Các nhà khoa học phát hiện thêm hai loài gấu nước mới tại New Zealand

Các nhà sinh vật học đã mô tả hai chi tardigrade (gấu nước) mới và các loài liên quan - hai trong số đó mới đối với khoa học - từ các sông băng trên núi Nam Alps của New Zealand.

Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1773, loài gấu nước (phylum Tardigrada) là một nhóm động vật không xương sống cực nhỏ, đa dạng với 8 chân và kích thước cơ thể từ 50 đến 1.200 µm (micromet).

Còn được gọi là lợn rêu, những sinh vật này có thể sống tới 60 năm và nổi tiếng với khả năng sống sót trong điều kiện khắc nghiệt.

Chúng có thể tồn tại tới 30 năm mà không cần thức ăn hoặc nước uống, hay trong vài phút ở nhiệt độ thấp tới âm 272 độ C (âm 457 độ F) hoặc cao tới 150 độ C (302 độ F) và có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ khi ở nhiệt độ âm 20 độ C (âm 4 độ F).

Mang hình dạng một chú gấu với 8 chân với kích thước siêu nhỏ và xuất hiện ở khắp mọi nơi trên Trái đất, từ những nơi ẩm ướt như rêu, địa y, lá cây, đất, dưới nước,… Tardigrada hay bọ gấu nước đã thực sự khiến con người phải kinh ngạc vì khả năng sống sót được liệt vào hàng dai nhất nhì giới sinh vật. Thậm chí, khả năng sống sót phi thường của chúng còn được giới nghiên cứu khoa học xem như một nền tảng khoa học để ứng phó với tình trạng biến đổi khí hậu.

Chúng chịu được áp suất gần như bằng 0 atm trong không gian và có thể lên đến 1.200 atm ở đáy Rãnh Marianas, và cũng có khả năng chống lại mức bức xạ lên tới 5.000-6.200 Gy.

Tardigrades sống ở nhiều môi trường khác nhau trên cạn (đất, bryophythes, địa y, thảm tảo) và dưới nước (trầm tích, thực vật), từ vùng cực đến nhiệt đới đến đỉnh núi cao và đại dương sâu thẳm.

Mặc dù tardigrades đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trên toàn thế giới, nhưng tính đa dạng và hệ sinh thái của chúng trong môi trường lạnh giá vẫn còn kém được công nhận mặc dù chúng có vai trò quan trọng trong mạng lưới dinh dưỡng và chức năng hệ sinh thái.

Sự phong phú của các loài tardigrade trong môi trường sống cực kỳ băng giá là tương đối thấp so với các hệ sinh thái xung quanh, có thể là do áp lực chọn lọc mạnh bao gồm nhiệt độ thấp vĩnh viễn, chiếu xạ cao và đóng băng định kỳ.

Điều quan trọng là, các loài tardigrades ở sông băng hầu như khác biệt với các loài sống trên cạn của chúng, bằng chứng là sự khác biệt về DNA hoặc sự khác biệt về kiểu hình.

Năm 1773, mục sư người Đức có tên J.A.E Goeze đã miêu tả sinh vật này lần đầu tiên và gọi nó là Tardigrada có nghĩa "di chuyển chậm". Ba năm sau đó, nhà sinh học người Ý Lazzaro Spallanzani cũng nhắc đến nó. Bọ gấu nước Tardigrada có kích thước rất khiêm tốn, chỉ ngắn khoảng 0.05mm-1.2mm. Thân thể chúng phân đốt, có đối xứng hai bên và sinh sản đơn tính hoặc hữu tính. Thức ăn của chúng là tế bào thực vật, động vật và vi khuẩn. Bên cạnh đó, chúng cũng là thức ăn của amip, giun tròn lẫn các loài Tardigrada khác. Tardigrada được gọi là bọ gấu nước vì chúng có hình dạng giống một con gấu tám chân. Môi trường sống của Tardigrada rất đa dạng, chúng thường xuất hiện ở những nơi ẩm ướt như rêu, lá cây, địa y,…

