Cá mập 399 tuổi tiết lộ bí ẩn về sự sống dưới đại dương

Một con cá mập bị bắt ở vùng nước băng giá ở Bắc Đại Tây Dương đã già đi bất chấp sự hiểu biết khoa học về tuổi thọ của động vật. Khoảng 399 tuổi, mẫu vật này ra đời vào khoảng năm 1627, thời kỳ mà ngành hàng hải vẫn đang khám phá các tuyến đường chưa biết và châu Âu đang trải qua những biến đổi chính trị sâu sắc. Phát hiện này không chỉ lập kỷ lục mới về sự sống ở các loài động vật có xương sống mà còn đặt câu hỏi về các cơ chế sinh học cơ bản về lão hóa và khả năng sống sót trong môi trường khắc nghiệt.

Cá mập Greenland, có tên khoa học là *Somniosus microcephalus*, là loài sống ở độ sâu lên tới 2.400 mét. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phân tích carbon phóng xạ trên thấu kính mắt để xác định chính xác tuổi của con vật. Phương pháp này cho thấy mô hình tăng trưởng cực kỳ chậm, điển hình của các loài sống ở vùng nước lạnh, nơi quá trình trao đổi chất của chúng hoạt động với tốc độ giảm đáng kể.

Trao đổi chất chậm là chìa khóa cho tuổi thọ

Cơ thể của cá mập Greenland hoạt động trong những điều kiện khắc nghiệt giúp tăng tuổi thọ. Nhiệt độ gần như đóng băng, áp suất khủng khiếp và sự khan hiếm thực phẩm buộc chúng phải có những thích nghi sinh lý độc đáo. Tốc độ tăng trưởng hàng năm không vượt quá một cm, khiến những loài động vật này trở thành một trong những loài động vật có xương sống phát triển chậm nhất trên hành tinh.

Tốc độ phát triển này ảnh hưởng trực tiếp đến tất cả các quá trình quan trọng. Quá trình sinh sản chỉ xảy ra sau khi chúng đạt được độ tuổi từ 100 đến 150, thời kỳ mà nhiều loài trên cạn đã trải qua hàng trăm thế hệ. Tim đập chậm rãi. Sự phân chia tế bào xảy ra với tốc độ giảm. Các nghiên cứu chỉ ra rằng khả năng sửa chữa DNA trong tế bào cá mập chống lại thiệt hại tích lũy qua nhiều thập kỷ tốt hơn.

Ý nghĩa của việc hiểu cuộc sống sâu sắc

Phát hiện này mở ra những câu hỏi về hệ sinh thái dưới vực thẳm và sự mong manh của các loài phải mất hàng thế kỷ để đạt đến độ trưởng thành sinh sản. Quần thể cá mập Greenland phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng từ hoạt động đánh bắt cá Một cá nhân bị mắc vào lưới đánh cá tượng trưng cho sự mất mát hàng thế kỷ phát triển sinh học. Các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng các phương pháp đánh giá tính bền vững truyền thống có thể đánh giá thấp tác động của việc săn mồi đối với các loài có chu kỳ sinh sản dài như vậy.

Dữ liệu được thu thập trong hai thập kỷ qua cho thấy:

• Tăng trưởng trung bình hàng năm từ 0,5 đến 1 cm mỗi năm
• Độ sâu môi trường sống điển hình từ 400 đến 2.400 mét
• Tuổi ước tính sinh sản lần đầu từ 100 đến 150 năm
• Tuổi thọ vượt quá 400 năm đối với mẫu vật khỏe mạnh
• Tỷ lệ tử vong do bị bắt ngẫu nhiên chưa được lập bản đồ đầy đủ

Quan điểm tiến hóa và thích ứng

Tuổi thọ cực cao không phải là ngẫu nhiên. Qua hàng triệu năm, môi trường vực thẳm đã chọn lọc những sinh vật có khả năng sống sót trong điều kiện thiếu thốn nghiêm trọng. Thức ăn rất hiếm. Cạnh tranh về tài nguyên xảy ra ở quy mô giảm. Những kẻ săn mồi chuyên biệt đã tiến hóa khoảng thời gian giữa các bữa ăn có thể kéo dài hàng tháng. Cá mập Greenland đã phát triển một hệ thống tiêu hóa có khả năng xử lý xác động vật chết và từ từ chìm xuống đáy đại dương, hoạt động như một loài tiêu thụ hài cốt trong hệ sinh thái nơi chất hữu cơ là vàng.

Leia Tambem

Công ty Royal Shakespeare công bố dàn diễn viên gồm 36 diễn viên cho vở kịch Game of Thrones: The Mad King

New Zealand triệu tập Michael Woud, thủ môn hoãn kết hôn để dự World Cup chưa từng có

Corinthians đặt ra mức lương khi gia hạn hợp đồng với Memphis Depay

Các nghiên cứu về bộ gen đã tiết lộ rằng các gen liên quan đến sửa chữa DNA và bảo vệ chống lại stress oxy hóa cho thấy sự khác biệt đáng kể ở quần thể cá mập Greenland so với các loài nước ấm. Những đột biến này mang lại lợi thế thích nghi trong môi trường nhiệt độ thấp, áp suất cao. Các nhà khoa học cũng đã xác định được sự thay đổi biểu hiện của protein ức chế khối u trong mô của các loài này, một yếu tố có thể giải thích sự gia tăng khả năng chống lại các đột biến gây ung thư trong hàng trăm năm.

Những thách thức cho nghiên cứu trong tương lai

Mẫu vật được nghiên cứu được chụp trong một chuyến thám hiểm thu thập khoa học hải dương học, không phải trong hoạt động đánh bắt cá thương mại. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh sự hiếm có của cơ hội phân tích chi tiết về cá mập Greenland già. Hầu hết dữ liệu về loài này đều đến từ những vụ đánh bắt tình cờ hoặc nghiên cứu về xác chết đang phân hủy.

Các dự án đang thực hiện tìm cách lập bản đồ các quần thể ở vùng biển ngoài khơi Greenland, Iceland và Bắc Cực thuộc Nga. Hợp tác quốc tế giữa các viện nghiên cứu hải dương học được tăng cường sau khi công bố dữ liệu về tuổi thọ. Các mô hình máy tính đang được phát triển để dự đoán tác động của biến đổi khí hậu đến môi trường sống sâu và ảnh hưởng của chúng đối với chu kỳ sinh sản vốn đã cực kỳ chậm.

Hiểu được các cơ chế sinh học cho phép kéo dài tuổi thọ ở cá mập vực thẳm mở ra triển vọng cho nghiên cứu y học về quá trình lão hóa của con người. Các nhà khoa học đang nghiên cứu các protein cụ thể được tìm thấy trong mô cá mập Greenland có thể mang lại hiểu biết sâu sắc về việc bảo tồn chức năng tế bào trong cơ thể con người trong quá trình lão hóa cao. Các nghiên cứu sơ bộ cho thấy hứa hẹn trong việc xác định các hợp chất tự nhiên có khả năng tái tạo khả năng bảo vệ chống lại tổn thương tế bào được quan sát thấy ở những con cá mập hàng thế kỷ.