'Hải Sâm zombie' sở hữu bộ phận cơ thể bất tử có thể thay đổi cách chúng ta định nghĩa về sự sống

Hải sâm là nhóm động vật biển kỳ lạ với mức độ đa dạng đáng kinh ngạc. Hiện có khoảng 1.500 loài được ghi nhận, sinh sống trên đáy đại dương khắp thế giới. Đúng như tên gọi, chúng có cơ thể hình ống giống quả dưa chuột và sử dụng các chân ống để kiếm ăn. Khi bị đe dọa, một số loài có thể phóng ra những sợi tơ dính từ cơ thể để quấn chặt kẻ săn mồi, trong khi những loài khác có khả năng lộn các cơ quan nội tạng chứa độc tố ra ngoài nhằm tự vệ. Nếu mất một chi hoặc bộ phận cơ thể, chúng cũng có thể tái tạo lại phần đã mất.

Mới đây, các nhà nghiên cứu phát hiện một loài hải sâm có đặc điểm đặc biệt: Các mô bị tách rời khỏi cơ thể, chẳng hạn như một chân ống bị đứt, dường như vẫn có thể tồn tại vô thời hạn. Phát hiện này đang đặt ra những câu hỏi mới về ranh giới giữa sự sống và cái chết, cũng như về chính khái niệm "sự sống".

Theo Sara Jobson - Nghiên cứu sinh tiến sĩ tại khoa Khoa học Đại dương, ĐH Memorial (Newfoundland và Labrador, Canada): "Đó chính là điều kỳ lạ nhất trong phát hiện này. Chúng tôi ví nó như nhân vật bàn tay 'Thing' trong The Addams Family. Bạn sẽ không bao giờ nghĩ rằng, bàn tay hay bàn chân của mình có thể tự tồn tại và tiếp tục sống độc lập" .

Trong số các động vật có xương sống, thằn lằn là nhóm duy nhất được biết đến có khả năng tái tạo chi. Tuy nhiên, ở động vật không xương sống, hàng nghìn loài sở hữu "siêu năng lực" tiến hóa này, bao gồm toàn bộ ngành Da gai, nhóm động vật gồm hải sâm, sao biển, Đôla cát và nhím biển.

Dẫu vậy, theo Jobson, chưa từng có ai quan sát thấy các mô bị tách khỏi cơ thể vẫn tiếp tục sống trong thời gian dài. Phát hiện bất thường này được ghi nhận ở Psolus fabricii, một loài hải sâm nước lạnh sinh sống ở Bắc Đại Tây Dương. Đây cũng là đối tượng của nghiên cứu mới do nhóm của cô thực hiện tại Trung tâm Khoa học Đại dương, thuộc ĐH Memorial.

Trong một quy trình nghiên cứu thường lệ, khi một con hải sâm được đưa ra khỏi bể thí nghiệm, nó để lại vài chân ống nhỏ, hiện tượng vốn khá phổ biến. Tuy nhiên, thay vì chết và phân hủy, những chân ống này vẫn bám dính và tồn tại suốt nhiều tuần mà không có dấu hiệu mục rữa. Phát hiện bất thường đó khiến Jobson cùng các cộng sự quyết định nghiên cứu sâu hơn. Họ theo dõi các mảnh mô nhỏ của hải sâm (gọi là explants, mẫu mô được tách khỏi cơ thể để nuôi và nghiên cứu) trong hơn ba năm và nhận thấy các mô này vẫn tiếp tục tồn tại.

Nhóm nghiên cứu cũng xác nhận rằng, các mô tách rời này không chỉ tiếp tục tồn tại mà còn có khả năng tự chữa lành, tái tạo và duy trì hoạt động của hệ miễn dịch. Bước tiếp theo, các nhà khoa học muốn tìm hiểu điều gì đã cung cấp năng lượng giúp những mảnh mô này tiếp tục phát triển và sống sót, bởi chúng không còn kết nối với miệng hay hệ tiêu hóa của cơ thể ban đầu: "Chúng tôi quan sát thấy các mô này hấp thụ chất dinh dưỡng trực tiếp qua màng tế bào. Về mặt lý thuyết, đó có thể là cơ chế giúp chúng duy trì sự tồn tại trong thời gian rất dài".

Không chỉ vậy, những mảnh hải sâm nhỏ này vẫn có khả năng tương tác với môi trường xung quanh, cho thấy mạng lưới thần kinh của chúng vẫn đang phục hồi và duy trì chức năng nhất định. Jobson cho biết: "Nếu chạm vào hoặc tạo dòng nước xung quanh chúng, chúng sẽ co rút lại. Điều đó cho thấy, chúng vẫn phản ứng với những thay đổi của môi trường, đồng nghĩa với khả năng chúng có thể học hỏi và thích nghi tốt hơn theo thời gian".

Tuy nhiên, chức năng quan trọng duy nhất mà các mô này không thể thực hiện là sinh sản. Dù vậy, vì bể nuôi trong thí nghiệm sử dụng nước được bơm trực tiếp từ một vịnh gần đó, bao gồm cả vi sinh vật và vi khuẩn tự nhiên, Jobson cho rằng, ngoài môi trường biển có thể cũng tồn tại rất nhiều "mảnh hải sâm xác sống" tương tự.

Jobson đặt câu hỏi: "Tại sao việc duy trì khả năng tái tạo mạnh mẽ như vậy lại mang đến lợi thế tiến hóa cho chúng, trong khi chúng không thể sinh sản? Chúng dường như tái tổ chức để trở thành một đơn vị sinh học mới. Chúng không hoạt động như một cá thể hải sâm hoàn chỉnh, nhưng cũng không chết. Chúng tồn tại trong một 'vùng xám' giữa sự sống và cái chết".

Theo nghiên cứu, các xúc tu bị tách khỏi cơ thể vẫn duy trì khả năng phản ứng với môi trường giống như khi còn gắn với cá thể ban đầu. Jobson cho rằng, việc tìm hiểu hiện tượng này có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách thức hoặc vị trí lưu trữ ký ức bản năng trong các mạng lưới thần kinh không có não bộ.