Cá tiến hóa siêu nhanh thành hai loài trong cùng hồ

Các nhà khoa học Thụy Sĩ phát hiện loài cá ba gai nhanh chóng tiến hóa thành hai loài riêng biệt khác nhau rõ rệt về di truyền dù sống cùng một khu vực trong 150 năm.

Theo New Scientist, loài cá ba gai được đưa đến hồ Constance ở Thụy Sĩ cách đây khoảng 150 năm. Kể từ đó, loài cá này nhanh chóng tiến hóa thành hai loại riêng biệt: một loại sống ở hồ chính và một loại sống trong các dòng suối chảy vào hồ.

Loại cá sống trong hồ chính lớn hơn, có gai dài và lớp vảy cứng hơn. Về lý thuyết, những khác biệt này có thể do lối sống chứ không phải tiến hóa. Cá hồ sống lâu hơn nên nhiều khả năng phát triển lớn hơn.

Bên trái là cá ba gai sống ở hồ chính (con cái ở trên, con đực ở dưới). Bên phải là cá ba gai sống ở suối. (Ảnh: New Scientist).

Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Đại học Bern, Thụy Sĩ phát hiện ra có sự khác biệt rõ ràng về di truyền giữa hai loài. "Chúng tôi có thể xem xét thời kỳ khởi đầu của hai loài này", tiến sĩ David Marques tại Đại học Bern, cho biết.

Điều đặc biệt là cả hai loại cá sinh sản ở cùng dòng suối vào cùng thời điểm trong năm. Chúng được lai giống từ lâu, và vẫn tiếp tục lai giống, nhưng chia thành hai loài khác nhau về mặt di truyền và thể chất.

Theo tiến sĩ Chris Bird tại Đại học Texas, Mỹ, chuyên gia nghiên cứu sự phát triển của sinh vật theo phân tích gene, đây là sự hình thành loài cùng khu phân bố, từng được xem là rất khó xảy ra. Sự hình thành loài này hầu như luôn đòi hỏi các quần thể tách biệt về khu vực sinh sống để tránh giao phối lẫn nhau.

Khi động vật giao phối, quá trình tái tổ hợp pha trộn các biến thể gene diễn ra, gene của con mẹ và con bố được xáo trộn với nhau trong thế hệ tiếp theo. Chừng nào các cá thể trong các nhóm vẫn tiếp tục giao phối lẫn nhau, ít có khả năng hai nhóm có đặc điểm di truyền rõ rệt xuất hiện.

Nhóm của Marques nhận thấy những khác biệt về di truyền giữa hai loại cá tập trung vào các nhiễm sắc thể ít có khả năng tái tổ hợp. Kết quả là các bộ biến thể gene tạo nên đặc điểm riêng biệt của chúng ít có khả năng bị phân chia. Cá gai hồ Constance có thể sẽ tiếp tục phát triển cho đến khi trở thành hai loài không giao phối lẫn nhau.