Sên biển tự rụng đầu và mọc cơ thể mới

Phần lớn trường hợp tái tạo ở động vật (thay thế phần cơ thể bị thương hoặc đã mất bằng bộ phận mới giống hệt), xảy ra khi tay, chân hoặc đuôi bị đứt do động vật săn mồi và cần mọc lại. Nhưng những con sên biển thuộc họ sacoglossan, còn gọi là sên năng lượng mặt trời, đã đạt tầm cao mới với khả năng mọc toàn bộ cơ thể từ chiếc đầu của chúng. Ngoài ra, chiếc đầu của sên biển có thể tự động sống sót nhiều tuần, một phần nhờ khả năng quang hợp giống thực vật, dựa vào loài tảo mà chúng thường ăn. Cơ thể mất đầu cũng có thể tiếp tục tồn tại vài ngày hoặc thậm chí hàng tháng mà không cần đầu.

Sayaka Mitoh, trưởng nhóm nghiên cứu, nghiên cứu sinh tiến sĩ ở Đại học Phụ nữ Nara, Nhật Bản, lần đầu tiên bắt gặp hành vi kỳ lạ của sên biển một cách tình cờ. Cô trông thấy chiếc đầu đã rụng của một loài sên biển sacoglossan tên Elysia cf. marginata lượn vòng quanh cơ thể của nó trong bể nước ở Phòng thí nghiệm Yusa của trường đại học vào năm 2018. Mitoh cho rằng con sên sẽ chết sớm, nhưng thay vào đó, vết thương ở phía sau đầu của nó nhanh chóng lành lại và cơ thể mới bắt đầu mọc ra.

Đầu sên biển bỏ quanh cơ thể

Sau khoảng 3 tuần, con sên hoàn thành hành vi tráo đổi thân và thay thế 80% cơ thể đã mất, bao gồm tất cả cơ quan quan trọng. Cơ thể mới của con sên là bản sao hoàn hảo của cơ thể ban đầu. Trong khi đó, cơ thể cũ vẫn di chuyển và sống sót, thậm chí có thể trông thấy tim đập bên trong. Tuy nhiên, cơ thể này dường như không có khả năng tự mọc chiếc đầu mới.

Dù chưa biết chính xác sên biển tự rụng đầu bằng cách nào, các nhà nghiên cứu nghi ngờ tế bào gốc, loại tế bào đặc biệt có khả năng biến đổi thành bất kỳ loại tế bào nào khác, đóng vai trò quan trọng. Mitoh và cộng sự hy vọng có thể khám phá cơ chế phía sau hiện tượng ở cấp mô và tế bào.

Nhóm nghiên cứu cũng không rõ lý do sên biển tự cắt đầu khỏi cơ thể và mọc mới. Một giả thuyết hàng đầu là sên biển muốn loại bỏ ký sinh trùng trong ruột cơ thể cũ. Tuy nhiên, đó có thể chỉ là cách sống sót trước đòn tấn công của động vật săn mồi, thông qua hy sinh cơ thể và chạy trốn với chiếc đầu biết tự hoạt động.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhận thấy chỉ sên biển ít tuổi có khả năng tự tái tạo. Khi những con sên già hơn bị mất đầu, chiếc đầu sống sót tới 10 ngày nhưng không ăn và mọc cơ thể. Dù một cá thể sên trong nghiên cứu trải qua quá trình tái tạo hai lần, nhóm nghiên cứu nghi ngờ đây có thể là giới hạn và sau ngưỡng nhất định trong đời, sên biển sẽ mất đi khả năng này.

Quá trình tái tạo đòi hỏi nhiều năng lượng, thách thức lớn đối với chiếc đầu. Tuy nhiên, sên sacoglossan có một vũ khí bí mật. Chúng có thể lấy trộm lục lạp, phần tế bào cho phép thực vật biến đổi ánh sáng Mặt Trời thành năng lượng thông qua quang hợp, từ loài tảo chúng ăn và sử dụng trong mô của chính mình. Cách đó giúp sên biển quang hợp, nhờ vậy chúng có đủ năng lượng để khởi động quá trình tái tạo. Theo Mitoh, lục lạp lấy trộm chỉ tồn tại vài ngày, chúng có thể vẫn cần ăn để tái tạo hoàn chỉnh.

Mitoh và cộng sự đang lên kế hoạch tìm thêm nhiều loài sên sacoglossan có khả năng tái tạo tương tự. Họ công bố kết quả nghiên cứu hôm 8/3 trên tạp chí Current Biology.