẩn chờ lời giải đáp.