Loài động vật sống không cần não!

Dù xuất hiện khá ngộ nghĩnh với nhiều cảm xúc và suy nghĩ trên truyền hình với cái tên SpongeBob SquarePants, nhưng loài vật này trong đời thật - bọt biển (sponge) - lại không có não. Tuy vậy theo một số nghiên cứu mới nhất, bọt biển đã từng có não nhưng chúng lại... bỏ não đi!

Những nghiên cứu trước đây cho thấy bọt biển là một ngành động vật nguyên thuỷ. Chúng có cấu tạo khá đơn giản và không có các tổ chức phức tạp như các ngành động vật khác, ví dụ hệ tiêu hoá, hô hấp hay tuần hoàn. Dĩ nhiên là không có cả não hay hệ thần kinh dạng hạch hoặc lưới khác. Nhưng khi giải mã các thông tin di truyền của một số loài động vật biển khác, các nhà sinh học cho rằng tổ tiên bọt biển có thể đã từng có "não". Song vì lý do nào đó, loài này đã tiến hoá... lùi để loại bỏ hệ thần kinh ra khỏi cơ thể mình!

Chúng ta có thể từng trầm ngâm nghĩ về ý nghĩa của cuộc đời, hoặc lặng mình theo những màn mưa rơi... Và chúng ta tự hào rằng loài người tiến hoá cao hơn các loài khác. Nhưng nếu so sánh về lợi ích thực tế mà sự tiến hoá đã mang lại, ở góc độ nào đó, không hẳn con người đã hạnh phúc hơn những loài khác. Việc có ý thức cũng mang đến cả cảm xúc, và không hẳn lúc nào chúng ta cũng cảm thấy vui vẻ. Bên cạnh đó, cái giá để có được suy nghĩ cũng tiêu hao rất nhiều tài nguyên và năng lượng của cơ thể. Chúng ta không thể nhịn thở quá lâu vì các neuron sẽ chết do chúng rất cần oxygen. 1/5 năng lượng chúng ta "đốt hàng ngày" được dùng để nuôi não.

Bọt biển là loài động vật có cấu tạo giản đơn

Có lẽ vì thế mà loài bọt biển đã tiến hoá theo hướng... không cần não! Với cuộc sống trầm lặng và giản đơn của mình, việc có não không đem lại nhiều lợi ích cho chúng. Ngược lại, dù có phát sinh lợi ích gì hay không, chúng vẫn phải tốn năng lượng để nuôi các tế bào thần kinh. Do đó việc không có não sẽ giúp bọt biển tiết kiệm được kha khá tài nguyên mà đời sống thuỷ sinh khó khăn vốn không đem lại cho chúng nhiều thức ăn.

GS Frank Hirth, thuộc trường Kings College CĐ Các Vì Vua London (Anh), nhận xét: "Nếu anh ngồi cả đời dưới lòng biển và chỉ lọc thức ăn từ dòng nước chảy tới, anh không cần có não. Thứ đó sẽ tốn rất nhiều năng lượng và anh sẽ không thể đủ khả năng đáp ứng được thứ nhu cầu này".

Nhưng làm sao chúng ta biết bọt biển đã tiến hoá lùi? Cụ thể là tổ tiên của ngành này đã từng có hệ thần kinh?

Các nhà sinh vật học đã dựa vào một phương pháp gọi là so sánh cây phả hệ (phylogenetic). Theo đó các nhà khoa học sẽ phân tích các mối liên hệ mang tính di truyền giữa các nhóm loài động vật khác nhau để xem chúng "gần gũi" như thế nào về mặt "họ hàng".

Những phân tích mới nhất đưa sứa biển cổ lên vị trí tổ tiên xa nhất của giới động vật

Trước đây, bọt biển từng được cho thuộc về nhóm "chị cả" của mọi loài động vật trên hành tinh, mà các nhóm khác đã lần lượt phân nhánh về sau đó. Nói cách khác, bọt biển có thể xem là ngành động vật gần với tổ tiên các động vật nhất. Song một nghiên cứu trên tạp chí Nature hồi 2008 đã thay đổi quan điểm trên.

Các nhà khoa học đã phân tích từng "mẩu" gene của nhiều loài sinh vật, bao gồm cả một nhóm các loài động vật thuỷ sinh như sứa biển. Và họ nhận ra một loài sứa biển cổ (comb jelly hay sea gooseberry) có nguồn gốc cổ xưa hơn cả bọt biển. Sứa biển cổ xuất hiện cách đây hơn 600 triệu năm còn bọt biển sau đó 30 triệu năm. Một nhánh khác của sứa biển cổ tiến hoá thành các placozoa (động vật không xương sống) rồi lại phân nhánh tiếp thành sứa hiện đại (jellyfish) cũng như các ngành động vật cao cấp hơn bao gồm cả con người hôm nay.

