Điều đáng kinh ngạc về loài cá điện

Những điều chưa biết về cá điện 

Các cơ quan phát ra điện giúp cá điện làm được những điều đáng kinh ngạc, ví dụ về loài lươn điện: Tín hiệu được gửi và nhận tương tự như tiếng hót của loài chim, giúp cá phân biệt các loài cá điện khác theo loài, giới tính và thậm chí là giữa các cá thể riêng lẻ với nhau.   

Sự tiến hóa đã tận dụng một số sai sót trong di truyền học của cá để phát triển các cơ quan sản sinh điện. Tất cả các loài cá đều có các phiên bản trùng lặp trên cùng một gen, việc đó đã tạo ra các động cơ nhỏ, được gọi là kênh Na+. Để tiến hóa các cơ quan điện này, cá điện đã bất hoạt một bản sao của gen kênh Na+ trong cơ của chúng và khởi động nó trong các tế bào khác. Những động cơ này làm cho cơ co lại để tạo ra tín hiệu điện. Cuối cùng, một cơ quan mới với một số khả năng đáng kinh ngạc đã ra đời - phát hiện này rất thú vị vì có thể thấy chỉ từ một thay đổi nhỏ trong gen có thể thay đổi hoàn toàn cách nó biểu hiện ra ngoài như thế nào. 

Hạn chế tiến hóa cơ quan tạo ra điện 

Trong bài báo mới, các nhà nghiên cứu đã mô tả việc khám phá ra một đoạn ngắn của gen kênh Na+ này - dài khoảng 20 chữ cái - kiểm soát xem gen có được biểu hiện trong bất kỳ tế bào nhất định nào hay không. Ở cá điện - vùng kiểm soát gen có 2 xu hướng: bị thay đổi hoặc biến mất hoàn toàn. Và đó là lý do tại sao một trong hai gen kênh Na+ bị bất hoạt trong cơ của cá điện. Vùng kiểm soát gen đa phần đều có tồn tại ở các loài động vật có xương sống, trong đó có cả con người. Để đảm bảo về mặt sức khỏe, bước tiếp theo sẽ là kiểm tra khu vực này trên gen người để xem ở người bình thường có bao nhiêu biến đổi và liệu một số loại bỏ hoặc đột biến trong vùng kiểm soát này có làm giảm biểu hiện của các gen kênh Na+ và có thể dẫn đến bệnh tật hay không. 

Các nhà khoa học cho biết gen kênh Na+ buộc bị bất hoạt trong cơ trước khi phát triển một cơ quan điện. Nếu các nhà khoa học kích hoạt gen cùng một lúc trên cả hai, thì tất cả những quy trình đang xảy ra với các kênh Na+ trong cơ quan điện cũng sẽ có mặt trong cơ gây tổn hại đến cơ. Vì vậy, điều quan trọng là phải cô lập sự biểu hiện của gen với cơ quan điện, để thuận lợi cho tiến hóa mà không gây ảnh hưởng đến cơ. 

Có khá nhiều loại cá điện trên toàn thế giới, tập trung chủ yếu ở 2 khu vực - Châu Phi và Nam Mỹ.  Cá điện ở châu Phi có dấu hiệu đột biến trong vùng kiểm soát, trong khi cá điện ở Nam Mỹ thì không. Tuy cách thức biểu hiện khác nhau nhưng cả hai nhóm cá này đều hướng đến việc phát triển cơ quan sản sinh điện – làm biến mất biểu hiện của gen Na+ trong cơ.  

Liệu quá trình tiến hóa sẽ lặp đi lặp lại theo cùng một cách hay sẽ có sự thay đổi nào khác? 

Gallant, người đã lai tạo ra cá điện từ Nam Mỹ - loài cá được sử dụng trong một phần của nghiên cứu đã đưa ra lời giải đáp cho câu hỏi trên bởi vì chúng đã có những đặc điểm đáng kinh ngạc này trong nhiều lần tiến hóa. Nhóm nghiên cứu đang cố gắng tìm hiểu quá trình những gen kênh Na+ này lại liên tục bị mất ở cá điện. Đây đòi hỏi rất nhiều sự nỗ lực hợp tác và nghiên cứu thêm. 

Một trong những câu hỏi tiếp theo mà các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tìm được câu trả lời là vùng điều khiển đã tiến hóa như thế nào để kích hoạt các kênh Na+ trong cơ quan tạo ra điện trên các loài cá điện.