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
6 loài động vật sở hữu trái tim

6 loài động vật sở hữu trái tim "kì quặc" nhất quả đất

Mực ống có ba tim, tim gián đập chung nhịp với con người, tim cá ngựa vằn biết hồi sinh... và những điều thú vị khác bạn chỉ có thể thấy trong thế giới động vật.

Đăng ngày: 01/06/2025
Sinh vật độc lạ hệt như miếng sushi, nhưng chớ có đụng vào nhé...

Sinh vật độc lạ hệt như miếng sushi, nhưng chớ có đụng vào nhé...

Mỗi khi nhìn thấy con vật nào đó dễ thương, chúng ta thường nghĩ rằng: "Mang về nhà nuôi!".

Đăng ngày: 01/06/2025
Xem động vật

Xem động vật "phát điên" mỗi khi trăng tròn

Có không ít câu chuyện ly kỳ xảy ra xung quanh những đêm trăng tròn mà đến nay, các nhà khoa học vẫn không ngừng đưa ra tranh luận.

Đăng ngày: 27/05/2025
Những điều thú vị về loài cá sấu

Những điều thú vị về loài cá sấu

Sở hữu thân mình giống những loài bò sát từng sống ở thời tiền sử, cá sấu mang trong mình sức mạnh tiềm ẩn từ thời cổ đại, giúp chúng trở thành vua trên các đầm lầy, sông nước khắp vùng nhiệt đới.

Đăng ngày: 19/05/2025
Loài chim nguy hiểm nhất thế giới được sách kỷ lục Guiness ghi nhận

Loài chim nguy hiểm nhất thế giới được sách kỷ lục Guiness ghi nhận

Chim đà điểu đầu mèo Australia được sách kỷ lục Guiness ghi nhận là loài chim nguy hiểm nhất thế giới. Chúng sở hữu một chiếc móng sắc như dao và một lực đá mạnh nhất trong các loài.

Đăng ngày: 19/05/2025
Loài chim lạ xấu như sứ giả địa ngục: Mắt to như quỷ, mồm rộng như hố bom

Loài chim lạ xấu như sứ giả địa ngục: Mắt to như quỷ, mồm rộng như hố bom

Với tài ngụy trang hoàn hảo và ngoại hình xấu xí, chim potoo thường được gọi là "sứ giả địa ngục".

Đăng ngày: 15/05/2025
Sự thật bất ngờ về loài thú mỏ vịt

Sự thật bất ngờ về loài thú mỏ vịt

Thú mỏ vịt là một loài động vật có vú bán thủy sinh đặc hữu miền đông Úc, bao gồm cả Tasmania. Cùng với bốn loài thú lông nhím, nó là một trong năm loài thú đơn huyệt còn tồn tại.

Đăng ngày: 13/05/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News