Bí mật “cải tử hoàn sinh” của sứa bất tử

Khi bị thương hoặc gặp căng thẳng do đói, loài sứa bất tử sẽ tự động co lại thành nang nhỏ, gọi là polyp. Theo thời gian, chúng sẽ “tái sinh” trở lại làm sứa với cấu trúc di truyền giống hệt cá thể cũ.

Loài sứa hình thành như thế nào?

Bà Miranda Lowe, người phụ trách Bảo tàng Lịch sử tự nhiên, tại thủ đô London, Anh, cho biết vòng đời của hầu hết các loài sứa là tương tự nhau.

Là loại động vật lưỡng tính, sứa có hai tuyến sinh dục đực và cái, nằm trong ống vị dọc đối xứng qua mặt phẳng dạ dày. Thông thường, một con sứa trải qua năm giai đoạn trong cuộc đời.

Sứa trưởng thành mới và sứa cũ giống hết nhau về mặt di truyền.

Đầu tiên, sứa trưởng thành sẽ “đẻ” trứng và tinh trùng vào nước. Hai tế bào này kết hợp với nhau tạo thành trứng thụ tinh trong nước.

Trứng được thụ tinh phát triển thành ấu trùng nhỏ, gọi là planula. Nó trông giống một con sâu siêu nhỏ và có thể di chuyển tự do trong nước.

Planula sẽ tìm kiếm một bề mặt rắn, chẳng hạn như đáy biển, để trú chân. Trong thời gian này, nó sẽ phát triển hệ tiêu hóa và có thể tự kiếm ăn. Nhờ điều kiện nước, nhiệt độ phù hợp, planula sẽ biến thành polyp. Polyp mọc chồi, tự nhân ra thành các đám lớn trông như những bụi cây khổng lồ.

Khi gặp điều kiện thích hợp, các polyp giải phóng thành nhiều con sứa non. Sau khi sản sinh ra sứa non, polyp biến đổi về dạng polyp trẻ hơn. Còn sứa non tiếp tục lớn lên thành sứa trưởng thành.

Dù khởi đầu cuộc đời theo cách đặc biệt, hầu hết các loài sứa có vòng đời không dài, thường từ vài giờ đến vài tháng. Một số loài có thể sống được vài năm.Tuy nhiên, sứa bất tử (tên khoa học: Turritopsis Dohrnii) lại nằm ngoài quy tắc này.

Bí mật “đánh lừa” thần chết

Sứa bất tử là loài thuỷ tước giống sứa, thuộc ngành Cnidaria, thường được tìm thấy ở vùng biển Địa Trung Hải hoặc vùng biển Nhật Bản. Nó có hình dạng giống như chuông, với đường kính khoảng 4,5mm. Bức màng của loài sứa này khá mỏng, ngoài trừ một ít phần dày ở trên đỉnh.

Dạ dày của chúng tương đối lớn, có màu đỏ tươi. Sứa non có đường kính 1mm và chỉ có 8 xúc tu mọc đều nhau dọc theo mép, trong khi các cá thể trưởng thành có 80-90 xúc tu. Sứa bất tử có thể đảo ngược vòng đời khi bị thương hoặc sắp chết đói. Điều này đồng nghĩa, về mặt lý thuyết, chúng có thể tồn tại mãi mãi.

Khi bị tổn thương về mặt thể chất hoặc gặp căng thẳng vì đói, sứa bất tử trưởng thành sẽ biến chuyển các mô tế bào và hệ tuần hoàn trong cơ thể về lại trạng thái polyp. Vì mất xúc tu và khả năng bơi, polyp lại lắng xuống đáy biển.

Trong 24 – 36 giờ tiếp theo, polyp này sẽ phát triển thành một polyp mới, nằm ở giai đoạn đầu của sứa non. Rồi dần dần, polyp này sẽ nở ra thành sứa non.

Hiện tượng này được so sánh với vòng đời của một con bướm. Thay vì chết đi, bướm có thể chuyển mình trở lại làm sâu bướm rồi từ trong kén, nó sẽ tung cánh một lần nữa. Quá trình đằng sau việc “cải tử hoàn sinh” của sứa bất tử là quá trình biến đổi phân biệt, cực kỳ hiếm gặp ở các loài động vật.

