Loài động vật duy nhất có thể quang hợp, ăn ánh sáng mặt trời

Quang hợp là quá trình thực vật xanh, tảo và một số vi khuẩn chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.

Quá trình này bao gồm việc thu ánh sáng mặt trời, sử dụng nó để phân tách các phân tử nước và giải phóng oxy, sau đó sử dụng năng lượng thu được để tạo ra glucose, thức ăn duy trì các sinh vật sống. Đây là một quá trình quan trọng đối với sự sống trên Trái đất vì nó cung cấp nền tảng cho hầu hết các chuỗi thức ăn và chu trình dinh dưỡng.

Tuy nhiên, có một loài động vật có thể quang hợp - loài sên biển Elysia chlorotica. Sinh vật đáng chú ý này, còn được gọi là "sên biển mặt trời", là loài động vật duy nhất được biết đến có thể tự tổng hợp thức ăn thông qua quá trình quang hợp.

Loai dong vat duy nhat co the quang hop, an anh sang mat troi

Elysia chlorotica là gì?

Elysia chlorotica là một loài sên biển sống ở vùng nước nông dọc theo bờ biển phía đông Bắc Mỹ, từ New England đến Vịnh Mexico. Đó là một loài sên nhỏ màu nâu xanh, dài khoảng 2 inch, ăn tảo xanh Vaucheria litorea. Tuy nhiên, không giống như các động vật ăn tảo khác, Elysia chlorotica có thể tích hợp lục lạp của tảo vào tế bào của chính chúng, nơi chúng tiếp tục quang hợp và sản xuất thức ăn.

Loai dong vat duy nhat co the quang hop, an anh sang mat troi-Hinh-2

Vì sao sên biển Elysia chlorotica có thể quang hợp?

Elysia chlorotica có khả năng quang hợp nhờ mối quan hệ cộng sinh với tảo xanh Vaucheria litorea. Khi hải sâm ăn tảo, nó không chỉ ăn các tế bào tảo mà còn cả lục lạp của chúng. Sau đó, sên sử dụng một loại enzyme để tách lục lạp từ tế bào tảo và tích hợp chúng vào tế bào của chính chúng. Khi đã ở trong tế bào của hải sâm, lục lạp tiếp tục quá trình quang hợp và tạo ra các phân tử giàu năng lượng mà hải sâm có thể sử dụng làm thức ăn.

Loai dong vat duy nhat co the quang hop, an anh sang mat troi-Hinh-3

Mối quan hệ cộng sinh này là duy nhất vì nó mang lại cho Elysia chlorotica khả năng quang hợp từ tảo mà nó ăn. Lục lạp từ tảo được tế bào của hải sâm hấp thụ và có thể tiếp tục quá trình quang hợp và tạo ra các phân tử giàu năng lượng cho hải sâm. Điều này có nghĩa là Elysia chlorotica có thể tự tạo ra năng lượng từ mặt trời, khiến nó ít phụ thuộc hơn vào nguồn thức ăn bên ngoài và có thể tồn tại ở những khu vực khan hiếm thức ăn.

Tất nhiên mối quan hệ này không phải là một chiều. Tảo cũng được hưởng lợi từ sự kết hợp này, vì sên cung cấp môi trường ổn định và giàu dinh dưỡng cho lục lạp phát triển mạnh. Trên thực tế, loài tảo Elysia chlorotica ăn sẽ tạo ra nhiều lục lạp bên trong hải sâm hơn so với khi sống độc lập trong nước.

Loai dong vat duy nhat co the quang hop, an anh sang mat troi-Hinh-4

Khả năng quang hợp của Elysia chlorotica có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa của quá trình quang hợp ở động vật. Quang hợp trước đây được cho là lĩnh vực độc quyền của thực vật, tảo và vi khuẩn. Tuy nhiên, việc phát hiện ra loài sên biển chạy bằng năng lượng mặt trời đã thách thức giả định này và cho thấy rằng quá trình quang hợp có thể đã tiến hóa độc lập ở các dòng sinh vật khác nhau.

Nghiên cứu về Elysia chlorotica và khả năng quang hợp của nó cũng có thể có những ứng dụng thực tế. Khả năng tích hợp lục lạp chức năng từ sinh vật này vào tế bào của sinh vật khác có thể được sử dụng để tạo ra các sinh vật quang hợp mới dùng trong công nghệ sinh học hoặc nông nghiệp.

Tóm lại, Elysia chlorotica là một loài động vật đáng chú ý thách thức sự hiểu biết của chúng ta về ranh giới giữa thực vật và động vật. Khả năng quang hợp của nó là minh chứng cho sự đa dạng và khả năng thích ứng của sự sống trên Trái đất, và nghiên cứu về sinh vật bất thường này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của công nghệ sinh học và nông nghiệp.

Kinh hãi loài động vật tự chặt đầu, rồi mọc lại cơ thể mới

Con người chắc chắn phải ghen tị với khả năng cực siêu phàm của sên biển sacoglossan khi nó có thể tách đầu của mình ra và sau đó mọc lại toàn bộ cơ thể từ đó.

Kinh hai loai dong vat tu chat dau, roi moc lai co the moi
 Sacoglossan còn có tên gọi khác là sên biển hút nhựa cây, có thể tìm thấy trên toàn thế giới ở các đại dương nhiệt đới và ôn đới, nhưng hầu hết các loài sống ở trung tâm Thái Bình Dương.

Sửng sốt loài vật tự "chặt đầu", tái sinh cơ thể mới

Vẫn còn rất nhiều bí ẩn chưa được giải đáp xung quanh khám phá này.
 

