Nằm ẩn mình giữa các nhánh san hô gorgonian, con cá ngựa lùn (Hippocampus bargibanti) thể hiện khả năng ngụy trang gần như hoàn hảo. Nguồn: Viện Hải dương học Biển Nam Trung Hoa, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

Cá ngựa lùn là những sinh vật phi thường. Những loài động vật có xương sống ở biển nhỏ bé này, thường không lớn hơn hai centimet, là những bậc thầy ngụy trang, có khả năng hòa hợp về kết cấu và màu sắc với loại san hô mà chúng sống gần. Một số loài thậm chí còn có những nốt sần nhỏ trên da để bắt chước các polyp của san hô biển gorgonian. Việc hòa vào môi trường xung quanh khiến chúng gần như vô hình đối với cả kẻ săn mồi lẫn thợ lặn.

Vậy chúng đã tiến hóa như thế nào để giỏi tránh bị phát hiện đến vậy? Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc và Đức đã quyết định tìm hiểu điều này. Đầu tiên, họ đã tạo ra một bản đồ chi tiết về toàn bộ mã di truyền, hay bộ gen, của cá ngựa lùn. Sau đó, họ so sánh nó với bộ gen của các loài cá ngựa khác và các loài cá tương tự. Điều này cho phép họ xác định được các gen cụ thể góp phần tạo nên sự độc đáo của cá ngựa lùn. Các nhà nghiên cứu cũng xem xét những gen nào hoạt động và cách ADN được tổ chức như thế nào khi cá ngựa phát triển.

Một gen đặc biệt đáng chú ý là gen hoxa2b, có liên quan đến sự phát triển sọ mặt. Nó là thành viên của một họ gen điều khiển chính được gọi là gen chọn lọc chủ đạo (homeotic selector genes), chịu trách nhiệm tổ chức tổng thể cấu trúc cơ thể ở hầu hết các loài động vật, từ côn trùng đến con người.

Cá ngựa lùn được phát hiện mất hàng trăm gen

Các nhà khoa học đã so sánh bộ gen của cá ngựa lùn với các loài cá ngựa khác và phát hiện ra rằng cá ngựa lùn bị mất 438 gen hoàn chỉnh. Thêm vào đó, 635 gen khác của chúng đã bị đột biến, khiến chúng không còn hoạt động. Họ cũng khám phá ra rằng những sinh vật nhỏ bé này đã mất đi nhiều "công tắc" di truyền quan trọng nằm gần các gen kiểm soát sự tăng trưởng và phát triển.

Trong bài báo được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences), các nhà nghiên cứu lập luận rằng những mất mát di truyền này chịu trách nhiệm cho các đặc điểm riêng biệt ở cá ngựa lùn.

Họ cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy những sự thích nghi phi thường của cá ngựa lùn là kết quả của việc mất đi một lượng lớn gen và các yếu tố điều hòa, liên kết chặt chẽ với lối sống cộng sinh của nó".

Một ví dụ rõ ràng là gen hoxa2b, được tìm thấy là không còn chức năng. Các nhà khoa học tin rằng điều này rất có thể đã làm chậm sự phát triển của đầu cá ngựa lùn, tạo cho nó một cái mõm nhỏ, giống như một nốt sần san hô.

Nghiên cứu cũng tiết lộ rằng cá ngựa lùn có hệ miễn dịch yếu hơn đáng kể so với các loài cá khác. Chúng thiếu các gen MHC (major histocompatibility genes) tạo ra các protein tham gia vào việc chống lại mầm bệnh. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng đây không phải là vấn đề vì vật chủ san hô của chúng sản xuất các hợp chất kháng khuẩn để bảo vệ cả san hô và cá ngựa.

Hệ miễn dịch suy giảm này cũng có thể là nguyên nhân cho một đặc điểm độc đáo khác của cá ngựa lùn—cá ngựa đực mang thai. Việc mang phôi bên trong cơ thể có thể kích hoạt hệ miễn dịch tấn công, nhưng việc mất một số gen có thể là một sự thích nghi cho phép con đực mang con non.

P.T.T (NASTIS), theo https://phys.org/, 2025