Loài giun ăn xương kỳ dị

Loài giun sống trên bộ xương của một con cá voi xám nhỏ tại một khe vực dưới biển ở ngoài khơi California là loài giun biển ăn xương cá voi đầu tiên được biết đến. Trên xương cá voi, một khi giun biển cái đã đục vào được thì nó sẽ không bao giờ chui ra. Giun đực thì không phải đục đẽo gì cả vì nó sống bên trong giun cái. Những con vi khuẩn ở phần 'rễ' giun cái giúp chúng ăn mỡ xương cá voi. Một cuộc nghiên cứu về hai loài giun mới này đã công bố trên tập san Science, được xuất bản bởi Hiệp hội Tiến bộ Khoa học Mỹ.

Loài giun này là khám phá mới nhất trong nhánh sinh học tập trung vào cuộc sống phát sinh trên xác những con cá voi bị chìm. Những xác cá này chìm xuống đáy đại dương rồi trở thành những ốc đảo bí ẩn và sặc sỡ, theo tác giả bài viết trên tập san Science, Robert Vrijenhoek, một nhà nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Thủy sinh Vịnh Monterey tại Moss Landing, Calif.

Giun ăn xương có thể đóng một vai trò quan trọng trong chu kỳ dinh dưỡng. Xét về mặt khối lượng thức ăn, một con cá voi chết tương đương với hàng ngàn năm "tuyết biển", các phân tử carbon duy trì sự sống chậm chạp rơi xuống đáy đại dương.

Những con giun có 'rễ' và 'lông'

Những con giun ống cái lớn nhất mà các nhà khoa học khám phá được dài khoảng bằng ngón trỏ và to khoảng một cây bút chì. Chúng có một cái ống bên ngoài, một thân dài vạm vỡ bên trong, một vòi trứng chứa trứng và rất nhiều chỗ trống dành cho các con đực. Một túi trứng lớn ăn vào xương, bao quanh là một mô chứa đầy vi khuẩn, phát triển ăn sâu vào cái xương chết như những rễ cây.

Những cái rễ này giúp ích rất nhiều cho các vi khuẩn thâm nhập vào xương từ phía trước, hay từ bề mặt xương, theo tác giả nghiên cứu Shana Goffredi thuộc Viện Nghiên cứu Thủy sinh Vịnh Monterey.

Các vi khuẩn trong rễ giúp tiêu hóa chất mỡ trong xương và chuyển chất dinh dưỡng cho con giun. Làm thế nào các vi khuẩn và con giun liên lạc và chuyển thức ăn qua lại với nhau vẫn còn là một điều bí ẩn.

Bên trên con giun có các cấu trúc lông dạng sợi màu đỏ hoặc đỏ pha trắng gọi là "xúc tu". Huyết cầu tố trong xúc tu khiến chúng có màu đỏ, thực hiện việc hút khí oxy cho cả con giun lẫn các vi khuẩn cộng sinh với nó.

Loài giun này có họ xa với những con giun ống lớn được tìm thấy ở các miệng phun thủy nhiệt và các khe nước lạnh. Loài giun thủy nhiệt cũng phải dựa vào vi khuẩn cộng sinh để hút chất dinh dưỡng từ môi trường của chúng.

Phát giác một loài giun bằng vàng

Vrijenhoek

Các nhà khoa học phát giác ra cái xác cá voi khi đang tìm kiếm những con trai của Vịnh Monterey. Khi màn hình radar trên một chiếc tàu lặn sáng lên, Vrijenhoek ngỡ rằng họ đã lao vào một cái trống 55-gallon mà ai đó đã đá khỏi tàu. Thay vì rác rưởi, chiếc tàu điều khiển từ xa của họ truyền lại hình ảnh những tảng giun rực rỡ đỏ chói vây quanh xương hàm, xương sọ và xương sườn của một cái xác cá voi xám nhỏ. Các mô, vây và nhiều cơ quan của con cá vẫn còn bám vào bộ xương. Có lẽ cái xác cá voi đã rơi xuống đáy khe núi vài tháng trước khi các nhà khoa học phát giác ra nó. Độ sâu khe vực đã bảo vệ cho các mô và các cơ quan trước những con cá mập săn mồi và hàng đàn cá hagfish chết đói.

