Sinh vật tự tạo bản sao xâm chiếm châu Âu, chuyên gia: Sử dụng chiêu trò chưa từng thấy

Đó chính là cá diếc, được coi là một trong những loài cá xâm hại thành công nhất tại châu Âu.

Theo các nhà nghiên cứu, khả năng sinh sản vô tính đã mang lại cho loài cá diếc lợi thế cạnh tranh lớn so với các loài cá khác. Theo đó, nhóm nghiên cứu quốc tế, đứng đầu là nhà nghiên cứu Dunja Lamatsch tại Khoa hồ học thuộc ĐH Innsbruck (Áo) mới đây đã mô tả hệ gene hoàn chỉnh của cá diếc lần đầu tiên.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications và cung cấp hiểu biết sâu hơn về phương pháp sinh sản đặc biệt của loài cá diếc.

Loài cá này là họ hàng gần của cá vàng và cạnh tranh với cá diếc bản địa đang có nguy cơ tuyệt chủng ở trong cùng một môi trường sống. Thế nhưng trong khi cá vàng và cá diếc thường sinh sản hữu tính, cá diếc được cho là có lợi thế tiến hoá lớn. Điều này giúp con cái có thể tiết kiệm thời gian tìm kiếm bạn tình.

Cụ thể, cá diếc cái sử dụng tinh trùng của cá diếc đực hoặc các loài cá khác. Để có thể làm được việc này, những con cái sẽ dùng "chiêu trò" trà trộn vào trong một đàn cá diếc bạc, sau đó chúng đẻ trứng để những con đực thụ tinh.

Cá diếc có thể tự sinh sản mà không cần tìm bạn tình. Ảnh: cjww

Tinh trùng bị đánh cắp này sẽ kích thích tế bào trứng của cá diếc phân chia. Đáng chú ý là vật chất di truyền của con đực sau đó sẽ bị phân hủy trong tế bào trứng mà không được sử dụng. Đây được gọi là trinh sản phụ thuộc vào tinh trùng. Theo đó, tất cả con cá non được sinh theo phương pháp này đều là bản sao giống cái của cá diếc cái. Vì vậy, hầu hết quần thể cá diếc là con cái và con đực thì rất hiếm gặp.

Nghiên cứu của Dunja Lamatsch và các cộng sự chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các cơ chế sinh sản đơn tính ở những sinh vật sống dưới nước. Do đó, trong nghiên cứu này, họ có thể giải mã hoàn toàn bộ gene của cá diếc, đồng thời tìm ra được cơ chế đằng sau cách sinh sản đơn tính của loài cá này.

Theo nghiên cứu, toàn bộ thông tin về di truyền của một tổ chức sinh vật là hệ gene được chia thành những chuỗi nhiễm sắc thể khác nhau. Động vật sinh sản hữu tính thì thường có số chuỗi nhiễm sắc thể lưỡng bội. Đối với quá trình sinh sản, các nhiễm sắc thể của con đực và con cái được phân chia vào tế bào mầm và có một chuỗi nhiễm sắc thể đơn được truyền qua. Cuối cùng, sự kết hợp giữa trứng và tinh trùng mang theo một chuỗi nhiễm sắc thể sẽ tạo ra một sinh vật lưỡng bội.

Thông qua quá trình nghiên cứu cách sinh sản, các nhà nghiên cứu đã xác định được toàn bộ hệ gene của cá diếc. Ảnh minh họa: Fabian Oswald

Thế nhưng các tai nạn ở tế bào mầm hoặc lai nhiều lần giữa các loài có họ với nhau dẫn đến những sinh vật có nhiều hơn hai bộ nhiễm sắc thể (đa bội). Trên thực tế, động vật có xương sống bậc cao mà đa bội thì không thể sống được. Nhưng ngược lại với cá, động vật lưỡng cư và bò sát thì có.

Ngay cả những loài vật như cá diếc thì có thể tiến hóa theo cách này. Theo các chuyên gia, cá diếc có 6 chuỗi nhiễm sắc thể , nhưng 4 trong số đó lại đến từ lai với loài cá khác họ. Trong khi đó, 2 chuỗi nhiễm sắc thể còn lại được thêm vào bằng cách lai với một loài cá có họ hàng gần.

Theo nhà nghiên cứu Lamatsch giải thích, có lẽ, tại một thời điểm nào đó, trong những lần lai xa, có các sự cố xảy ra trong quá trình hình thành giao tử. Đó có thể là một trong nguyên nhân kích hoạt sinh sản đơn tính ở cá diếc.

Chính nhờ sự hợp tác của các nhóm nghiên cứu từ Viện sinh thái học nước ngọt và ngư nghiệp nội hải Leibniz tại Berlin (IGB) và Đại học Würzburg, mà nhóm nghiên cứu của Lamatsch mới có thể phân tích được hệ gene của cá diếc thành các bộ nhiễm sắc thể riêng lẻ.

Đây cũng là lần đầu tiên toàn bộ thông tin di truyền của động vật có 6 chuỗi nhiễm sắc thể được phân tích và mô tả. Nghiên cứu chỉ ra rằng, hệ gene của loài cá diếc gồm tổng cộng 150 nhiễm sắc thể, con số này nhiều hơn gấp 3 lần hệ gene của con người.

Ngoài ra, các phân tích còn làm sáng tỏ cách 6 chuỗi nhiễm sắc thể này có thể cùng tồn tại và hoạt động cùng nhau. Mặt khác, việc lần đầu tiên xác định được tất cả 150 nhiễm sắc thể cũng giúp các nhà nghiên cứu có thể hiểu được toàn bộ cấu trúc gene của cá diếc và lịch sử tiến hóa phức tạp của loài cá xâm hại ở châu Âu.

Cá diếc được tìm thấy ở châu Âu là loài có thể chịu đựng được nhiều điều kiện môi trường. Chúng có thể được tìm thấy trong môi trường nước với lượng oxy thấp và chất lượng nước kém không phù hợp với các loài cá bản địa. Bên cạnh đó, cá diếc còn có thể cạnh tranh với các loài bản địa về thức ăn và môi trường sống. Chính những đặc điểm này khiến loài cá này trở thành loài xâm hại đe dọa đến tính toàn vẹn sinh thái của các hệ sinh thái thủy sinh.

Cá diếc là loài cá có thân hình khá dẹt. Phần thân trên của cá diếc khá tròn và thu hẹp lại ở phần đuôi. Một con cá diếc trưởng thành có thể nặng tới 3 kg và chiều dài tối đa là 46,6 cm.

Cá diếc có đặc điểm phần đầu khá nhỏ so với tỷ lệ cơ thể của chúng. Loài cá này là động vật ăn tạp. Thức ăn của chúng có thể là sinh vật phù du, thực vật, động vật không xương sống và vụn hữu cơ.