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, tế bào trong sứa trưởng thành và tế bào trong polyp là khác nhau. Quá trình sứa trưởng thành co lại thành polyp cho phép nó tự hình thành một cơ thể mới, khác với hình thái ban đầu.

Nhưng sứa trưởng thành mới và sứa cũ giống hết nhau về mặt di truyền. Việc đảo ngược vòng đời có thể lặp đi lặp lại. Trong điều kiện môi trường sống hoàn hảo, sứa bất tử sẽ không bao giờ chết vì già yếu.

Bà Miranda nhận xét: “Chúng ta có thể quá chú ý đến những con sứa có kích thước lớn. Nhưng những con vật nhỏ bé như thế này có thể cung cấp rất nhiều kiến thức khoa học hay ho về loài sứa và về thế giới tự nhiên”.

Sơ đồ vòng đời của loài sứa.

Sự tồn tại mờ nhạt

Các nhà khoa học cho rằng sứa bất tử có khả năng đã tồn tại trong các đại dương từ rất lâu trước khi khủng long tuyệt chủng khoảng 66 triệu năm trước. Nhưng nghiên cứu về loài vật này mới chỉ bắt đầu từ những năm 1980.

Loài sứa bất tử được các nhà khoa học phát hiện lần đầu vào năm 1883 nhưng phải 100 năm sau, vào năm 1980, người ta mới tình cờ phát hiện ra khả năng bất tử của chúng. Hai sinh viên đại học Christian Sommer và Giorgio Bavestrello đã thu thập polyp của loài sứa bất tử và theo dõi đến khi polyp biến thành sứa con.

Khi sứa bất tử trưởng thành, họ cho rằng chúng phải sinh sản trước khi chết đi. Nhưng khác với các loài khác, chúng nhanh chúng biến trở lại thành polyp và lắng xuống đáy bể.

Qua quan sát, hai sinh viên nhận ra rằng khi gặp căng thẳng, loài sứa này sẽ rơi xuống đáy bể và biến đổi mà không cần thụ tinh hay trở thành planula. Phát hiện này khiến các nhà khoa học đặt tên cho loài sứa Turritopsis Dohrnii là sứa bất tử.

Tuy nhiên không phải lúc nào sứa bất tử cũng có thể “đánh lừa” Thần Chết. Chúng là con mồi của nhiều loài vật khác như cá mập, rùa. Polyp của sứa bất tử cũng không có khả năng tự vệ trước sự săn đuổi của sên biển hay động vật giáp xác. Việc tìm hiểu sứa bất tử có thể sống được bao lâu là rất khó.

Sứa bất tử rất nhạy cảm nên việc nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng chứa đầy thách thức. Bất chấp khó khăn, ông Shin Kubota, nhà khoa học người Nhật Bản, đã nuôi sứa bất tử từ những năm 1990. Ông nhận xét việc chăm sóc chúng rất tốn thời gian.

Hàng ngày, ông phải theo dõi nhiệt độ nước, nhiệt độ xung quanh, độ mặn của nước. Thức ăn yêu thích của loài là trứng tôm cũng phải được nghiền nhỏ. Nghiên cứu của ông Kubota cho thấy, trong khoảng 2 năm nuôi nhốt, đàn sứa bất tử đã “trẻ hoá” khoảng 10 lần.

Loài sứa này có lối sống tương đối kín đáo, khép mình nên sự phát triển của chúng khó được phát hiện. Kích thước nhỏ, màu sắc trong mờ nên sứa bất tử khó có thể quan sát bằng mắt thường.

Một lý do khác khiến sự tồn tại của sứa bất tử bị lu mờ do việc tồn tại của chúng không gây ra tác động tiêu cực đến môi trường. Cũng vì vậy, trong kho tàng tri thức của con người, loài sứa bất tử vẫn còn là ẩn số cần được khám phá trong tương lai.