Logo_header
Số lượt truy cập: 6927974
BoKH&CN
KHCN & Địa phương
Các nhà nghiên cứu giải thích cơ chế sinh sản vô tính ở loài giun dẹp
Cập nhật lúc: 04 Tháng Mười 2017 4:10:11 CH

Loài giun dẹp (sâu planarian) hay còn gọi là "sán dẹp", thường được tìm thấy sống trong môi trường nước ngọt ở khắp nơi trên khắp thế giới và đặc biệt là nổi tiếng về khả năng tái sinh. Thông qua quá trình "phân mảnh" hay còn gọi là sinh sản vô tính, giun dẹp phân đôi cơ thể thành hai phần: đầu và đuôi - để sau đó tạo ra hai cá thể con mới giống nhau và giống hệt mẹ trong khoảng một tuần.


Trong nhiều thế kỷ qua, do việc nghiên cứu quá trình phân mảnh ở loài giun dẹp gặp rất nhiều khó khăn nên những vấn đề về thời điểm, không gian và cách thức quá trình này diễn ra vẫn chưa được giải đáp. Tuy nhiên, mới đây, trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (PNAS), một nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học California San Diego, Hoa Kỳ đã đưa ra một giải thích cơ học mới cho quá trình sinh sản phân đôi ở loài này.

Nghiên cứu giun dẹp là một việc không hề đơn giản và dễ thực hiện. Quá trình phân mảnh ở loài này thường diễn ra trong điều kiện môi trường không có ánh sáng và sẽ dừng lại khi có bất kỳ một xáo trộn nào dù là nhỏ nhất do chúng không thích bị theo dõi trong quá trình thực hiện phân mảnh. Vì quá trình này không xảy ra thường xuyên mà chỉ khoảng một lần trong một tháng đối với một số loài giun dẹp nên công tác ghi hình liên tục là rất cần thiết để có thể nắm bắt và lưu lại được những khoảnh khắc nhằm phục vụ nghiên cứu chi tiết về khả năng tái sinh của chúng.

Để tìm hiểu về cách thức cũng như địa điểm diễn ra quá trình phân mảnh ở loài giun dẹp Dugesia japonica, nhóm nhà nghiên cứu đã kết hợp sử dụng phương pháp ghi hình tua nhanh thời gian (time-lapse), các phép đo lực kéo chính xác, phân tích thống kê của hàng trăm phân nhóm và mô hình toán học.

Bà Eva-Maria Collins, phó giáo sư tại Khoa Vật lý và Khoa Sinh học Tế bào và Phát triển cùng các đồng nghiệp đã dự đoán được địa điểm diễn ra quá trình phân mảnh của loài giun dẹp dựa trên giải phẫu cũng như đã giải thích được cách thức quá trình đó diễn ra thông qua sử dụng mô hình cơ học tương đối đơn giản.

Collins cho biết: "Trước nghiên cứu của chúng tôi, những thông tin về địa điểm cũng như cách thức diễn ra quá trình phân mảnh của loài giun dẹp chưa từng được biết tới. Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi đã góp phần thay đổi hoàn toàn cách suy nghĩ cũng như dự đoán chúng ta về quá trình phân mảnh ở loài này".

Những nghiên cứu trước đây của Collins và cộng sự đã cho thấy rằng điều kiện về không gian nơi một cá thể thuộc loài giup dẹp thực hiện sinh sản vô tính là yếu tố giúp xác định kích thước tương đối của hai cá thể con cũng như cơ hội sống sót và khả năng sinh sản của chúng trong tương lai. Đây cũng được coi là vấn đề mấu chốt trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu cách thức làm tăng tính đa dạng trong một quần thể sử dụng hình thức sinh sản vô tính.

Theo mô tả trong nghiên cứu PNAS, quá trình phân mảnh được chia thành ba giai đoạn: sự hình thành phần vùng thắt lại, hiện tượng giãn ra co lại theo nhịp và cuối cùng là đứt đoạn. Chính sự hình thành vùng thắt là chìa khóa cho cơ chế sinh sản phân đôi bằng cách tạo ra một điểm tại chỗ dễ gãy trên một mặt cắt ngang. Sau cùng, sự kéo dãn và co lại theo nhịp phân đoạn vùng thắt lại. Sau khi bị đứt đoạn, hai mảnh cơ thể mới tái tạo cấu trúc thông qua một khu vực chứa rất nhiều tế bào gốc, đây chính là vấn đề mấu chốt của khả năng tái sinh của loài giun dẹp. Cách thức phân bố của các tế bào gốc ở hai cá thể con hiện vẫn chưa được nghiên cứu kĩ càng và được coi là mối liên hệ giữa nghiên cứu mới và các nghiên cứu đang diễn ra trong phòng thí nghiệm Collins về sự tiến hóa của các loài sinh sản vô tính.

Michael Faraday được biết đến là một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất thế giới với nhiều đóng góp trong lĩnh vực vật lý và hóa học của ông, cũng đã bị thu hút sự chú ý bởi hình thức sinh sản phân đôi của loài giun dẹp. Những yêu cầu phức tạp trong nghiên cứu về loài này đã ít nhiều gây khó khăn và cản trở các nhà vật lý nổi tiếng trong thế kỷ 19 trong việc giải mã đầy đủ quá trình phân mảnh.

Collins cho biết bà đã muốn tìm hiểu cách thức lần đầu tiên diễn ra quá trình phân mảnh ở loài giun dẹp ngay khi bà nhìn thấy những hình ảnh mô tả quá trình này nhiều năm trước đây.

Bà chia sẻ: “Đôi khi, bạn chỉ đơn giản là quan sát một hiện tượng tự nhiên và tự dưng muốn tìm hiểu hiện tượng đó”. Bà cũng dành nhiều lời ca ngợi những đóng góp của hai chuyên gia vật lý ở đại học UC San Diego là Paul Malinowski và Kelson Kaj.
P.K.L (NASATI), Theo https://phys.org/news/2017-09-mechanism-asexual-reproduction-flatworms.html, 25/9/2017


Ý kiến của bạn Gửi cho bạn bè In bài này Trở lại