Bui Nhat Minh
Intern Writer
Đây là một kỳ quan tiến hóa.
Một loài cá nước ngọt khiêm tốn có trình tự bộ gen dài nhất từng được phát hiện, dài gấp 30 lần chuỗi DNA của con người.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cá phổi Nam Mỹ có 90 tỷ cặp bazơ trong mã di truyền nhờ vào "gen nhảy", tiếp tục mở rộng chiều dài trình tự của loài cá này trong hàng triệu năm.
Cá phổi là họ hàng gần nhất với loài cá mà tất cả các loài động vật bốn chân đều bắt nguồn, khiến thông tin trong mã di truyền khổng lồ của chúng trở nên quan trọng để hiểu được 400 triệu năm tiến hóa vừa qua.
Vào một thời điểm nào đó trong kỷ Devon , khoảng 420 triệu năm trước, một loài cá nhỏ dũng cảm đã từ bỏ mang và cách sống dựa vào nước, và sử dụng vây ngực để kéo mình từ vùng nước nông lên mặt đất rắn chắc. Trong quá trình chuyển đổi đó, nó đã thay đổi tương lai của hầu hết các loài động vật mãi mãi.
Loài cá đó và những người bạn của nó cuối cùng đã tiến hóa thành vô số loài thuộc về một nhóm được gọi chung là tetrapod, bao gồm tất cả các loài động vật có xương sống bốn chân lang thang trên trái đất—bao gồm cả con người. Loài cá nhỏ bé đó đã sử dụng các chi nhỏ bé của mình để bước chân lên đất liền và bộ phổi của mình để nếm không khí ngọt ngào của kỷ Devon, và nó đã khởi động chu kỳ tiến hóa cuối cùng đã làm cho thế giới có đủ mọi thứ từ tê giác và ếch đến gấu xám và thỏ.
Và còn có cá phổi nữa.
Cá phổi - một loài sinh vật nước ngọt trơn trượt dài hơn ba feet—đã quan sát tất cả các loài động vật bốn chân khác phát triển những đặc điểm mới, độc đáo như bàn chân có màng, móng guốc và ngón cái đối diện . Và trong suốt thời gian đó, nó vẫn ít nhiều giống nhau. Ba dòng dõi còn lại (nằm ở Châu Phi, Nam Mỹ và Úc) là những họ hàng còn sống gần nhất với loài cổ đại đã biết rằng nó có thể thở cả trong nước bằng mang và trên cạn bằng một bộ phổi (do đó có tên là cá phổi).
Bây giờ, trên bề mặt, có vẻ như cá phổi không có gì đáng khoe khoang. Nó không thể chạy nhanh như, chẳng hạn, linh dương gazelle. Nó không thể trèo cây như vượn cáo . Nó không thể viết "Mambo số 5" (chưa nói đến bốn mambo trước đó) như con người. Nhưng, nhờ một khám phá của một nhóm các nhà khoa học, giờ đây nó đã có một tuyên bố chính đáng để nổi tiếng: nó có chuỗi DNA dài nhất trong số bất kỳ loài động vật nào từng được tìm thấy.
Cụ thể, kỷ lục này thuộc về loài cá phổi Nam Mỹ, có trình tự bộ gen gồm 90 tỷ cặp bazơ thông tin di truyền (để tham khảo, bộ gen người chỉ có 3 tỷ cặp bazơ), theo một bài báo được công bố trên tạp chí Nature . Nhóm nghiên cứu đứng sau bài báo này - dẫn đầu là Axel Meyer, một nhà sinh học tiến hóa đến từ Đại học Konstanz, và Manfred Schartl, một nhà hóa sinh đến từ Đại học Würzburg—gần đây đã hoàn thành quá trình tỉ mỉ giải trình tự bộ gen cá phổi .
“[Mười tám] trong số 19 nhiễm sắc thể của cá phổi Nam Mỹ, mỗi nhiễm sắc thể đều lớn hơn toàn bộ bộ gen của con người với gần 3 tỷ bazơ,” các nhà nghiên cứu viết trong bài báo. Con người có thể là ngoại lệ theo nhiều cách, nhưng nếu bạn đang đi khắp nơi khoe khoang về số lượng cặp bazơ mà DNA của bạn có, thì tốt hơn hết bạn nên kiểm tra lại bản thân và viết một lá thư xin lỗi loài cá phổi khiêm tốn này.
Bộ gen của cá phổi Nam Mỹ thậm chí còn dài gấp đôi bộ gen của cá phổi Úc, loài mà nhóm nghiên cứu trước đây từng cho là dài nhất. Nhưng làm sao bộ gen này lại lớn đến vậy ? Thật vui khi bạn hỏi: những gen đó đang nhảy.
