Đinh Văn Khương
Senior Member
http://scienceblog.com/community/article3967.html
Mối liên hệ trực tiếp giữa việc ấm lên toàn cầu với đa dạng di truyền
Lần đầu tiên các nhà khoa học đã tìm ra mối liên hệ trực tiếp giữa việc ấm lên toàn cầu và sự tiến hóa của các loài hoang dã hiện nay. “Chúng ta nghĩ chúng ta biết các động vật có thể sẽ phản ứng như thế nào với việc ấm lên của trái đất, nhưng thực sự chúng ta có rất ít hiểu biết về những phản ứng của di truyền với thay đổi môi trường”. Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một phân tích di truyền của hai loài gặm - nhấm phổ biến ở Vườn Quốc gia Wyoming’s Yellowstone National Park – là chuột núi có tên vole (Microtus montanus) và loài chuột vàng gopher (Thomomys talpoides). Các nhà nghiên cứu đã thu thập DNA của các động vật sống và từ răng các mẫu hóa thạch bị vùi lấp trong động Lamar – một nơi xa xôi phía Bắc VQG.
Các hóa thạch đã cho thấy mối liên hệ trực tiếp giữa ấm lên toàn cầu và đa dạng về di truyền trong tự nhiên
Lần đầu tiên các nhà khoa học đã tìm ra mối liên hệ trực tiếp giữa việc ấm lên toàn cầu và sự tiến hóa của các loài hoang dã hiện nay. Một đội nghiên cứu đứng đầu là Elizabeth A. Hadly – một nhà sinh vật học tại Đại học Stanford – đã công bố kết quả này trên tạp chí Plos Biology trong tháng chín.
“Chúng ta nghĩ chúng ta biết các động vật có thể sẽ phản ứng như thế nào với việc ấm lên của trái đất, nhưng thực sự chúng ta có rất ít hiểu biết về những phản ứng của di truyền với thay đổi môi trường”. Harly – một trợ lý giáo sư sinh học tại Stanford – cho biết.
Trong nghiên cứu, cô cùng các đồng nghiệp của mình đã tiến hành một phân tích di truyền của hai loài gặm nhấm phổ biến ở Vườn Quốc gia Wyoming’s Yellowstone National Park – là chuột núi có tên gọi vole (Microtus montanus) và loài chuột vàng gopher (Thomomys talpoides). Các nhà nghiên cứu đã thu thập DNA của các động vật sống và từ răng các mẫu hóa thạch bị vùi lấp trong động Lamar – một nơi xa xôi phía Bắc VQG.
“Các trầm tích trong động ở độ sâu khoảng 9 yard, chúng tôi đã mất bẩy ngày để khai quật và phân loại.” Harly nói. “Nó chứa hàng trăm trong số rất nhiều bộ xương và đại diện cho các hóa thạch liên tục từ khoảng 3000 năm trước. Với khoảng thời gian từ đó tới nay đã cho phép chúng tôi nghiên cứu tỉ mỉ về tiến hóa nhỏ trong môi trường tự nhiên giống như cách mà các nhà nghiên cứu đã sử dụng trong phòng thí nghiệm khi nghiên cứu những đối tượng có vòng đời nhanh hơn như vi khuẩn hay ruồi dấm.”
Trong thí nghiệm, đội nghiên cứu đã so sánh DNA từ các cá thể vole và gopher sống ở xung quanh động Lunar và DNA từ các hóa thạch cổ mà đã sống ở đây qua các thời kỳ khác nhau từ 1000 năm trước công nguyên.
Các nhà nghiên cứu đã quan tâm tới các động vật sống trong hai sự kiện thay đổi khí hậu gần đây là thời kỳ the Medieval Warm Period (850 – 1350 A.D.) khi Bắc bán cầu trải qua thời kỳ ấm hơn một chút và thời kỳ the Little Ice Age (1350 – 1950 A. D.) – trái đất lạnh đi.
