Sự tiến hóa của thụ quan nhiệt ở động vật

Các động vật trên Trái Đất tự thích nghi với sự thay đổi nhiệt độ như sức nóng ở sa mạc, hay cái lạnh ở thời kỳ kỷ băng hà. Tuy nhiên, cơ chế phân tử của sự thích nghi với các môi trường nhiệt như này trong quá trình tiến hóa liên quan đến các thụ quan nhiệt vẫn chưa được hiểu rõ ràng.

Giáo sư Makoto Tominaga và trợ lý Shigeru Saito đã chứng minh rằng phân tử được gọi là các kênh TRP, đóng vai trò là các thụ quan nhiệt ở động vật, cảm nhận được các nhiệt độ khác nhau ở động vật có vú cho đến loài ếch có móng miền tây, thậm chí các phân tử giống với kênh TRP cũng được kiểm tra. Những quan sát này cho thấy, các thụ quan nhiệt này có thể làm thay đổi một cách linh động sự cảm nhiệt của chúng để thích ứng với môi trường có nhiệt độ cực đoan trong quá trình tiến hóa. Nghiên cứu được đăng trên tạp chí trực tuyến Di truyền học PLoS (PLoS Genetics). Nghiên cứu có sự hợp tác của Giáo sư Ryuzo Shingai ở Đại học Iwate.

Nghiên cứu sử dụng loài ếch có móng miền tây (Xenopus tropicalis) sống ở vùng nhiệt đới. Nhiệt độ thích hợp cho loài này là khoảng 26oC và nhiệt độ dưới 20-18oC sẽ gây ra phản ứng bất lợi. Nhóm nghiên cứu đã xác định được gen TRPV3, được biết như là một cảm biến nhiệt độ nóng ở động vật có vú, và ở loài ếch gen này được kiểm tra chức năng.


Ếch có móng miền tây (Xenopus tropicalis)

Nhà nghiên cứu phát hiện ra sự nhạy cảm nhiệt độ của TRPV3 ở ếch khác với TRPV3 ở động vật có vú. Kênh TRPV3 của động vật có vú là những chất hoạt hóa bởi nhiệt độ cao - độ nóng (33-39oC và cao hơn), nhưng kênh này ở ếch được hoạt hóa bởi nhiệt độ thấp - độ lạnh (16oC và thấp hơn). Vì vậy, ếch có móng miền tây cảm nhận nhiệt độ thấp bất lợi bằng thụ quan nhiệt. Bên cạnh sự khác nhau về tính nhạy nhiệt, trình tự amino acid của kênh TRPV3 có sự khác nhau rất lớn giữa ếch có móng miền tây và động vật có vú ở các đầu tận cùng của kênh nằm trong dịch bào. Sự khác nhau về cấu trúc liên quan đến sự khác nhau về khả năng nhạy nhiệt của kênh TRPV3. Mặt khác, kênh TRPV3 ở động vật có vú được kích hoạt bởi một số hợp chất hóa học, trong khi kênh TRPV3 ở ếch có móng miền tây không được hoạt hóa bởi các hợp chất như thế ngoại trừ một loại, vì vậy, các tương hợp hóa học của kênh TRPV3 ở loài ếch và động vật có vú cũng khác nhau.

Gs.Tominaga cho biết: “Chúng tôi nghiên cứu quá trình tiến hóa của các gen kênh TRPV có vai trò làm thụ quan nhiệt ở động vật có xương sống, và phát hiện ra rằng nhóm gen này đã được tạo ra bởi sự đa dạng các loài động vật có xương sống. Những thay đổi trong tiến hóa của thụ quan nhiệt liên quan tới việc thích nghi với nhiệt độ môi trường hoặc do sự thay đổi về đặc tính sinh lý chưa được biết đến nhiều. Ở đây chúng tôi đã làm sáng tỏ một trong những cơ chế phân tử của sự thay đổi chức năng - “Mô hình biến động” ở thụ quan nhiệt. Kết quả nghiên cứu cho thấy các kênh TRPV3 hình thành sự nhạy cảm chống lại tác động của nhiệt độ trong quá trình tiến hóa của động vật có xương sống trên cạn. Ngược lại, điều này cho thấy sự nhạy nhiệt của các kênh TRP không ổn định nhưng có thể biến đổi linh hoạt, thậm chí đảo ngược trong một số trường hợp, trong suốt quá trình tiến hóa để thích nghi với nhiệt độ môi trường.”

Loading...
TIN CŨ HƠN
Những điều bạn chưa biết về cá hải tượng

Những điều bạn chưa biết về cá hải tượng

Cá hải tượng là một loài cá nước ngọt sống ở vùng nhiệt đới Nam Mỹ. Đây là một trong những loài cá nước ngọt lớn nhất trên thế giới.

Đăng ngày: 29/03/2025
Xác người đàn ông Indonesia trong bụng trăn dài 7 mét

Xác người đàn ông Indonesia trong bụng trăn dài 7 mét

Dân làng ở Indonesia tìm thấy xác người bạn mất tích sau khi dùng dao rạch bụng con trăn khổng lồ bị bắt ở sau vườn.

Đăng ngày: 28/03/2025
Những loài động vật làm gì để vượt qua mùa đông băng giá?

Những loài động vật làm gì để vượt qua mùa đông băng giá?

Mời các bạn theo dõi infographic sau đây để biết chi tiết hơn về cách mà từng loài động vật vượt qua mùa đông băng giá.

Đăng ngày: 26/03/2025
Điểm danh 12 loài động vật có cú đớp uy lực nhất thế giới tự nhiên

Điểm danh 12 loài động vật có cú đớp uy lực nhất thế giới tự nhiên

Với lực cắn khủng khiếp lên tới 2,6 triệu kg/m2, cá sấu châu Phi được xếp đầu danh sách những động vật có cú đớp uy lực nhất thế giới tự nhiên.

Đăng ngày: 23/03/2025
Thú quý hiếm được giải cứu ở Việt Nam

Thú quý hiếm được giải cứu ở Việt Nam

Các loài thú quý hiếm như báo hoa mai, vượn đen má vàng, chà vá chân xám, voọc bạc, gấu ngựa đã được Tổ chức Bảo vệ Động vật hoang dã giải cứu.

Đăng ngày: 22/03/2025
Những loài vật giết người nhiều nhất thế giới

Những loài vật giết người nhiều nhất thế giới

Đối với con người, loài động vật được coi là "sát nhân" nguy hiểm nhất trên Trái Đất không phải là cá mập hay hổ, sư tử.

Đăng ngày: 22/03/2025
Loài rắn siêu tí hon cực lạ ở Việt Nam

Loài rắn siêu tí hon cực lạ ở Việt Nam

Thoạt nhìn, nhiều người sẽ lầm tưởng chúng là giun đất trưởng thành, cho đến khi chiếc lưỡi chẻ đôi đặc trưng của loài rắn thè ra khiến họ giật mình hãi hùng. Chúng thực sự là một loài rắn với đầy đủ các đặc điểm cấu tạo của rắn: có xương sống, có vảy, và đầu ngóc lên khi bò.

Đăng ngày: 21/03/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News