- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Tardigrade, hay còn gọi là gấu nước, là một nhóm động vật không xương sống đa dạng hấp dẫn được biết đến nhiều nhất với khả năng sống sót được trong những điều kiện khắc nghiệt.
Một ví dụ nổi tiếng là chuyến đi năm 2007 ra ngoài không gian, nơi gấu nước tiếp xúc với chân không và bức xạ mặt trời ion hóa có hại, thế nhưng chúng vẫn sống và sinh sản sau khi trở về Trái Đất. Gấu nước được tìm thấy trên mọi lục địa và trong các môi trường khác nhau, bao gồm biển, nước ngọt và đất liền.
Ảnh phục dựng loài mới Paradoryphoribius chronocaribbeus trong rêu. Họa sĩ: Holly Sullivan
Gấu nước đã sống sót qua cả 5 sự kiện đại tuyệt chủng của liên đại Hiển sinh, dù những loài gấu nước có hình dáng hiện đại sớm nhất chỉ được biết đến từ kỷ Phấn Trắng, khoảng 80 triệu năm trước. Tuy có lịch sử tiến hóa lâu đời và phân bố trên toàn cầu, nhưng ghi nhận hóa thạch của gấu nước vẫn cực kỳ hiếm. Do kích thước hiển vi và cơ thể không thể khoáng hóa sinh học, nên xác suất gấu nước hóa thạch là rất nhỏ.
Trong một bài báo được đăng ngày 6/10/2021, trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B, các nhà nghiên cứu đã mô tả một hóa thạch gấu nước hình dáng hiện đại mới đại diện cho một chi mới và loài mới. Nghiên cứu này dùng kính hiển vi laser đồng tụ để có được hình ảnh những đặc tính giải phẫu quan trọng độ phân giải cao hơn, giúp ích cho phân tích phát sinh loài để thiết lập vị trí phân loại học của hóa thạch.
Trái: Hình chiếu cạnh của Paradoryphoribius chronocaribbeus quan sát bằng ánh sáng truyền suốt dưới kính hiển vi lập thể (trên) và bằng huỳnh quang sinh học tự phát dưới kính hiển vi laser đồng tụ (dưới).
Phải: Hình chiếu mặt bụng của Paradoryphoribius chronocaribbeus quan sát bằng ánh sáng truyền suốt dưới kính hiển vi lập thể (trên) và bằng huỳnh quang sinh học tự phát dưới kính hiển vi laser đồng tụ (dưới).
Ảnh: Marc A. Mapalo
Hóa thạch mới của Paradoryphoribius chronocaribbeus chỉ là hóa thạch hổ phách gấu nước thứ ba được mô tả đầy đủ và được chính thức đặt tên cho đến nay. Hai hóa thạch gấu nước hình dáng hiện đại khác được mô tả đầy đủ là Milnesium swolenskyi và Beorn leggi, đều từ hóa thạch kỷ Phấn Trắng ở Bắc Mỹ. Paradoryphoribius là hóa thạch đầu tiên được tìm thấy được bao trong hổ phách Dominica của thế Miocen (khoảng 16 triệu năm trước) và là đại diện hóa thạch đầu tiên của siêu họ gấu nước Isohypsibioidea.
Phòng thí nghiệm của Phillip Barden đã khám phá ra hóa thạch này là bắt tay với Javier Ortega-Hernández và Marc A. Mapalo để phân tích chi tiết mẫu hóa thạch.
Mapalo chia sẻ, “Cái khó khi làm việc với mẫu vật hổ phách này là nó quá nhỏ để phẫu thiết đưa lên kính hiển vi, chúng tôi đã phải cần tới loại kính hiển vi đặc biệt để có thể thấy trọn vẹn hóa thạch.” Nhìn chung, ánh sáng truyền suốt bằng kính hiển vi phẫu thiết hoạt động tốt trong việc cho biết hình thái tổng thể lớn hơn như côn trùng và nhện trong hổ phách. Tuy nhiên, Paradoryphoribius có tổng chiều dài cơ thể chỉ 559 micromet, hay chỉ nhỉnh hơn một nửa milimet một chút. Ở tỷ lệ nhỏ như vậy, kính hiển vi phẫu thiết chỉ có thể cho biết hình thái bên ngoài của hóa thạch.
