Bạn có biết rằng côn trùng là một trong những nhóm động vật cổ xưa và đa dạng nhất trên hành tinh? Chúng đã tồn tại hàng trăm triệu năm và đã tiến hóa để chiếm hữu hầu hết mọi môi trường có thể tưởng tượng. Côn trùng cũng là những động vật không xương sống duy nhất có thể bay, mang lại cho chúng lợi thế hơn các sinh vật khác.
Xem thêm: Vi-rút biển
Nhưng bạn có bao giờ tự hỏi tại sao côn trùng lại hiếm hoi trong đại dương? Dù sao thì đại dương chiếm hơn 70% bề mặt Trái Đất và là nơi sinh sống của vô số hình thái sống. Tại sao côn trùng lại bỏ lại tổ tiên thủy sinh của mình và chuyển sang đất liền?
Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ và Nhật Bản có thể có câu trả lời cho bí ẩn này. Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Royal Entomological Society vào ngày 17 tháng 4, đề xuất rằng côn trùng đã phát triển một cơ chế độc đáo để làm cứng lớp vỏ bọc bên ngoài hay gọi là lớp cuticle, giúp chúng thích nghi với cuộc sống trên đất liền.
Hệ thống làm cứng lớp cuticle
Côn trùng và giáp xác có tổ tiên chung và cả hai đều có lớp vỏ ngoài được tạo thành từ lớp cuticle. Lớp cuticle là một lớp vật liệu hữu cơ mỏng bảo vệ các động vật khỏi mất nước, nhiễm trùng và kẻ săn mồi.
Tuy nhiên, côn trùng và giáp xác có những cách khác nhau để làm cứng lớp cuticle của mình. Giáp xác sử dụng canxi từ nước biển để tạo thành mai, trong khi côn trùng sử dụng oxy và một loại enzyme đặc biệt gọi là đa đồng oxitase-2 hay MCO2.
Theo nghiên cứu, enzyme này cho phép côn trùng tạo ra một lớp cuticle bền và chống thấm nước, có thể chịu được môi trường khô ráo và khắc nghiệt. Điều này cũng mang lại cho côn trùng sự linh hoạt và di chuyển hơn giáp xác, bị giới hạn bởi mai cứng của chúng.
Tác giả chính của nghiên cứu, Tsunaki Asano từ Đại học Tokyo Metropolitan, và nhóm của ông đưa ra giả thuyết rằng hệ thống làm cứng lớp cuticle này là một yếu tố then chốt trong quá trình tiến hóa của côn trùng. Họ cho rằng hệ thống này đã cho phép côn trùng chiếm hữu các môi trường đa dạng trên đất liền, đồng thời khiến chúng ít phù hợp với môi trường biển.
Câu hỏi chưa có lời giải của khoa học
Câu hỏi tại sao côn trùng hiếm hoi trong đại dương đã làm cho các nhà khoa học băn khoăn từ lâu. Đây là một trong những bí ẩn chưa được giải đáp của khoa học, theo Giáo sư Danh dự Charles Griffiths, một nhà sinh vật học biển từ Đại học Cape Town ở Nam Phi.
Vào năm 2018, Griffiths và đồng nghiệp của ông là Giáo sư Mike Picker đã viết một bài báo khám phá các lý thuyết khác nhau về tại sao côn trùng đã không thể thống trị biển. Họ lưu ý rằng chỉ có một số ít côn trùng thực sự sống trong biển, chẳng hạn như con ve biển hay Halobates, sống trên bề mặt của nước xa khỏi đất liền.
Hầu hết các côn trùng sống trong biển đều sống ở vùng triều, là khu vực nơi đại dương gặp đất liền giữa thủy triều cao và thấp. Những côn trùng này chỉ dành một phần cuộc đời của chúng trong nước, thường là khi chúng còn là trứng, ấu trùng hoặc nhộng. Khi chúng trưởng thành, chúng chuyển sang đất liền hoặc bay đi.
Griffiths và Picker đưa ra một số lý do có thể cho mô hình này, bao gồm sự cạnh tranh từ các động vật biển khác, thiếu nguồn thức ăn, khó khăn trong việc lan tỏa và dễ bị kẻ săn mồi. Họ cũng đề cập rằng một số côn trùng có thể đã mất khả năng sống trong nước mặn theo thời gian do những thay đổi di truyền.
Thế giới kỳ diệu của côn trùng
Côn trùng là những sinh vật thú vị có ảnh hưởng lớn đến thế giới của chúng ta. Chúng thụ phấn cho cây cối, tái chế chất dinh dưỡng, kiểm soát dịch hại, truyền bệnh và cung cấp thức ăn cho các động vật khác. Chúng cũng gợi cho chúng ta nguồn cảm hứng với vẻ đẹp, sự đa dạng và sự thông minh của chúng.
Nghiên cứu mới của Asano và nhóm của ông làm sáng tỏ một khía cạnh hấp dẫn của quá trình tiến hóa của côn trùng. Nó cũng đặt ra nhiều câu hỏi về cách côn trùng tương tác với môi trường của chúng và cách chúng sẽ đối phó với những thay đổi trong tương lai.
Theo: NatureWorldNews