Gen nhảy - một cách hay hơn để chỉ transposon tự trị - có thể tự sao chép và "nhảy" xung quanh bộ gen, vận chuyển chúng qua một chuỗi (trong trường hợp này) gồm 90 tỷ cặp bazơ và kéo dài chuỗi đó. Một số lượng lớn gen nhảy có xu hướng dẫn đến sự tiến hóa nhanh chóng của một loài, vì vậy sự phổ biến của chúng trong chuỗi cá phổi không có gì đáng ngạc nhiên. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là tốc độ mà những gen này khiến bộ gen dài ra. Theo bài báo, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bộ gen của cá phổi là chuỗi phát triển nhanh nhất từng được biết đến - cứ sau 10 triệu năm, chuỗi DNA của nó lại phát triển với kích thước bằng toàn bộ bộ gen của con người. "Và nó vẫn tiếp tục phát triển", nhóm nghiên cứu viết trong bài báo. "Chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng cho thấy các transposon chịu trách nhiệm vẫn còn hoạt động".
Transposon tự chủ thường có thể khiến một chuỗi không ổn định, đây là một tác hại nghiêm trọng đối với bất kỳ loài nào. Nhưng phân tích gần đây về chuỗi cá phổi này - mặc dù có chiều dài lớn và số lượng gen nhảy cao—cho thấy rằng nó tỏ ra ổn định một cách đáng ngạc nhiên. Và một thực tế đó cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện một điều thực sự đáng kinh ngạc -tái tạo lại cấu trúc nhiễm sắc thể ban đầu của tổ tiên chung của chúng ta là động vật bốn chân.
Thông tin này sẽ giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa loài cá cổ đại đã bắc cầu nối giữa biển và đất liền với số lượng lớn các loài hiện đại có khả năng tiến hóa từ chúng. Trên thực tế, các nhà nghiên cứu đã đạt được tiến bộ trong lĩnh vực đó - họ nhận thấy rằng vây phát triển hơn, giống như chi của cá phổi Úc là tiền thân rõ ràng của cấu trúc xương tay bốn chân hiện đại. Mặc dù cá phổi có thể không phải là tâm điểm của sự chú ý (ít nhất là về mặt thể chất), nhưng không gì có thể tước đi vị trí to lớn của loài cá kỳ lạ nhỏ bé này trong lịch sử tiến hóa. (Popularmechanics)
Một loài cá nước ngọt khiêm tốn có trình tự bộ gen dài nhất từng được phát hiện, dài gấp 30 lần chuỗi DNA của con người.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cá phổi Nam Mỹ có 90 tỷ cặp bazơ trong mã di truyền nhờ vào "gen nhảy", tiếp tục mở rộng chiều dài trình tự của loài cá này trong hàng triệu năm.
Cá phổi là họ hàng gần nhất với loài cá mà tất cả các loài động vật bốn chân đều bắt nguồn, khiến thông tin trong mã di truyền khổng lồ của chúng trở nên quan trọng để hiểu được 400 triệu năm tiến hóa vừa qua.
Vào một thời điểm nào đó trong kỷ Devon , khoảng 420 triệu năm trước, một loài cá nhỏ dũng cảm đã từ bỏ mang và cách sống dựa vào nước, và sử dụng vây ngực để kéo mình từ vùng nước nông lên mặt đất rắn chắc. Trong quá trình chuyển đổi đó, nó đã thay đổi tương lai của hầu hết các loài động vật mãi mãi.
Loài cá đó và những người bạn của nó cuối cùng đã tiến hóa thành vô số loài thuộc về một nhóm được gọi chung là tetrapod, bao gồm tất cả các loài động vật có xương sống bốn chân lang thang trên trái đất—bao gồm cả con người. Loài cá nhỏ bé đó đã sử dụng các chi nhỏ bé của mình để bước chân lên đất liền và bộ phổi của mình để nếm không khí ngọt ngào của kỷ Devon, và nó đã khởi động chu kỳ tiến hóa cuối cùng đã làm cho thế giới có đủ mọi thứ từ tê giác và ếch đến gấu xám và thỏ.
Và còn có cá phổi nữa.
Cá phổi - một loài sinh vật nước ngọt trơn trượt dài hơn ba feet—đã quan sát tất cả các loài động vật bốn chân khác phát triển những đặc điểm mới, độc đáo như bàn chân có màng, móng guốc và ngón cái đối diện . Và trong suốt thời gian đó, nó vẫn ít nhiều giống nhau. Ba dòng dõi còn lại (nằm ở Châu Phi, Nam Mỹ và Úc) là những họ hàng còn sống gần nhất với loài cổ đại đã biết rằng nó có thể thở cả trong nước bằng mang và trên cạn bằng một bộ phổi (do đó có tên là cá phổi).