Nhưng may mắn là lớp biểu bì của gấu nước được cấu tạo từ chitin, một hợp chất glucose dạng sợi là thành phần cơ bản của thành tế bào của nấm và khung xương ngoài của loài chân khớp. Chitin phát huỳnh quang và dễ bị kích thích bởi laser, do đó có thể quan sát đầy đủ hóa thạch gấu nước dưới kính hiển vi laser đồng tụ. Sử dụng kính hiển vi laser đồng tụ thay vì ánh sáng truyền suốt để nghiên cứu hóa thạch này tạo ra độ phát huỳnh quang phù hợp giúp quan sát hình thái nội phẫu rõ ràng hơn. Với phương pháp này, Mapalo có thể quan sát đầy đủ 2 đặc tính rất quan trọng của hóa thạch này, là vuốt và bộ máy vùng miệng, hay ruột trước của loài động vật này, cũng có cấu tạo từ thượng bì.
“Dù bên ngoài chúng trông như một loài gấu nước hiện đại, nhưng với kính hiển vi laser đồng tụ, chúng ta có thể thấy nó có tổ chức ruột trước độc đáo, là lý do cho ta tạo ra một chi mới trong nhóm những siêu họ gấu nước còn tồn tại,” Mapalo cho biết. “Paradoryphoribius là chi duy nhất có cách sắp xếp đặc tính độc đáo này trong siêu họ Isohypsibioidea.”
“Hóa thạch của gấu nước rất hiếm,” Ortega-Hernández cho biết. “Với nghiên cứu mới của chúng tôi, việc kiểm tra toàn diện chỉ bao gồm 4 mẫu vật, chỉ từ 3 mẫu vật được mô tả và đặt tên chính thức, gồm cả Paradoryphoribius. Bài báo này cơ bản bao hàm một phần ba ghi nhận hóa thạch gấu nước được biết cho tới nay. Hơn nữa, Paradoryphoribius cung cấp dữ liệu độc nhất về bộ máy vùng miệng của gấu nước trong toàn bộ ghi nhận hóa thạch.”
Các tác giả lưu ý rằng hóa thạch gấu nước có xu hướng được bảo quản tốt trong hổ phách nhờ vào kích thước nhỏ và sinh cảnh ưa thích của gấu nước. Do đó, trầm tích hổ phách là nguồn cung cấp đáng tin cậy nhất để tìm thấy những hóa thạch gấu nước mới, mặc dù điều đó không có nghĩa là việc tìm ra chúng là dễ dàng. Khám phá hóa thạch gấu nước này trong hóa thạch Dominica gợi ý rằng những địa điểm thường xuyên được lấy mẫu khác, như trầm tích hổ phách ở Miến Điện và Baltic, cũng có thể ẩn chứa nhiều hóa thạch gấu nước. Từ trước tới nay, các thể vùi trong hổ phách thường lớn hơn vì thể vùi nhỏ như gấu nước rất khó thấy và đòi hỏi kỹ năng quan sát cực giỏi, cũng như một vài kiến thức chuyên môn.
Ortega-Hernández cho biết, “Các nhà khoa học biết vị trí phù hợp của gấu nước trong cây sinh giới, chúng có họ hàng với chân khớp, và chúng có nguồn gốc sâu sắc trong thời kỳ bùng nổ kỷ Cambri. Vấn đề là chúng ta có một ngành cực kỳ lẻ loi chỉ với 3 hóa thạch được đặt tên. Phần lớn những hóa thạch từ ngành này đều được tìm thấy trong hổ phách, nhưng vì chúng quá nhỏ nên ngay cả khi được bảo quản tốt vẫn rất khó quan sát.”
Mapalo cũng đồng tình, “Nếu ta nhìn vào hình thái bên ngoài của gấu nước, ta có thể suy đoán rằng cơ thể gấu nước không hề có thay đổi nào. Tuy nhiên, khi dùng kính hiển vi laser đồng tụ quan sát hình thái bên trong, chúng tôi thấy những đặc điểm vốn không được nhìn thấy ở những loài còn sống mà chỉ có ở những hoá thạch. Điều này giúp chúng tôi hiểu cơ thể gấu nước đã thay đổi những gì qua hàng triệu năm. Hơn nữa, điều đó cũng gợi ý rằng ngay cả khi ngoại hình gấu nước không đổi, thì một số thay đổi bên trong chắc hẳn đã xảy ra.”