Tuy xuất hiện cách nay 600 triệu năm nhưng sứa biển cổ đã có hệ thần kinh

Thông tin trên cho thấy sứa biển cổ mới là ngành động vật cổ xưa nhất và bọt biển chỉ là "con cháu" hoặc "chị em" của chúng. Tức bọt biển có thể sẽ "thừa kế" hoặc ít nhất có mỗi quan hệ di truyền gần gũi nào đó với sứa biển cổ. Nhưng khi phân tích các loài sứa biển cổ (vẫn tồn tại tới ngày nay), các nhà nghiên cứu nhận ra rằng chúng đã có hệ thần kinh phức tạp. Có nghĩa tổ tiên của sứa biển cổ - mà rất có thể cũng là tổ tiên của bọt biển - đã tiến hoá theo hướng có ý thức. Tuy vậy vì lý do gì đó, bọt biển đã không "thừa kế" đặc điểm trên và chúng đã "bỏ rơi" não trong quá trình tiến hoá của mình.

Ngoài ra, cũng có thêm những thông tin khác củng cố cho khả năng bọt biển đã tiến hoá lùi. Nhà nghiên cứu Joseph Ryan, thuộc ĐH Florida (Mỹ), cho biết có những đoạn gene trên bọt biển cho phép chúng tạo ra các tế bào thần kinh. Thế nhưng chúng đã chọn cách không dùng tới những gene này. Tuy là động vật nhưng phần lớn cuộc đời của bọt biển "cắm rễ" dưới đáy biển. Chúng chỉ lọc những dòng nước chảy qua và giữ lại những gì có giá trị dinh dưỡng. Do vậy, việc có não không giúp ích gì cho các hoạt động này. Rất có thể các thế hệ bọt biển đầu vẫn có hệ thần kinh, nhưng chúng đã tiêu biến dần để trở thành như hiện nay.

Bọt biển và san hô có đời sống khá trầm lặng dưới lòng đại dương

"Trong một thời gian dài, chúng ta cho rằng bọt biển là những sinh vật cổ xưa đơn giản, rằng chúng không có cả hệ thần kinh. Nhưng sự thật không phải vậy. Có lẽ chúng đã mất khá nhiều thời gian để chuyển từ thể có não sang không não", Ryan nhận xét.

Và sự tiến hoá lùi này không chỉ xảy ra với bọt biển. Rất nhiều loài sinh vật khác cũng vậy. Cũng có "họ hàng" với sứa biển cổ cùng bọt biển, các loài placozoa không theo hệ thần kinh trên mình. Một số khác thì đơn giản hoá não của mình đi. Ví như các loài giun sán ký sinh có các tế bào thần kinh rất đơn giản, không phức tạp như các "họ hàng" gần gũi của mình. Hirth cho biết: "Ai đó có thể nhận xét rằng đời sống ăn bám ký sinh của chúng không cần thiết phải có não phức tạp".

Tương tự, tuỳ theo điều kiện và môi trường sinh sống, những loài khác cũng tiêu biến hoặc giảm thiểu một số cơ quan "thừa" ví như các loài cá sống ở đáy biển sâu không có mắt vì không có ánh sáng, hoặc loài chuột chũi đã "bỏ đi" đôi mắt vì gần như sống hoàn toàn trong lòng đất.

Ấu trùng hải tiêu từng có não hoàn chỉnh, nhưng lại bị giản hoá khi trưởng thành

Một trường hợp rất hy hữu khác là loài hải tiêu (sea squirt). Khi còn là ấu trùng còn trôi nổi trong dòng nước, cơ thể của loài có một bộ não phát triển hoàn chỉnh. Nhưng một khi đã chọn được điểm để "dừng chân" dưới đáy biển, hải tiêu phát triển thành cơ thể trưởng thành, đồng thời tiêu giảm bớt cấu trúc não của mình.

Nhưng quay lại với trường hợp của bọt biển, vẫn có một số nhà sinh học không nghĩ rằng ngành này đã từng có não. Nhà thần kinh học Leonid Moroz, thuộc ĐH Florida (Mỹ), cho rằng bọt biển không cần thiết có não. "Chúng có tới 500 triệu năm lịch sử với cùng một hệ sinh thái, cùng một kiểu kiếm ăn và có rất ít sự thay đổi". Ngoài ra, theo Moroz phân tích, DNA của bọt biển lẫn các loài placozoa đều không có các gene hình thành lên neuron. Chỉ có sứa biển cổ, được xem là "họ hàng" của bọt biển, có các gene trên.