Bây giờ, trên bề mặt, có vẻ như cá phổi không có gì đáng khoe khoang. Nó không thể chạy nhanh như, chẳng hạn, linh dương gazelle. Nó không thể trèo cây như vượn cáo . Nó không thể viết "Mambo số 5" (chưa nói đến bốn mambo trước đó) như con người. Nhưng, nhờ một khám phá của một nhóm các nhà khoa học, giờ đây nó đã có một tuyên bố chính đáng để nổi tiếng: nó có chuỗi DNA dài nhất trong số bất kỳ loài động vật nào từng được tìm thấy.
Cụ thể, kỷ lục này thuộc về loài cá phổi Nam Mỹ, có trình tự bộ gen gồm 90 tỷ cặp bazơ thông tin di truyền (để tham khảo, bộ gen người chỉ có 3 tỷ cặp bazơ), theo một bài báo được công bố trên tạp chí Nature . Nhóm nghiên cứu đứng sau bài báo này - dẫn đầu là Axel Meyer, một nhà sinh học tiến hóa đến từ Đại học Konstanz, và Manfred Schartl, một nhà hóa sinh đến từ Đại học Würzburg—gần đây đã hoàn thành quá trình tỉ mỉ giải trình tự bộ gen cá phổi .
“[Mười tám] trong số 19 nhiễm sắc thể của cá phổi Nam Mỹ, mỗi nhiễm sắc thể đều lớn hơn toàn bộ bộ gen của con người với gần 3 tỷ bazơ,” các nhà nghiên cứu viết trong bài báo. Con người có thể là ngoại lệ theo nhiều cách, nhưng nếu bạn đang đi khắp nơi khoe khoang về số lượng cặp bazơ mà DNA của bạn có, thì tốt hơn hết bạn nên kiểm tra lại bản thân và viết một lá thư xin lỗi loài cá phổi khiêm tốn này.
Bộ gen của cá phổi Nam Mỹ thậm chí còn dài gấp đôi bộ gen của cá phổi Úc, loài mà nhóm nghiên cứu trước đây từng cho là dài nhất. Nhưng làm sao bộ gen này lại lớn đến vậy ? Thật vui khi bạn hỏi: những gen đó đang nhảy.
Gen nhảy - một cách hay hơn để chỉ transposon tự trị - có thể tự sao chép và "nhảy" xung quanh bộ gen, vận chuyển chúng qua một chuỗi (trong trường hợp này) gồm 90 tỷ cặp bazơ và kéo dài chuỗi đó. Một số lượng lớn gen nhảy có xu hướng dẫn đến sự tiến hóa nhanh chóng của một loài, vì vậy sự phổ biến của chúng trong chuỗi cá phổi không có gì đáng ngạc nhiên. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là tốc độ mà những gen này khiến bộ gen dài ra. Theo bài báo, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bộ gen của cá phổi là chuỗi phát triển nhanh nhất từng được biết đến - cứ sau 10 triệu năm, chuỗi DNA của nó lại phát triển với kích thước bằng toàn bộ bộ gen của con người. "Và nó vẫn tiếp tục phát triển", nhóm nghiên cứu viết trong bài báo. "Chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng cho thấy các transposon chịu trách nhiệm vẫn còn hoạt động".
Transposon tự chủ thường có thể khiến một chuỗi không ổn định, đây là một tác hại nghiêm trọng đối với bất kỳ loài nào. Nhưng phân tích gần đây về chuỗi cá phổi này - mặc dù có chiều dài lớn và số lượng gen nhảy cao—cho thấy rằng nó tỏ ra ổn định một cách đáng ngạc nhiên. Và một thực tế đó cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện một điều thực sự đáng kinh ngạc -tái tạo lại cấu trúc nhiễm sắc thể ban đầu của tổ tiên chung của chúng ta là động vật bốn chân.
Thông tin này sẽ giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa loài cá cổ đại đã bắc cầu nối giữa biển và đất liền với số lượng lớn các loài hiện đại có khả năng tiến hóa từ chúng. Trên thực tế, các nhà nghiên cứu đã đạt được tiến bộ trong lĩnh vực đó - họ nhận thấy rằng vây phát triển hơn, giống như chi của cá phổi Úc là tiền thân rõ ràng của cấu trúc xương tay bốn chân hiện đại. Mặc dù cá phổi có thể không phải là tâm điểm của sự chú ý (ít nhất là về mặt thể chất), nhưng không gì có thể tước đi vị trí to lớn của loài cá kỳ lạ nhỏ bé này trong lịch sử tiến hóa. (Popularmechanics)