Khi các nhà khoa học trên tàu điều khiển cánh tay robot của chiếc tàu giật ra một mảng xương cá voi, Vrijenhoek nghĩ rằng đó là một loại giun đã biết trước đây.

Tuy nhiên, khi ông nhìn thấy những cái ống nhầy bám vào xương cá voi, ông biết rằng mình đã phát giác một loài giun bằng vàng. Vào năm 1995, Vrijenhoek và một nhóm các nhà khoa học đứng đầu bởi chuyên gia xác cá voi Craig Smith thuộc Đại học Hawaii đã tìm thấy những cái ống tương tự nhưng không phải là các con giun. Không có xác giun để mổ xẻ và cũng chẳng có DNA để phân tích, họ gọi những sinh vật vô hình sống trong cái ống là "giun nhầy xanh".

Giờ thì ông có cái ống và có cả con giun. Trong vòng một tuần sau khi phát giác ra chúng, các nhà khoa học kết luận rằng DNA của chúng không giống như bất cứ một kiểu DNA nào từ những loài giun đã biết khác. Phân tích sâu hơn đã phân những con giun này vào hai loài mới, cả hai đều thuộc giống ăn xương Osedax.

Loài giun nhỏ hơn, Osedax frankpressi, có những sợi lông màu trắng và đỏ. Còn loài giun lớn hơn, Osedax rubiplumus, thì có những sợi lông màu đỏ hoàn toàn.

Những chú lùn giun đực

Dù các nhà khoa học lập nên một giống mới cho những con giun này, với cái tên có nghĩa là "những kẻ thích ăn xương", nhưng chỉ có giun cái mới ăn xương mà thôi. Những con giun đực cực nhỏ, ngay cả những con trưởng thành, cũng không ăn xương cá voi. Thay vì thế, các chú lùn giun đực này ăn những giọt lòng đỏ trứng bên trong - những phần thừa béo ngậy của những cái trứng mà chúng đã phát triển nên từ đó.

Những con đực trưởng thành có bề ngoài không thay đổi nhiều so với khi còn là ấu trùng, ngoài một số sợi lông ở mặt trước và những cái móc ở mặt sau. Ở loài giun này, con đực và con cái khác hẳn nhau như hai thái cực. "Nếu bạn nhìn thấy một con giun đực, hẳn bạn sẽ nghĩ nó là một con ấu trùng, thế nhưng nó lại có thể sản xuất tinh dịch được đấy", Vrijenhoek nói.

Hiện tượng "lưỡng hình tình dục" này đặc biệt đáng ngạc nhiên vì những con đực và con cái trong các loài giun biển gần họ với chúng thường có cùng kích thước, theo tác giả nghiên cứu Greg Rouse thuộc Bảo tàng Nam Úc và Đại học Adelaide ở Adelaide, miền nam Úc.

Rouse đã phát giác ra những con đực cực nhỏ bên trong con cái sau khi các đồng nghiệp gởi cho ông một mẩu xương cá voi có những con giun tua đỏ bao quanh.

Các tế bào tinh trùng từ những cái gói của con đực tranh nhau thụ thai cho trứng. Chúng di chuyển về phía vùng trứng ở cái đầu có lông của con cái. Bên trong con cái lớn nhất mà các nhà khoa học nghiên cứu có đến 111 con đực.

Trong số nhiều con giun nhỏ bơ vơ giữa đại dương bao la, chỉ có một ít đáp được lên một con cá voi chết. Các nhà khoa học giả thuyết rằng những ấu trùng giun tìm được xương cá voi sẽ phát triển thành con cái. Những ấu trùng đáp lên những con cái sẽ phát triển thành con đực. Con giun nào không tìm được xác động vật hữu nhũ hay những con cái thì thường sẽ chết.