bài thực hành lớp C1-hình thành đặc điểm thích nghi

CHIẾN THUẬT SINH TỒN CỦA MỘT LOÀI ẤU TRÙNG RUỒI CHÂU PHI:
Ấu trùng của một loài ruồi châu Phi có thể sống sót qua những trận hạn hán khủng
khiếp nhờ vào khả năng biến hình thành dạng như viên kẹo. Các nhà khoa học có thể dựa
trên khả năng này để nghiên cứu các cách bảo quản máu truyền hoặc thậm chí các cơ quan
nội tạng để cấy ghép.
Một số loài thân mềm khi bị mất nước nghiêm trọng sẽ đi vào trạng thái dừng hoạt
động khi đó quá trình trao đổi chất của chúng dừng lại hoàn toàn. Khi điều kiện thích hợp,
sự sống sẽ quay trở lại. Ấu trùng của loài ruồi châu Phi Polypedilum vanderplanki có thể
sống lay lắt đến 17 năm trong hạn hán để chờ cơn mưa kế tiếpbằng cách ăn những mẩu
vụn trong các vũng nước mưa.
Phần lớn các loài động vật biết cách “tự hóa khô” thường rất nhỏ, chẳng hạn như
loài tardigrades. Các nhà sinh học từ lâu đã biết rằng một loại đường tên là trehalose đóng
vai trò thiết yếu trong các chiến lược sinh tồn của một vài loài trong số trên. Trong quá
trình làm khô, trehalose thay thế nước trong dịch tế bào và được cho là chuyển sang trạng
thái gần như kính, giống như đường nóng chảy đông đặc lại trong các viên kẹo. Đường ở
dạng thủy tinh sẽ giữ các cấu trúc tế bào này gắn kết với nhau.
Đây chính là quá trình diễn ra ở loài ruồi Polypedilum vanderplanki. Nhà nghiên cứu
Takashi Okuda của Viện Nông Sinh học quốc gia ở Tsukuba cho biết “Đây là bằng chứng
trực tiếp đầu tiên cho ‘trạng thái thủy tinh’ ở bất kỳ động vật nào.”
Cuộn lại thành một xác ướp dài 4mm,
ấu trùng ruồi có thể duy trì cuộc sống của chúng trong nhiều năm, chịu đựng những cơn
hạn hán khủng khiếp và nhiệt độ khắc nghiệt.
Okuda và các cộng sự đã thu thập những con Polypedilum vanderplanki – loài này trông
giống muỗi hơn là ruồi - ở Malawi, Burkina Faso và Nigeria. Sau nhiều năm nỗ lực, cả
nhóm đã có thể khiến loài côn trùng này sinh sản trong phòng thí nghiệm, cung cấp nguồn
ấu trùng liên tục phục vụ cho nghiên cứu.
Ảnh chụp hồng ngoại của những ấu trùng khô cho thấy trehalose được phân bố
đồng đều khắp cơ thể. Và khi các nhà nghiên cứu tăng nhiệt độ, họ nhận thấy đỉnh cao sự
hấp thụ nhiệt của ấu trùng là khoảng 70oC. Đỉnh cao này là đặc điểm của quá trình chuyển
tiếp khi đường dạng rắn bắt đầu tan chảy, cho thấy đường đã đạt trạng thái thủy tinh.
Trong một thí nghiệm khác, các nhà khoa học phát hiện dấu hiệu của các phân tử

trehalose gắn kết với các màng chất béo hai lớp gói kín tế bào. Trehalose vì vậy đã thay thế
nước đóng vai trò bình ổn những màng này. Kết quả của công trình xuất hiện trên tờ
Proceedings of the National Academy of Sciences số ngày 01 tháng 04. Jim Clegg, Đại học
California, Davis, khẳng định “Đây là một chứng cứ quan trọng rằng côn trùng chuyển
sang trạng thái thủy tinh.”
Okuda cho biết ông và những nhà khoa học khác rất muốn nắm được bí mật của loài
P. vanderplanki để ứng dụng vào việc chuyển máu truyền sang dạng khô. Thách thức chính
của việc này chính là khiến cho trehalose xuyên thủng lớp màng của các tế bào hồng cầu
và bạch cầu. cuối cùng, kỹ thuật này có thể được dùng để bảo quản các cơ quan nội tạng
hoàn chỉnh.
Theo Okuda, một ngày nào đó con người có thể ”tự hóa khô” bản thân họ khi còn
sống với trehalose – có lẽ là để sống qua những chuyến hành trình dài đi đến các vì tinh tú
khác? “Đây là một bước tiến rất dài nhưng về mặt lý thuyết, tôi nghĩ là có thể.”
Hiện tại, loài P. vanderplanki đang du hành trong không gian: Okuda và cộng sự đã
gửi những mẫu ấu trùng khô để treo ngoài Trạm không gian quốc tế nhằm xem xét chế độ
dinh dưỡng của chúng.
CHỌN LỌC TỰ NHIÊN THÚC ĐẨY SỰ HÌNH THÀNH LOÀI:
Trong một thí nghiệm lần đầu tiên được tiến hành trong tự nhiên, các nhà sinh học
tiến hóa thuộc Đại học British Columbia (UBC) đã thu được bằng chứng về một trong
những tư tưởng nền móng của Charles Darwin: thích nghi với môi trường thúc đẩy sự hình
thành loài mới.
Patril Nosil – nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ UBC vừa có công trình được xuất bản –
cho biết: “Chỉ một đặc điểm thích nghi đơn lẻ ví dụ như màu sắc cũng có thể khiến một
quần thể tiến tới quá trình hình thành loài mới. Nhưng để hoàn thiện quá trình hình thành
một loài mới hoàn toàn đôi khi lại cần nhiều sự thích nghi ở nhiều đặc điểm. Một quần thể
càng có nhiều phương thức thích nghi với môi trường sống đặc biệt quanh nó, thì khả năng
phân rẽ thành nhiều loài khác biệt càng cao”.
Con Timema (bọ que) sinh sống trên rất
nhiều loài thực vật khác nhau. Đôi khi những đặc điểm thích nghi chúng có được không
chỉ là khả năng ngụy trang, mà cả những thích nghi về thể chất như giải trừ các chất hóa

