Kinh ngạc sinh vật có thể "giao phối xuyên 100 triệu năm tiến hóa"

Các nhà nghiên cứu phát hiện cá láng - loài được mệnh danh là "hóa thạch sống" có tốc độ tiến hóa chậm nhất trong tất cả động vật có xương sống và xương hàm.

Cá láng là loài hóa thạch sống thay đổi ở tốc độ cực kỳ chậm từ khi tổ tiên của chúng xuất hiện vào thời khủng long cách đây 150 triệu năm, theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Evolution. Tốc độ thay đổi đó có nghĩa loài cá tiền sử này tiến hóa chậm nhất ở cấp phân tử trong số động vật có xương sống và xương hàm, Live Science hôm 13/3 đưa tin.

Dòng giống của cá láng (họ Lepisosteidae) tồn tại cả thiên niên kỷ, với những loài hiện đại nhất về mặt giải phẫu lưu lại trong hóa thạch từ cuối kỷ Jura (145 - 163,5 triệu năm trước). 7 loài còn sống ngày nay phân bố ở các sông hồ Bắc Mỹ và Nam Mỹ, một loài đôi khi sinh sống cả trong môi trường biển. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học kiểm tra cá láng và nhiều loài không thay đổi suốt thời gian dài khác.

Cá láng gần như không thay đổi từ thời tiền sử. (Ảnh: Newsweek).

Tuy nhiều loài rất giống các họ hàng hóa thạch, thực chất chúng có trải qua những thay đổi tiến hóa, dù không thể thấy rõ ràng. Để trở thành hóa thạch sống, một tổ chức sinh vật cần có chung tổ tiên cổ đại với dòng giống đã tuyệt chủng, thay đổi cực ít về hình dáng so với họ hàng hóa thạch và phân hóa thành một nhóm nhỏ loài liên quan, theo trưởng nhóm nghiên cứu Chase Brownstein ở Đại học Yale.

Các nhà nghiên cứu sử dụng phân tích máy tính để xem xét trình tự gene lấy từ tổ tiên chung gọi là gene đồng dạng, giúp hé lộ tốc độ thay thế gene hay đột biến theo thời gian. Khi một đột biến sửa chữa hoặc thay đổi một trình tự ADN, nó trở thành gene thay thế, Brownstein giải thích.

Nghiên cứu phát hiện một số động vật được coi là hóa thạch sống như tuatara (Sphenodon punctatus), cá vây tay (Latimeria chalumnae) và gà móng hoang dã (Opisthocomus hoazin) khác biệt đáng kể với họ hàng hóa thạch của chúng, dù chúng vẫn giữ nguyên nhiều đặc điểm. Trong số 471 loài được khảo sát, cá láng và cá tầm có tốc độ thay thế gene chậm nhất. Cá láng dường như tiến hóa ở tốc độ chậm hơn gấp 3 lần so với bất kỳ động vật có xương sống nào còn sống trên Trái đất.

Sự thay thế gene dẫn tới thay đổi về hình dáng. Do đó, tốc độ thay thế gene chậm ở nhóm cá này tương ứng với tốc độ hình thành loài chậm, có nghĩa dòng giống của chúng không phân hóa thành nhiều loài mới khác biệt về hình dáng như các nhóm khác. Thay vào đó, số ít loài xuất hiện vẫn duy trì ổn định qua thời gian dài.

Cá láng tiến hóa chậm đến mức hai loài cách biệt 100 triệu năm tiến hóa vẫn có thể giao phối chéo. Cá láng lớn Bắc Mỹ (Atractosteus spatula) lai với cá sấu hỏa tiễn (Lepisosteus osseus) trong các sông ở Texas và Oklahoma. Kỳ lạ hơn là con lai của chúng có khả năng sinh sản. Những loài lai nhân tạo và tự nhiên đôi khi vô sinh, ngay cả khi có họ hàng gần như trường hợp con la, loài lai giữa ngựa (E. caballus) và lừa (E. asinus). Đặc biệt, cá láng lớn Bắc Mỹ và cá sấu hỏa tiễn không lai chéo nhiều trong suốt lịch sử tiến hóa, dù chia sẻ chung môi trường sống trong khoảng 55 triệu năm. Hoạt động lai chéo có thể xảy ra do hai loài buộc phải chia sẻ khu vực đẻ trứng ở một số bãi bồi ven sông.

Theo Brownstein, nghiên cứu dấy lên câu hỏi hệ gene của cá láng và các loài hóa thạch sống khác duy trì ổn định như vậy bằng cách nào.

• Cận cảnh "hóa thạch sống" kỳ dị dưới đáy biển Việt Nam
• Phát hiện loài cá voi tưởng chừng đã tuyệt chủng
• Tìm thấy “hóa thạch sống” động vật cổ xưa nhất thế giới