Động vật đầu tiên trên Trái đất không thở khí oxy

Henneguya salminicola nhìn dưới kính hiển vi

Trong quá trình nghiên cứu một loài ký sinh trùng nhỏ có quan hệ họ hàng với sứa và sống trong cơ thể cá hồi, các nhà khoa học tại Đại học Tel Aviv của Israel ngạc nhiên khi phát hiện loài ký sinh trùng này không có các hệ thống cần thiết để xử lý khí oxy, vốn được cho là tồn tại ở mọi dạng sống đa bào.

Loài ký sinh trùng này có tên khoa học là Henneguya salminicola, sống trong mô cơ của cá hồi. Nó có chưa tới 10 tế bào.

Các nhà khoa học cho rằng loài sinh vật này đã “tiến hóa” để mất đi các mô, tế bào thần kinh, cơ và cả khả năng thở. Nó đã tiến hóa ngược, từ sinh vật đa bào trở thành đơn bào. Nhờ đó, chúng có thể phát triển nhanh và mạnh hơn do có bộ gene nhỏ nhất trong thế giới động vật.

Quan sát bằng kính hiển vi, có thể thấy hình dạng của Henneguya salminicola giống như những con nòng nọc, có màu xanh. Nó có đuôi và đôi mắt khá lớn, có vẻ như đây là giác quan duy nhất không bị loại bỏ trong quá trình tiến hóa ngược của Henneguya salminicola.

Các nhà nghiên đã tái hiện sơ đồ bộ gene của Henneguya salminicola để tìm hiểu cách loài ký sinh trùng này tồn tại. Họ phát hiện các tế bào của loài động vật này thiếu ty thể. Ty thể là một bào quan xuất hiện trong tế bào của các động vật đa bào và thường được mô tả là "nhà máy năng lượng" của tế bào.

Ty thể giúp chuyển khí oxy thành năng lượng hóa học cần thiết để cung cấp cho tế bào. Hô hấp hiếu khí (hô hấp sử dụng oxy) không thể diễn ra nếu không có ty thể.

"Hô hấp hiếu khí được cho là diễn ra ở mọi động vật. Nhưng giờ chúng tôi xác nhận trường hợp động vật này không phải như vậy" - bà Dorothee Huchon, Giáo sư tại Đại học Tel Aviv và là người dẫn đầu nghiên cứu, cho biết.

"Phát hiện của chúng tôi cho thấy sự tiến hóa có thể diễn ra theo những hướng lạ. Hô hấp hiếu khí là một nguồn năng lượng chính, nhưng chúng tôi đã phát hiện một loài động vật đã từ bỏ con đường quan trọng này".

Có rất nhiều vi khuẩn và động vật nguyên sinh có thể tồn tại mà không cần tới oxy, giống như nhiều loài sinh vật dưới đáy đại dương hay một số mầm bệnh trong cơ thể con người. Thay vì oxy, chúng hấp thụ năng lượng từ quá trình lên men hoặc sử dụng các phân tử khác như thủy ngân hay sắt. Thế nhưng phát hiện một loài động vật đa bào như Henneguya salminicola có thể sống mà không cần hấp thụ oxy là điều đáng kinh ngạc. 

Hiện không rõ loài ký sinh trùng này tạo ra năng lượng như thế nào. "Có thể là từ các tế bào xung quanh của cá hoặc có một loại hô hấp khác chẳng hạn như không thở bằng khí oxy, vốn thường thấy ở các sinh vật kị khí không phải là động vật", bà Huchon cho biết.

Đây là một phát hiện rất giá trị. Nó cho thấy các loài động vật trên Trái đất đang tiến hóa và thay đổi không ngừng để phù hợp với điều kiện sống đang thay đổi một cách nhanh chóng.

BT