Mapalo và Ortega-Hernández đang tiếp tục vận dụng công nghệ kính hiển vi laser đồng tụ để nghiên cứu những loài gấu nước khác trong hổ phách với hy vọng sẽ mở rộng ghi nhận hoá thạch của loài này.
Một ví dụ nổi tiếng là chuyến đi năm 2007 ra ngoài không gian, nơi gấu nước tiếp xúc với chân không và bức xạ mặt trời ion hóa có hại, thế nhưng chúng vẫn sống và sinh sản sau khi trở về Trái Đất. Gấu nước được tìm thấy trên mọi lục địa và trong các môi trường khác nhau, bao gồm biển, nước ngọt và đất liền.
Ảnh phục dựng loài mới Paradoryphoribius chronocaribbeus trong rêu. Họa sĩ: Holly Sullivan
Gấu nước đã sống sót qua cả 5 sự kiện đại tuyệt chủng của liên đại Hiển sinh, dù những loài gấu nước có hình dáng hiện đại sớm nhất chỉ được biết đến từ kỷ Phấn Trắng, khoảng 80 triệu năm trước. Tuy có lịch sử tiến hóa lâu đời và phân bố trên toàn cầu, nhưng ghi nhận hóa thạch của gấu nước vẫn cực kỳ hiếm. Do kích thước hiển vi và cơ thể không thể khoáng hóa sinh học, nên xác suất gấu nước hóa thạch là rất nhỏ.
Trong một bài báo được đăng ngày 6/10/2021, trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B, các nhà nghiên cứu đã mô tả một hóa thạch gấu nước hình dáng hiện đại mới đại diện cho một chi mới và loài mới. Nghiên cứu này dùng kính hiển vi laser đồng tụ để có được hình ảnh những đặc tính giải phẫu quan trọng độ phân giải cao hơn, giúp ích cho phân tích phát sinh loài để thiết lập vị trí phân loại học của hóa thạch.
Phải: Hình chiếu mặt bụng của Paradoryphoribius chronocaribbeus quan sát bằng ánh sáng truyền suốt dưới kính hiển vi lập thể (trên) và bằng huỳnh quang sinh học tự phát dưới kính hiển vi laser đồng tụ (dưới).
Ảnh: Marc A. Mapalo
Hóa thạch mới của Paradoryphoribius chronocaribbeus chỉ là hóa thạch hổ phách gấu nước thứ ba được mô tả đầy đủ và được chính thức đặt tên cho đến nay. Hai hóa thạch gấu nước hình dáng hiện đại khác được mô tả đầy đủ là Milnesium swolenskyi và Beorn leggi, đều từ hóa thạch kỷ Phấn Trắng ở Bắc Mỹ. Paradoryphoribius là hóa thạch đầu tiên được tìm thấy được bao trong hổ phách Dominica của thế Miocen (khoảng 16 triệu năm trước) và là đại diện hóa thạch đầu tiên của siêu họ gấu nước Isohypsibioidea.
Phòng thí nghiệm của Phillip Barden đã khám phá ra hóa thạch này là bắt tay với Javier Ortega-Hernández và Marc A. Mapalo để phân tích chi tiết mẫu hóa thạch.
Mapalo chia sẻ, “Cái khó khi làm việc với mẫu vật hổ phách này là nó quá nhỏ để phẫu thiết đưa lên kính hiển vi, chúng tôi đã phải cần tới loại kính hiển vi đặc biệt để có thể thấy trọn vẹn hóa thạch.” Nhìn chung, ánh sáng truyền suốt bằng kính hiển vi phẫu thiết hoạt động tốt trong việc cho biết hình thái tổng thể lớn hơn như côn trùng và nhện trong hổ phách. Tuy nhiên, Paradoryphoribius có tổng chiều dài cơ thể chỉ 559 micromet, hay chỉ nhỉnh hơn một nửa milimet một chút. Ở tỷ lệ nhỏ như vậy, kính hiển vi phẫu thiết chỉ có thể cho biết hình thái bên ngoài của hóa thạch.
