“Cái gì có trước, con gà hay quả trứng?”. Nếu xét về trứng nói chung, có thể khẳng định rằng quả trứng đã xuất hiện trước. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới từ các nhà khoa học tại Đại học Geneva (Thụy Sĩ) đã chỉ ra rằng các công cụ di truyền để “tạo ra” trứng có thể đã tồn tại trước khi động vật xuất hiện.
Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định nguồn gốc tiến hóa của quá trình phôi thai, trong đó một trứng đơn bào đã thụ tinh (hợp tử) phát triển thành phôi thai với nhiều tế bào. Bước đầu tiên trong quá trình này được gọi là sự phân cắt, trong đó hợp tử trải qua quá trình phân chia tế bào mà không phát triển. Giai đoạn này, cùng với nhiều yếu tố quan trọng khác, đã được bảo tồn qua hàng triệu năm tiến hóa của động vật.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn còn nhiều điều chưa biết về cách mà phôi thai ra đời. Sự sống trên Trái Đất bắt đầu từ những sinh vật đơn bào, vậy làm thế nào chúng ta có thể chuyển hóa một tế bào đơn lẻ thành một động vật đa bào?
Để tìm hiểu gốc rễ của vấn đề, nhóm nghiên cứu đã khám phá ra Chromosphaera perkinsii (C. perkinsii) - một loài sinh vật đơn bào đã tách ra khỏi con đường tiến hóa dẫn đến động vật cách đây hơn một tỷ năm. Nghiên cứu này không chỉ mở ra những hiểu biết mới về nguồn gốc sự sống mà còn giúp giải đáp những câu hỏi lâu đời về sự phát triển của các loài động vật.
Việc khám phá ra sinh vật đơn bào Chromosphaera perkinsii là chìa khóa trả lời cho vấn đề.
Cụ thể, các nhà khoa học đã tiến hành quan sát sự phát triển của loài đơn bào C. perkinsii trong thời gian thực, sử dụng kỹ thuật hình ảnh trường sáng dài hạn. Kết quả cho thấy, giống như giai đoạn phân cắt của phôi động vật, C. perkinsii phát triển trong khoảng 65 giờ trước khi phân chia thành một quần thể đa bào mà không tiếp tục phát triển thêm.
Nhóm nghiên cứu đã đi sâu vào việc phân tích các loại gen được biểu hiện và các phân tử sinh học được tạo ra trong giai đoạn này. Họ phát hiện ra rằng, quá trình này có nhiều điểm tương đồng với sự hình thành phôi ở động vật, thậm chí còn có một bộ công cụ phân tử tương tự với quá trình trưởng thành của trứng động vật. Theo nhóm nghiên cứu, trước lần phân chia đầu tiên, C. perkinsii sản xuất và tích lũy các thành phần tế bào quan trọng như protein và lipid, tương tự như quá trình trưởng thành của trứng.
Ông Omaya Dudin, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Mặc dù C. perkinsii là loài đơn bào nhưng hành vi này cho thấy quá trình phối hợp và phân hóa đa bào đã tồn tại ở loài này từ rất lâu trước khi những loài động vật đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất”.
Các hành vi phát triển trong quá trình tiến hóa của C. perkinsii.
Tuy nhiên, ý nghĩa của những phát hiện này đối với quá trình tiến hóa của phôi thai, đặc biệt là quá trình phân cắt, vẫn đang được tranh luận. Câu hỏi đặt ra là liệu quá trình này ở C. perkinsii có chung con đường tiến hóa với động vật hay chỉ là sự tiến hóa độc lập. Dù vậy, tác giả chính của nghiên cứu, Marine Olivetta, đã kết luận: “Thật hấp dẫn khi một loài được phát hiện gần đây cho phép chúng ta quay ngược thời gian hơn một tỷ năm”.
CÙNG CHUYÊN MỤC