Tuy vậy câu chuyện sinh học lại đi theo một hướng khác - vậy sứa biển cổ đã hình thành ra các gene tạo nên neuron như thế nào nếu tổ tiên của chúng và bọt biển không có? Theo Moroz, có lẽ các tế bào thần kinh đã được tiến hoá tới 2 lần. Cụ thể lần đầu tiên trên sứa biển cổ và lần tiếp theo trên sứa biển hiện đại (và các động vật cấp cao khác). Nói cách khác, gene hình thành neuron trên sứa biển cổ không giống với gene trên các loài có neuron khác.

Mẫu hoá thạch có hệ thần kinh được bảo toàn trọn vẹn nhất có tuổi đời tới 520 triệu năm

Khi DNA của sứa biển cổ được giải mã trọn vẹn hồi 2013, các nhà nghiên cứu nhận ra chúng rất khác lạ. Moroz gọi đó là gene của "sinh vật ngoài hành tinh" (alien). "Chúng một cấu trúc các phân tử khác hoàn toàn với mọi động vật trên hành tinh này". Và sứa biển cổ đã hình thành ra não bộ riêng. "Tự nhiên cho chúng ta thấy có nhiều cách để làm ra neuron. Chúng ta có thể thiết kế ra neuron bằng nhiều cách khác nhau. Tự nhiên sáng tạo hơn chúng ta nghĩ rất nhiều", Moroz nhận xét.

Điều Moroz nói hoàn toàn có cơ sở. Cũng có nhiều loại cơ quan khác đã từng tiến hoá tới 2 lần hoặc hơn. Ví dụ như mắt của người và bạch tuộc rất khác nhau, hoặc mắt của các côn trùng khác hẳn mắt động vật có xương sống. Lưỡi hoặc mũi của từng ngành động vật cũng không tương đồng. Do vậy, không loại trừ neuron đã được tiến hoá nhiều theo nhiều cách khác nhau.

Hai quan điểm sinh học trái chiều nhau này đã gây tranh cãi trong một cuộc gặp gỡ giữa các nhà khoa học tại Hiệp hội Hoàng gia ở London (Anh) hồi đầu năm nay. Cả Moroz và Hirth đều trình bày những góc nhìn và luận cứ của riêng mình. Lý luận và bằng chứng khoa học của cả hai đều rất xác đáng. Do vậy, hiện giới sinh học không thể khẳng định ai đúng. Chỉ khi những mẫu hoá thạch tổ tiên của bọt biển và sứa biển cổ được khám phá, chúng ta mới có thể có câu trả lời.

Trải qua bao thăng trầm lịch sử, bọt biển vần tồn tại tới ngày nay dù không có não

Tuy vậy, dù Moroz hay Hirth đúng thì vẫn có một sự thật là bọt biển có thể tồn tại hàng trăm triệu năm qua mà không cần có não. Xét ở góc độ sinh học, đó là một thành công lớn vì trong hơn 500 triệu năm qua, đã có rất nhiều giống loài cao cấp hơn lần lượt xuất hiện rồi biến mất. Những đợt diệt chủng hàng loạt đã diễn ra. Cả những loài to lớn khổng lồ như khủng long cũng đã không còn tồn tại. Do đó nếu tính tới loài người, bọt biển thực sự thành công hơn cả nhiều động vật cấp cao như chim, thú, bò sát, lưỡng cư...

Câu chuyện của bọt biển cũng như một số loài khác như hải tiêu hoặc giun sán ký sinh dạy chúng ta một bài học khác về tiến hoá. Trong phần lớn trường hợp, tiến hoá làm cho mọi cơ quan trở nên phức tạp và chuyên biệt hơn. Nhưng đôi khi, tiến hoá lại có ý nghĩa giản hoá vấn đề đi. Khi một cơ quan nào đó trở nên "thừa thãi", việc duy trì chúng trở thành "gánh nặng" cho cơ thể và có thể là một trở ngại cho việc tồn tại nếu như chúng cần quá nhiều tài nguyên để duy trì. Với bọt biển, việc không có não lại giúp loài này sống sót cao hơn vì chúng có thể tiết kiệm nguồn thức ăn ít ỏi.

Huyền Thế

Theo BBC

 

Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Năm 2020 rồi, tại sao điện thoại cục gạch vẫn bán chạy?

2 Tại sao cần cài ngay Bluezone và càng sớm càng tốt để phòng chống Covid-19?

3 Có 21 trường hợp F1, F2 được phát hiện qua Bluezone

4 Nikola Tesla từng chứng minh điện không dây là khả thi, và điều đó có lẽ sắp thành hiện thực

5 "Kim tự tháp" nhận thức Bloom là gì? Vì sao công cụ này sẽ giúp bạn học nhanh hơn? (Kỳ 1)?

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW