Sứa không có não nhưng các nhà khoa học vẫn tìm ra cách để đọc suy nghĩ của chúng

Với một chút thay đổi về gene, giờ đây chúng ta có thể theo dõi cách tế bào thần kinh bên trong loài sứa trong suốt vận hành để tạo ra những chuyển động tự chủ đầy phức tạp (bắt và ăn mồi).

Sứa C.hemisphaerica
Sứa C.hemisphaerica có bộ gene khá đơn giản.

Loài sứa có tên Clytia hemisphaerica (C.hemisphaerica) là sinh vật hoàn hảo nhất để nghiên cứu vì kích thước cơ thể rất nhỏ (đường kính chỉ khoảng 1 cm), nên toàn bộ hệ thống thần kinh có thể nằm gọn dưới kính hiển vi. C.hemisphaerica có bộ gene khá đơn giản, cơ thể trong suốt của nó chỉ chứa khoảng 10.000 tế bào thần kinh. Điều này có lợi cho việc quan sát hơn. Các nhà nghiên cứu biến đổi gene loài sứa này để tế bào thần kinh của chúng phát sáng khi được kích hoạt, họ nhận thấy những “mức độ không lường trước của tổ chức thần kinh có cấu trúc".

Hệ thần kinh của sứa đã phát triển hơn 500 triệu năm trước và thay đổi rất ít kể từ đó. So với bộ não của động vật ngày nay, tế bào thần kinh của những hóa thạch sống được sắp xếp đơn giản hơn nhiều. Sứa không có não trung tâm, làm sao chúng có thể di chuyển hay săn mồi được?

Nghiên cứu cho thấy tế bào thần kinh của C.hemisphaerica được tổ chức theo hình dạng một chiếc ô, phản chiếu chặt chẽ cơ thể chúng. Sau đó, những tế bào thần kinh này được chia thành nhiều lát, như những lát bánh. Mỗi xúc tu bên dưới phần chuông của sứa sẽ kết nối với một trong những lát này. Khi xúc tu phát hiện và bắt được con mồi, các tế bào thần kinh ngay lập tức kích hoạt theo một trình tự cụ thể.

Đầu tiên, tế bào thần kinh ở miếng lát rìa gửi thông điệp đến tế bào thần kinh ở vị trí giữa, nơi điều khiển miệng của sứa. Điều này làm cho miếng lát rìa di chuyển xúc túc về phía miệng sứa. Trong lúc đó, phần miệng cũng hướng về phía thức ăn đang đến.

Sau khi làm quen với con mồi, con tôm ngâm nước mặn (Artemia), các nhà nghiên cứu nhận thấy trong số 96% sứa thử "chuyển thức ăn", thì có 88% đã thành công. Hầu hết tôm ngâm nước mặn đều bị bắt và ăn bởi sinh vật có cách thức săn mồi như vậy.

sứa
Hình trái: Tế bào thần kinh của C.hemisphaerica được tổ chức theo hình dạng một chiếc ô. Hình phải: Hình này mô tả miếng lát rìa của sứa gấp khúc mang con tôm về phía miệng nó.

Để tìm ra loại tế bào thần kinh nào đang kích hoạt hiệu ứng domino này, các nhà nghiên cứu đã xóa một loại tế bào thần kinh được gọi là RFa+ trên miếng lát rìa. Kết quả cho thấy sự gấp khúc bất đối xứng bên trong tế bào thần kinh sứa không xảy ra, do đó việc chuyển thức ăn từ xúc tu sang miệng cũng thất bại.

"Tế bào thần kinh RFa+ cần thiết cho cả quá trình gấp mép do thức ăn và do hóa chất thí nghiệm gây ra. Ngược lại, chuyển động bơi và vò nát không bị xáo trộn, điều này cho thấy có một loại tế bào thần kinh khác kiểm soát hành vi đó”, các nhà nghiên cứu nói.

Để xem cách tế bào thần kinh điều khiển miệng sứa phối hợp với tế bào điểu khiển phần chuông và ngược lại, nhóm nghiên cứu đã phẫu thuật cắt bỏ một số bộ phận cơ thể của chúng.

Khi cắt bỏ miệng, sứa tiếp tục di chuyển thức ăn từ xúc tu hướng sang miệng không tồn tại của chúng. Sau khi cắt đi nhiều chiếc xúc tu, họ nhận thấy những chất hóa học tiết ra từ tôm vẫn có thể kích hoạt miệng quay về phía thức ăn.

Nghiên cứu trên cho thấy một số hành vi nhất định của sứa bị chi phối thông qua nhiều nhóm tế bào thần kinh có chức năng khác nhau, nằm rải rác xung quanh chu vi chiếc ô. Ví dụ, mạng lưới tế bào thần kinh kết nối phần chuông và phần miệng của sứa cũng có thể kết nối với hệ tiêu hóa.

Khi những con sứa trong nghiên cứu bị thiếu thức ăn, nhóm nghiên cứu nhận thấy xúc tu của chúng chuyển động nhanh hơn để bắt mồi so với khi không đói. Qua đó xác minh một điều, khi đói, một số phản hồi thần kinh thông báo cho sứa biết nó cần lấp đầy hệ tiêu hóa, đặt những bộ phận chịu trách nhiệm kiếm ăn vào tình trạng báo động cao.

"Nếu quan điểm phân cấp này là đúng, những hành vi phối hợp ở sinh vật thiếu não trung tâm như sứa sẽ xuất hiện thông qua cơ chế sao chép và sửa đổi mô đun (đơn vị nhỏ) tự trị để tạo thành siêu mô đun có khả năng tương tác về mặt chức năng. Làm thế nào những tương tác như vậy được hình thành là câu hỏi mà giới khoa học đang cố lý giải”, các nhà nghiên cứu giả thuyết.

Khoahoc.tv
Đăng ngày 04/01/2022
Khoa học

Liên kết khép kín chuỗi rong biển

Sáng 25/10/2024, tại Hà Nội, diễn ra lễ ký liên kết khép kín chuỗi rong biển giá trị cao giữa doanh nghiệp thu mua chế biến và doanh nghiệp cung cấp giống với Trung tâm ICAFIS thuộc Hội Thủy sản Việt Nam (đang phối hợp thúc đẩy chương trình hỗ trợ người dân trồng 1.000 ha rong biển).

Rong biển
• 10:07 01/11/2024

Siêu thâm canh tôm thẻ chân trắng độ mặn thấp

Những năm gần đây, hoạt động nuôi tôm thẻ chân trắng trong các vùng địa lý có độ mặn thấp, nằm sâu trong đất liền đang phát triển nhanh do đặc điểm sinh học của tôm chống chịu thay đổi lớn về độ mặn và mật độ thả giống cao (Prangnell và cộng sự, 2019a).

Tôm thẻ chân trắng
• 10:45 28/10/2024

Điểm sáng từ cho lai cá mú trân châu và cá mú nghệ

Được biết cá mú lại hay còn gọi là cá mú trân châu, cá này là con lai giữa cá mú nghệ đực (Epinephelus lanceolatus) tên tiếng anh giant grouper là và cá mú cọp cái (Epinephelus fuscoguttatus) tên tiếng anh là tiger grouper.

Cá mú
• 10:54 16/10/2024

Biện pháp phòng vệ chống lại vi-rút đốm trắng: Bảo vệ qua trung gian RNAi ở tôm

Vi-rút gây hội chứng đốm trắng (WSSV) đe dọa đáng kể đến ngành nuôi tôm trên toàn thế giới.

Tôm bệnh đốm trắng
• 09:00 10/10/2024

Các giải pháp nuôi tôm thương phẩm ứng dụng theo công nghệ Semi-Biofloc

Công nghệ Semi-Biofloc trong nuôi tôm là một phương pháp hiệu quả, giúp nâng cao năng suất và hiệu quả bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản. Sau đây là một số ưu điểm của công nghệ Semi-Biofloc trong nuôi tôm thương phẩm:

Tôm thẻ
• 12:28 05/11/2024

Điều chỉnh lượng và kích thước thức ăn cho tôm qua từng giai đoạn

Quản lý thức ăn là một yếu tố quan trọng giúp người nuôi tối ưu hóa quá trình nuôi tôm và giảm thiểu lãng phí, từ đó mang lại lợi nhuận cao. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ rằng lượng và kích thước thức ăn cần được điều chỉnh qua từng giai đoạn phát triển của tôm.

Tôm thẻ chân trắng
• 12:28 05/11/2024

Sự căng thẳng ở tôm

Căng thẳng ở tôm là một vấn đề quan trọng mà bà con nuôi tôm cần nắm vững để bảo vệ sức khỏe và nâng cao năng suất của đàn tôm. Khi bị căng thẳng, tôm sẽ yếu dần, dễ mắc bệnh và khó phát triển như mong muốn.

Tôm thẻ
• 12:28 05/11/2024

Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất nuôi thủy sản tại vùng ven biển Việt Nam

Biến đổi khí hậu đang ngày càng ảnh hưởng mạnh đến ngành nuôi trồng thủy sản ven biển Việt Nam, gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão lớn, hạn hán kéo dài, xâm nhập mặn và nhiệt độ nước biển tăng cao trong năm 2023-2024. Những tác động này không chỉ làm suy giảm năng suất và sản lượng thủy sản, mà còn đe dọa sinh kế và an ninh kinh tế của người dân ven biển.

Nuôi trồng thủy sản
• 12:28 05/11/2024

Các loài không mong muốn xuất hiện trong ao nuôi ngày mưa

Những sinh vật này bao gồm các loại cá tạp, côn trùng, giáp xác không mong muốn và vi sinh vật có hại. Việc hiểu rõ những loài không mong muốn này cùng với tác hại và biện pháp kiểm soát sẽ giúp bà con nông dân duy trì môi trường nuôi tôm ổn định và hiệu quả.

Sinh vật phù du
• 12:28 05/11/2024
Some text some message..