Nhưng may mắn là lớp biểu bì của gấu nước được cấu tạo từ chitin, một hợp chất glucose dạng sợi là thành phần cơ bản của thành tế bào của nấm và khung xương ngoài của loài chân khớp. Chitin phát huỳnh quang và dễ bị kích thích bởi laser, do đó có thể quan sát đầy đủ hóa thạch gấu nước dưới kính hiển vi laser đồng tụ. Sử dụng kính hiển vi laser đồng tụ thay vì ánh sáng truyền suốt để nghiên cứu hóa thạch này tạo ra độ phát huỳnh quang phù hợp giúp quan sát hình thái nội phẫu rõ ràng hơn. Với phương pháp này, Mapalo có thể quan sát đầy đủ 2 đặc tính rất quan trọng của hóa thạch này, là vuốt và bộ máy vùng miệng, hay ruột trước của loài động vật này, cũng có cấu tạo từ thượng bì.
“Dù bên ngoài chúng trông như một loài gấu nước hiện đại, nhưng với kính hiển vi laser đồng tụ, chúng ta có thể thấy nó có tổ chức ruột trước độc đáo, là lý do cho ta tạo ra một chi mới trong nhóm những siêu họ gấu nước còn tồn tại,” Mapalo cho biết. “Paradoryphoribius là chi duy nhất có cách sắp xếp đặc tính độc đáo này trong siêu họ Isohypsibioidea.”
“Hóa thạch của gấu nước rất hiếm,” Ortega-Hernández cho biết. “Với nghiên cứu mới của chúng tôi, việc kiểm tra toàn diện chỉ bao gồm 4 mẫu vật, chỉ từ 3 mẫu vật được mô tả và đặt tên chính thức, gồm cả Paradoryphoribius. Bài báo này cơ bản bao hàm một phần ba ghi nhận hóa thạch gấu nước được biết cho tới nay. Hơn nữa, Paradoryphoribius cung cấp dữ liệu độc nhất về bộ máy vùng miệng của gấu nước trong toàn bộ ghi nhận hóa thạch.”
Các tác giả lưu ý rằng hóa thạch gấu nước có xu hướng được bảo quản tốt trong hổ phách nhờ vào kích thước nhỏ và sinh cảnh ưa thích của gấu nước. Do đó, trầm tích hổ phách là nguồn cung cấp đáng tin cậy nhất để tìm thấy những hóa thạch gấu nước mới, mặc dù điều đó không có nghĩa là việc tìm ra chúng là dễ dàng. Khám phá hóa thạch gấu nước này trong hóa thạch Dominica gợi ý rằng những địa điểm thường xuyên được lấy mẫu khác, như trầm tích hổ phách ở Miến Điện và Baltic, cũng có thể ẩn chứa nhiều hóa thạch gấu nước. Từ trước tới nay, các thể vùi trong hổ phách thường lớn hơn vì thể vùi nhỏ như gấu nước rất khó thấy và đòi hỏi kỹ năng quan sát cực giỏi, cũng như một vài kiến thức chuyên môn.
Ortega-Hernández cho biết, “Các nhà khoa học biết vị trí phù hợp của gấu nước trong cây sinh giới, chúng có họ hàng với chân khớp, và chúng có nguồn gốc sâu sắc trong thời kỳ bùng nổ kỷ Cambri. Vấn đề là chúng ta có một ngành cực kỳ lẻ loi chỉ với 3 hóa thạch được đặt tên. Phần lớn những hóa thạch từ ngành này đều được tìm thấy trong hổ phách, nhưng vì chúng quá nhỏ nên ngay cả khi được bảo quản tốt vẫn rất khó quan sát.”
Mapalo cũng đồng tình, “Nếu ta nhìn vào hình thái bên ngoài của gấu nước, ta có thể suy đoán rằng cơ thể gấu nước không hề có thay đổi nào. Tuy nhiên, khi dùng kính hiển vi laser đồng tụ quan sát hình thái bên trong, chúng tôi thấy những đặc điểm vốn không được nhìn thấy ở những loài còn sống mà chỉ có ở những hoá thạch. Điều này giúp chúng tôi hiểu cơ thể gấu nước đã thay đổi những gì qua hàng triệu năm. Hơn nữa, điều đó cũng gợi ý rằng ngay cả khi ngoại hình gấu nước không đổi, thì một số thay đổi bên trong chắc hẳn đã xảy ra.”
Mapalo và Ortega-Hernández đang tiếp tục vận dụng công nghệ kính hiển vi laser đồng tụ để nghiên cứu những loài gấu nước khác trong hổ phách với hy vọng sẽ mở rộng ghi nhận hoá thạch của loài này.
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo SciTechDaily)
(Theo SciTechDaily)
