Phát hiện cơ chế thích ứng của động vật giáp xác khi thiếu oxy

Theo Proceedings of the National Academy of Sciences, các nhà khoa học ở Đại học bang Oregon, Mỹ, đã chỉ ra rằng loài động vật giáp xác thuộc chi Tigriopus californicus, không có mang để thở hoặc các phân tử mang oxy như hemoglobin thì lại có cơ chế mới để chống lại tình trạng nồng độ oxy thấp trong nước.

Loài động vật giáp xác thuộc chi Tigriopus californicus có cơ chế mới để chống lại tình trạng nồng độ oxy thấp trong nước - (Ảnh: L.Chalker-Scott).

Số khu vực có nồng lượng oxy thấp đang ngày một nhiều ở các vùng nước trên thế giới, chủ yếu là do các yếu tố nhân tạo, như thủy lợi, đốt nhiên liệu hóa thạch và xử lý nước thải. Hypoxia là tình trạng thiếu oxy trong môi trường nước, nguyên nhân chính khiến một số loài động vật phải thay đổi cách cung cấp oxy cho các tế bào của chúng. Cái gọi là đường dẫn HIF (HIF-pathway) chính là một trong những cơ chế liên quan đến điều này. Nó bao gồm việc sản sinh ra enzyme HIF1A, góp phần thúc đẩy sự gia tăng và cung cấp oxy đến các vùng thiếu oxy.

Tuy nhiên, loài giáp xác Thái Bình Dương Tigriopus californicus thiếu các thành phần di truyền chính của con đường HIF, chúng không có mang hoặc phân tử, chẳng hạn như hemoglobin ở người, làm tăng khả năng vận chuyển oxy của máu. Tuy nhiên, chúng vẫn có khả năng chịu được nồng độ oxy cực thấp trong ít nhất 24 giờ ở cả giai đoạn ấu trùng lẫn khi trưởng thành.

Nghiên cứu của các nhà khoa học Mỹ cho thấy loài giáp xác Tigriopus californicus có thể dựa vào các gene khác liên quan đến tái tổ chức lớp biểu bì và chuyển hóa chitin để đáp ứng thành công với tình trạng thiếu oxy.

Đó là màng được tiết ra và bao phủ lớp biểu bì, bên ngoài của da và chitin tạo thành khung của động vật giáp xác. Việc giải trình tự RNA ở những loài động vật tiếp xúc với nồng độ oxy thấp trong nước cho thấy biểu hiện của hơn 400 gene, trong đó các gien chuyển hóa chitin và gene tái tổ chức lớp biểu bì phản ánh sự thay đổi nhất quán trong quá trình thiếu oxy huyết (anoxia).

Theo các nhà khoa học, không có cấu trúc hô hấp hoặc các phân tử đặc biệt, T. californicus có thể dựa vào sự khuyếch tán của da để trao đổi carbon dioxide để thu nhận oxy.