Sung sot loai vat tu

Loài sên biển có khả năng tự tái tạo cơ thể (Ảnh: New Atlas)

Con người chúng ta luôn ghen tị với khả năng tái tạo lại chân tay, đuôi hoặc chi của một số nhóm động vật. Nhưng ngay cả như vậy, thông thường các bộ phận có thể mọc lại chỉ là một phần nhỏ của cơ thể, chẳng hạn như chân hoặc đuôi của chúng.

Không khó để nhận thấy giá trị của khả năng bỏ lại một phần cơ thể khi muốn nhanh chóng trốn tránh kẻ săn mồi, hoặc đơn giản là bỏ lại một chi bị thương và phát triển một chi mới. Giun, kỳ nhôm Mexico, sa giông, thằn lằn... từ lâu đã được biết đến với khả năng này. Gần đây, ngay cả những động vật lớn như cá sấu cũng có siêu năng lực tái sinh.

Tuy nhiên, các nhà khoa học hiện đã phát hiện ra một trong những ví dụ khác biệt nhất từ trước đến nay - sên biển - tự nguyện tách đầu mình ra và sau đó mọc lại toàn bộ cơ thể từ đó. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nữ sinh Nara, Nhật Bản trong một nghiên cứu mới đã phát hiện ra rằng, hai loại sên biển sacoglossan có thể rụng đầu xuống một cách ngẫu nhiên và sau đó tái tạo toàn bộ cơ thể của chúng một cách hoàn chỉnh, với một trái tim mới và các cơ quan quan trọng khác.

Khám phá tuyệt vời trên đã khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên. Họ giữ một số con sên trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu tập tính sinh học của chúng. Một ngày nọ, họ nhìn thấy một cảnh tượng kỳ lạ và phát hiện ra rằng một cái đầu quái dị đang tự bò xung quanh. Đây dường như là kết quả của quá trình tự cắt bỏ - quá trình loại bỏ một phần cơ thể theo lệnh - mặc dù thông thường phần bị loại bỏ sẽ khô héo và chết.

Sayaka Mitoh, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy cái đầu di chuyển ngay sau khi nó bị tách ra khỏi cơ thể. Chúng tôi đã nghĩ rằng nó sẽ sớm chết nếu không có tim và các cơ quan quan trọng khác, nhưng chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy nó đã tái sinh lại toàn bộ cơ thể".

Sung sot loai vat tu

Cái đầu "kỳ quái" của sên biển sacoglossan, tự bò xung quanh ngay sau khi tách rời cơ thể (Ảnh: New Atlas). 

Nhóm nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu hành vi kỳ lạ này. Họ phát hiện ra rằng đầu và cơ thể di chuyển độc lập sau khi tách biệt. Vài ngày sau, do đầu tiếp tục ăn tảo nên vết thương trên đầu đã lành lại. Trong vòng một tuần, đầu tái tạo một trái tim mới, và mất khoảng ba tuần để phát triển một cơ thể hoàn toàn mới. Còn phần cơ thể không đầu của sên biển không mọc lại đầu mới, nhưng chúng vẫn di chuyển xung quanh và phản ứng với xúc giác trong vòng vài tháng.

Tuổi tác dường như là một yếu tố quyết định quá trình này sẽ diễn ra tốt như thế nào. Những con sên có tuổi đời nhỏ hơn có thể di chuyển và tiếp tục ăn khi rụng đầu xuống, điều này dường như là chìa khóa cho sự tồn tại của chúng. Còn đối với đầu của những con sên già thì sẽ khó di chuyển hơn, không thể ăn và sẽ chết trong vòng 10 ngày hoặc lâu hơn.

Vẫn còn rất nhiều bí ẩn chưa được giải đáp xung quanh khám phá này. Các nhà nghiên cứu không chắc chắn làm thế nào những con sên tự tách đầu nó ra. Họ nghi ngờ rằng chúng có tế bào gốc hoặc thứ gì đó tương tự trong cổ của mình. Họ cũng không chắc được việc làm thế nào mà những cái đầu có thể tồn tại lâu đến vậy, nhưng có một giải thuyết hợp lý được đưa ra. Nó gắn liền với một khả năng độc đáo khác của loài sên - chúng thực sự có thể tự cung cấp năng lượng thông qua quá trình quang hợp như thực vật, bằng cách kết hợp lục lạp từ tảo được ăn vào. Nhóm nghiên cứu cho biết, điều này có thể giữ cho phần đầu tách rời tồn tại lâu để có thể phát triển một cơ thể mới.

Ngoài ra còn rất nhiều câu hỏi quan trọng chưa được giải đáp ví dụ như việc chúng làm điều này từ vị trí nào của đầu và những dấu hiệu nào cho thấy quá trình này sắp được diễn ra. Đây có thể xem là khả năng phục hồi cơ thể tới mức chưa từng thấy. Một số loài sứa có thể tái sinh sau khi bị thương, nhưng không tới mức có thể tái sinh toàn bộ cơ thể. Các nhà nghiên cứu cho rằng hành động này có thể là một cách để loại bỏ ký sinh trùng bên trong.

Ấn tượng động vật hoang dã qua lăng kính nhiếp ảnh

Cùng chiêm ngưỡng những khoảnh khắc ấn tượng về động vật hoang dã được các nhiếp ảnh gia trên khắp thế giới ghi lại.

An tuong dong vat hoang da qua lang kinh nhiep anh

Con cá đuối gai độc bơi dưới đáy Biển Đỏ, Ai Cập. (Ảnh: Zuma Press Wire/Rex/Shutterstock)

Đọc nhiều nhất

Tin mới