Tác giả chính của nghiên cứu, tiến sĩ Krzysztof Zawierucha, một nhà nghiên cứu thuộc Khoa Phân loại Động vật và Sinh thái học tại Đại học Adam Mickiewicz và Khoa Lâm nghiệp và Khoa học Gỗ tại Đại học Khoa học Đời sống Cộng hòa Séc, cùng các đồng nghiệp của ông đến từ Ba Lan, New Zealand và Hoa Kỳ cho biết:

"Chi đầu tiên, được đặt tên là Kopakaius, thể hiện hình thái đặc biệt và độc đáo mà cho đến nay chưa được báo cáo trong các tài liệu về tardigrade, trong khi chi thứ hai, Kararehius, được hình thành từ chi Adropion đa ngành".

Chi đầu tiên được đại diện bởi ba loài khác biệt về mặt di truyền, một trong số đó, Kopakaius nicolae, là loài mới đối với khoa học.

Loài thứ hai bao gồm một loài mới tên là Kararehius gregorii và ba thành viên cũ của chi Adropion: Kararehius behaviornae , Kararehius tricuspidatum và Kararehius triodon.

Để thích nghi với mọi điều kiện sống từ bình thường đến khắc nghiệt nhất, bọ gấu nước tồn tại ở ba trạng thái chính: hoạt động, anoxybiosis và cryptobiosis. Ở điều kiện sống bình thường, Tardigrada ăn, phát triển, di chuyển, sinh sản cũng nhưu thực hiện các hoạt động sống khác. Ở điều kiện nồng độ oxy giảm, chúng chuyển sang trạng thái anoxybiosis, trong trạng hái này chúng phồng cơ thể lên và để lơ lửng suốt vài ngày cho đến khi điều kiện môi trường trở lại bình thường.

Giống như các loài tardigrades sông băng trên núi cao khác, Kopakaius tardigrades có sắc tố sẫm màu, trong khi Kararehius thiếu sắc tố, có thể so sánh với các loài băng ở Bắc Cực và Nam Cực.

Kopakaius nicolae chỉ sống ở sông băng Whataroa trong khi hai loài Kopakaius còn lại sinh sống trên sông băng Fox và Franz Joseph, cho thấy khả năng phân tán thấp. Kararehius gregorii sinh sống ở Fox và Franz Joseph Glaciers.

Các tác giả cho biết: "Môi trường lạnh không chỉ là một kho lưu trữ các loài động vật không xương sống cổ đại được bảo tồn trong một vùng đất đông lạnh, mà còn đại diện cho các hệ sinh thái hoạt động tích cực cho các dạng vi sinh vật đa dạng và có thể tồn tại, bao gồm cả tardigrades".

"Tardigrades đã được tìm thấy trên tuyết trong rừng, cánh đồng tuyết ở các khu vực núi trống, cũng như trên bề mặt băng trên độ cao đường cân bằng".

"Những phát hiện này xác định một hướng đi mới cho các nghiên cứu về siêu vi khuẩn psychrophilic sẽ rất quan trọng để mô tả và hiểu các mối liên hệ đa dạng, thích nghi, phân tán và tiến hóa giữa động vật không xương sống "ưa lạnh" và "chịu lạnh"".

"Nghiên cứu của chúng tôi đóng góp vào kiến thức này bằng cách tiết lộ hai chi mới của loài tardigrades từ băng sông băng, cấu trúc phát sinh loài sâu của chúng trong DNA ty thể, sự tiến hóa hội tụ của các ký tự hình thái và sự phân mảnh băng có khả năng gây ra đặc điểm trong kỷ Pleistocen".

Về khả năng sinh sản, có những loài tardigrade sinh sản vô tính, một số loài khác lưỡng tính và có khả năng tự thụ tinh. Chính nhờ cách sinh sản này, dù gặp nhiều điều kiện bất lợi thì gấu bọ nước vẫn có thể tạo ra được một quần thể mớ khi điều kiện môi trường thích hợp.