Loài cá sống trong bóng tối của hang động hàng triệu năm tiến hóa thế nào?

Ở vùng nước ngầm của Somalia tồn tại một sinh vật đặc biệt có tên khoa học Phreatichthys andruzzii, thường được gọi là cá hang động Somalia. Nó sống trong những hệ thống hang bị cô lập hoàn toàn khỏi ánh sáng, đến mức bóng tối đã trở thành môi trường sống cố định của loài này trong hàng triệu năm. Không giống nhiều loài cá thông thường, P. andruzzii gần như không còn khả năng nhìn và có những biến đổi sinh học sâu sắc để thích nghi với thế giới không ánh sáng.

Ảnh: nationalgeographicbrasil

Điều đáng kinh ngạc là đây không phải trường hợp duy nhất. Các nhà khoa học đã mô tả hơn 200 loài cá hang bắt buộc, tức những loài dành toàn bộ vòng đời trong hang động. Chúng tiến hóa độc lập từ các tổ tiên sống trên mặt đất hoặc trong vùng nước có ánh sáng. Qua thời gian, nhiều loài cùng xuất hiện những đặc điểm tương tự: mất mắt, giảm sắc tố, tăng cường các giác quan khác và thay đổi cách sử dụng năng lượng.

Với cá hang Somalia, việc không có ánh sáng khiến đôi mắt trở thành một cơ quan gần như vô dụng. Trong quá trình phát triển phôi, cấu trúc mắt ban đầu vẫn hình thành, nhưng sau đó các tế bào ở thủy tinh thể chết đi, khiến quá trình phát triển mắt dừng lại. Đây là một ví dụ đặc biệt thú vị về cách tiến hóa có thể “tắt” một chương trình phát triển thay vì đơn giản xóa bỏ nó hoàn toàn.

Ảnh: kit

Nhưng mất đi đôi mắt không có nghĩa là loài cá này trở nên “kém cảm nhận” thế giới. Ngược lại, các cơ quan cảm giác khác được tăng cường. Cá hang có thể dựa vào cơ quan đường bên để cảm nhận chuyển động và dòng chảy của nước, đồng thời tăng cường khả năng phát hiện các tín hiệu hóa học. Một số loài cá hang còn có nhiều nụ vị giác hơn và có khả năng phát hiện nồng độ axit amin thấp hơn so với họ hàng sống trên mặt nước.

Cá hang Somalia đã mất hệ thống photoreactivation – cơ chế dùng năng lượng ánh sáng để sửa một số tổn thương DNA. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự sống trong bóng tối lâu dài có thể khiến những cơ chế không còn cần thiết dần biến mất.

Ảnh: cite-sciences

Thậm chí, một số cá hang có trao đổi chất hiệu quả hơn, thay đổi hành vi kiếm ăn, nhịp hoạt động và giấc ngủ để đối phó với môi trường nghèo thức ăn. Vì vậy, bóng tối không đơn giản là thứ mà chúng “chịu đựng”, nó đã định hình lại cơ thể và sinh lý của chúng.

Cá hang Somalia vì thế giống như một thí nghiệm tiến hóa tự nhiên đang sống. Trong bóng tối tuyệt đối, tự nhiên đã chứng minh rằng khi ánh sáng biến mất, sự sống không nhất thiết biến mất theo – nó chỉ tìm một cách hoàn toàn khác để tồn tại.

Giống cừu kỳ lạ với bốn sừng cong đối xứng và gần như không có đuôi