Tìm ra bí mật của loài cá máu trong suốt kỳ lạ

Chionodraco rastrospinosus không có hemoglobin trong hồng cầu, vốn là một protein phức tạp chứa phần tử sắt có khả năng thu thập, vận chuyển và giải phóng oxy khắp cơ thể.

Loài cá có máu trong suốt kỳ lạ tập trung 90% ở Nam Cực - (Ảnh: The New York Times).

Lần đầu tiên các nhà khoa học biết đến đặc điểm máu trong suốt của loài cá này là vào đầu thế kỷ 20 do một nhà động vật học người Na Uy khám phá. Từ đó đến nay, nguyên nhân vì sao loài cá này không có hemoglobin là câu hỏi chưa được các nhà sinh vật học giải thích tường tận.

Mới đây, một nghiên cứu do nhóm 22 nhà khoa học từ nhiều quốc gia trên giới như Mỹ, Hàn Quốc… thực hiện đã giải phần nào nguồn gốc đặc điểm kỳ lạ này của chúng.

Trước hết, cách đây khoảng 30 triệu năm, vùng biển phía Nam Băng Dương bao quanh Nam Cực từng ấm hơn nhiệt độ hiện tại bỗng đột ngột giảm sâu nhiệt độ. Sự thay đổi bất ngờ này làm hầu hết các động vật không thể sóng sót, một số ít di cư đến nơi ấm hơn.

Chionodraco rastrospinosus là một trong số những loài sống sót qua giai đoạn khó khăn đó, tuy nhiên cũng phải chịu nhiều biến đổi về mặt cấu tạo cơ thể, chẳng hạn vây tiêu biến, máu trở nên trong suốt, xương mỏng hơn, và thậm chí người ta còn có thể nhìn thấy não của chúng nằm bên trong hộp sọ. 

Ống nghiệm bên phải chứa máu của Chionodraco rastrospinosus, bên trái chứa máu của loài cá máu đỏ bình thường - (Ảnh: The New York Times).

Theo trang The New York Times, nhóm nghiên cứu đã so sánh bộ nhiễm sắc thể của Chionodraco rastrospinosus với những họ hàng gần gũi và nhận thấy trong suốt hàng chục triệu năm phát triển, các đoạn gene của chúng hoặc thu nhỏ hoặc được kéo dài đáng kể để phát triển thành những tính trạng thích hợp với lối sống trong môi trường khắc nghiệt.

Trong đó, đoạn gene quy định tính trạng máu không đóng băng đã được kéo dài hơn, giúp tạo ra một lớp giống như vỏ sò bao bọc phôi thai cá Chionodraco rastrospinosus trong giai đoạn đầu đời.

Một điều khác, nước lạnh có nhiều oxy hơn nước ấm, tuy nhiên trong nước lạnh máu đỏ sẽ dễ bị đông cứng và khó lưu thông bên trong cơ thể.

Theo GS John Postlewait (ĐH Oregon, Mỹ) - một trong nhiều nhà sinh học tham gia nghiên cứu, để giải quyết mâu thuẫn giữa việc lấy nhiều oxy và máu bị đông, Chionodraco rastrospinosus trưởng thành phải thay đổi "diện mạo", gồm tăng kích thước mang lên tối đa, bỏ đi lớp vây để oxy có thể được hấp thụ trực tiếp qua da.

Suốt gần một thế kỷ, loài cá Chionodraco rastrospinosus thu hút đam mê nghiên cứu của nhiều người - (Ảnh: Pinterest).

Đồng thời, hệ thống mạch máu lớn hơn và tim cũng to hơn gấp 4 lần kích thước tim của loài máu nóng có kích thước tương tự.

Những thay đổi trong bộ gene giúp loài cá Chionodraco rastrospinosus có thể lấy và đưa oxy đi nuôi cơ thể mà không cần hemoglobin, máu của chúng trở nên trong suốt thay vì đỏ như những loài khác.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn phát hiện theo thời gian, Chionodraco rastrospinosus tăng lượng mỡ trong cơ thể và giảm những nguyên tố nặng có trong xương, qua đó giúp chúng dễ dàng nổi lên trên mặt nước và để ăn những huyền phù ở phần nước ấm hơn.

Tính trạng này cũng đã được nhóm nghiên cứu xác định trong bộ gene của Chionodraco rastrospinosus.