Giới khoa học vừa khám phá cơ chế cho phép một số loài cá có thể phát triển cơ quan tung ra cú phóng điện với sát thương cao.
|
Lươn điện Nam Mỹ có khả năng phóng ra luồng điện đến 600 V - Ảnh: Phys.Org |
Bằng kỹ thuật phân tích gien, các nhà khoa học Mỹ đã tìm ra bí ẩn lâu nay vẫn bao trùm những loài động vật có khả năng phóng ra dòng điện mạnh gấp vài lần cường độ dòng điện sử dụng trong các thiết bị gia đình. Trong một nghiên cứu đăng trên chuyên san Science, lần đầu tiên bản đồ gien di truyền của loài lươn điện nước ngọt ở Nam Mỹ đã được công bố. Con vật có bề ngoài trơn nhẵn và tưởng chừng như vô hại này đủ sức tạo ra dòng điện lên đến 600 V, trong khi điện lưới gia đình hiện nay chỉ dừng ở mức 220 V.
Theo quy luật tự nhiên, tất cả cơ và tế bào thần kinh của sinh vật đều có khả năng tích điện, và chỉ cần một cú co cơ nhẹ cũng sẽ tạo ra một dòng điện nhỏ. Cách đây từ 150 - 200 triệu năm trước, một số loài cá bắt đầu tìm cách khuếch đại khả năng tích và phóng điện này. Chúng phát triển các chất điện phân từ tế bào cơ, vốn được sắp xếp theo chuỗi và có khả năng phóng ra những dòng điện có cường độ lớn. Trong đó, lươn điện có thể tạo ra cú sốc điện lên đến 600 V, tức 100 V/30 cm cơ thể. Dù được gọi là lươn, trên thực tế chúng không có điểm tương đồng với các loài lươn thực thụ. Chúng có cơ thể dài, hình trụ, không vảy, với 2 cơ quan gọi là Hunter và Sach cho phép phóng điện. Khi lươn điện phát hiện con mồi, nó mở các cổng ion của những cơ quan này, đảo chiều và tạo ra dòng điện, đủ sức làm tê liệt những con mồi nhỏ.
Cùng với lươn điện, nhóm chuyên gia cũng phân tích chuỗi protein từ các cơ của 3 loại cá sốc điện khác, dựa trên thông tin giải mã và phân tích ARN. Trên thế giới có đến hàng trăm loài cá sốc điện thuộc 6 nhóm chính. Kể từ khi tổ tiên loài này xuất hiện cách đây khoảng 200 triệu năm, chúng bắt đầu tách ra thành các nhánh riêng và phát triển hoàn toàn độc lập với nhau, từ những khu vực xa xôi như vùng đầm lầy Amazon đến đáy biển. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là dù không ở cùng một nơi, hay nói chính xác là phát triển theo các hướng khác biệt, có vẻ như chúng đều chia sẻ “một bộ đồ nghề di truyền” để tạo ra cơ quan chuyên phóng điện. Cuộc nghiên cứu cho thấy những loài cá sốc điện khác nhau đều dựa trên cùng những loại gien và cách thức sinh học để tạo nên những cơ quan phóng điện, bất chấp bề ngoài không giống nhau lẫn nơi bố trí các cơ quan này trên cơ thể.
“Các nhà sinh học giờ đây đã biết rằng sự tiến hóa có thể tạo nên những cơ quan tương tự, dù những sinh vật đó không liên quan gì với nhau”, theo Giáo sư Jason Gallant của Đại học bang Michigan, đồng tác giả công trình nghiên cứu. Ở trường hợp cá sốc điện, quá trình tiến hóa đã lấy đi khả năng co của cơ và thay đổi sự phân bổ protein trong màng tế bào. Do vậy khi cần phóng điện, các chất điện phân đẩy ion xuyên qua màng tế bào để tạo ra một luồng điện tích dương, theo chuyên gia Lindsay Traeger của Đại học Wisconsin. Khả năng phóng điện chỉ có thể xuất hiện ở cá do nước là một trường dẫn điện tốt trong khi ở môi trường không khí khó thực hiện điều này. Chức năng phóng điện ở cá được coi là một trong những kỳ quan của thế giới động vật, bên cạnh chức năng phát sáng tế bào ở một số loài côn trùng, sinh vật biển, và định vị bằng tiếng vang ở dơi, cá voi.
Hạo Nhiên
Bình luận (0)