học có hại trên cây. (Ảnh: Cristina Sandoval, Đại học British, Columbia)
Nosil đã nghiên cứu loài bọ que ở Santa Barbara Chaparral (Nam California). Bọ que
không biết bay. Chúng sinh sống trên cây vật chủ và ăn lá cây. Các dạng sinh thái khác
nhau của loài bọ que được tìm thấy trên các loài thực vật khác nhau với những kiểu màu
sắc riêng biệt tương ứng với đặc điểm cây vật chủ mà chúng sinh sống. Ví dụ như những
con côn trùng dạng sinh thái cristinae sống trên những cây lá kim có sọc trắng dọc cơ thể
màu xanh lá cây của chúng.
Bằng cách tách một số dạng sinh thái ra khỏi môi trường cây vật chủ của chúng và
bảo vệ một số dạng sinh thái khác khỏi sự tấn công của kẻ thù tự nhiên, Nostril đã nhận
thấy chỉ riêng kiểu màu sắc cũng có thể khởi động sự hình thành loài. Trong khi đó chọn
lọc tự nhiên đối với những đặc điểm thích nghi thêm vào - như khả năng giải trừ các chất
hóa học có hại trên cây vật chủ - lại là điều kiện cần thiết để hoàn thiện quá trình hình
thành loài do sự khác biệt về màu sắc khởi xướng.
Nosil cho biết: “Chọn lọc tự nhiên vẫn được coi là nguyên nhân tiến hóa ở loài
đang tồn tại trong khi gen di truyền và môi trường địa lý lại là tiêu điểm của hầu hết các
nghiên cứu hiện thời về động lực của quá trình hình thành loài”.
Cũng theo Nostril, “đây là thí nghiệm đầu tiên được tiến hành ngoài phòng thí nghiệm
nhằm chứng minh cho giả thuyết của Darwin rằng chọn lọc tự nhiên là chìa khóa của sự
hình thành loài. Những kết quả thu được thực sự rất thú vị”.
Bài viết “Thứ nguyên sinh thái tiềm năng và đa dạng sinh thái ở loài bọ que” vừa
được đăng tải mới đây trên tờ PLoS One.
NHỮNG KIỂU TRÁ HÌNH TINH XẢO CỦA ĐỘNG VẬT
Ai có thể ngờ rằng cái lá rách bươm này là một con côn trùng. Vậy mà điều đó là thật.
Những trò trá hình hoàn hảo dưới đây có thể khiến bạn kinh ngạc.
Có tên khoa học là
Phylliidae, những con côn trùng lá này giống hệt những chiếc lá dù bạn có hình dung cách
nào đi nữa - chỉ để nhằm đánh lừa kẻ thù. Chúng lắc mình về trước - sau khi bước để ra vẻ
một cái lá đung đưa trong gió. Một số con thậm chí còn có các vết cắn giả trên hai bên
sườn của chúng.
COÂN TRUØNG

LAÙ
Mặc dù cá bơn không đủ bản
lĩnh để có thể chiến thắng trong bất kỳ cuộc thi sắc đẹp nào, song cơ thể bất cân xứng kỳ lạ
của nó giúp con vật sống sót bằng cách ngụy trang giống với nền đáy biển. Điều này giúp
nó bị các kẻ đói ăn bỏ qua. Một số loài cá bơn có thể thay đổi sắc tố trên lưng.
Loài cá này tình cờ
là một trong những sinh vật dưới nước có nọc độc mạnh nhất. Nó chứa các chất độc có thể
gây sốc, liệt hoặc thậm chí tử vong. Với những người thích liều với số phận, loài cá này
đôi khi vẫn được nuôi làm cảnh hoặc làm món sushi.
CAÙ ÑAÙ
CAÙ BÔN
Được xem là tắc kè
hoa của biển cả, loài mực này có thể nhanh chóng đổi màu da để trở nên vô hình trước mắt
kẻ thù. Nếu việc trá hình thất bại, con vật cũng sẽ phun ra mực, giống như với bạch tuộc.
Cá đuối Manta là
những kẻ kiếm ăn ở tầng đáy, vì thế, một cách tự nhiên nó dễ dàng ngụy trang thân mình
trên đáy biển. Nguy cơ lớn nhất đe dọa nó là cá mập và cá kình.
MÖÏC
Cuttlefish
CAÙ ÑUOÁI Manta