Bởi vì cả vole và gropher đều thích các vùng đồng cỏ ngập nước nên các nhà nghiên cứu dự đoán về sự giảm sút số lượng quần thể của cả hai loài vào thời kỳ Medieval Warm Period do các ổ sinh thái của chúng khô hơn và tăng lên trong thời kỳ lạnh - the Little Ice Age – cũng là thời kỳ ẩm ướt.
Dự đoán này đã được củng cố qua phân tích rât nhiều hóa thạch từ động Lamar. Thời kỳ ấm lên số lượng quần thể vole và pocket gopher bị giảm đi (vole 40% và gopher 50%). Kết quả là ngược lại trong thời kỳ lạnh với sự tăng lên nhanh chóng của cả hai loài.
Phát hiện này đã thiết lập mối quan hệ trực tiếp giữa thay đổi khí hậu và kích thước quần thể, nhưng các cá thể của vole và gopher phản ứng về mặt di truyền với những thời kỳ ấm lên và lạnh đi này như thế nào.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, khi số lượng các cá thể trong một quần thể cách ly giảm đi thì giao phối cận huyết sẽ tăng lên. Hậu quả, các thế hệ sau cómức độ tương đồng về DNA tăng lên. Qua thời gian dài, mất đa dạng di truyền có thể hủy hoại toàn bộ quần thể vì chúng có độ nhậy cảm như nhau với các bệnh và những nguy hiểm bên ngoài.
“Khi bạn giảm kích thước quần thể cũng đồng nghĩa với việc giảm sự đa dạng về di truyền,” Hadly giải thích. “Điều này cũng đã xảy ra với gopher trong thời kỳ Medieval Warm Period. Chúng tôi thấy rằng chúng giảm đi về kích thước quần thể và giảm sút về đa dạng di truyền mà có thể bạn cũng đã dự đoán.”
Trái lại, vole đã phản ứng theo cách khác trong thời kỳ Medieval Warm Period. “Chúng đã không cho thấy bất kỳ một sự giảm sút nào về đa dạng di truyền mặc dù kích thước quần thể giảm đi,” Hadly cho biết. Đó là bởi vì những con vole có thói quen tìm kiếm bạn đời từ các đàn khác.
Hadly giải thích: ‘Những con vole phân tán khá tự do, kết quả là mặc dù trong thời kỳ về kích thước quần thể giảm đi nhưng sự đa dạng di truyền của chúng vẫn tăng lên. Ngược lại, gopher là bọn sống trong đất, chúng đào những cái hang dưới đất mà chúng rất hăng hái xây dựng và and they kind of stick in one place.
Subtle message
Theo Hadly, những kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong sinh học các loài hoang dã và trong bảo tồn.
“Có một thông báo nhỏ trong bài báo về ảnh hưởng của ấm lên toàn cầu tới sự tiến hóa,” cô nói. “Vole cho thấy có một dòng gene mới và sự đa dạng về di truyền khi kích thước quần thể giảm, điều này có nghĩa là chúng đã tiếp xúc với các quần thể khác. Ngược lại, gopher vẫn chưa hoàn toàn phục hồi từ hơn 1000 năm trước - thời Medieval Warm Period – cũng đồng nghĩa với việc chúng chẳng có thêm bất kỳ nhân tố mới nào như là các gene mới từ một quần thể bên ngoài nào đó bởi vì chúng bị cách ly.”
Nghiên cứu này cũng rất có ý nghĩa trong việc quản lý động vật hoang dã tại Vườn Quốc gia Wyoming’s Yellowstone National Park, nơi đang duy trì sự đa dạng di truyền của các quần thể nai elk, bison và các loài thú khác.
Phong cảnh tại Yellowstone – có thể coi là một trong những hệ sinh thái lớn nhất còn tương đối nguyên vẹn trên thế giới – bị chia nhỏ và cách ly giữa các phần nên các quần thể rất khó có thể liên hệ với nhau,” Hadly giải thích. “Chúng thực sự không có bất cứ nơi nào để chay chốn khi các ổ sinh thái bị mất và điều này trở nên nguy hiểm hơn trong thời kỳ ấm lên toàn cầu”.
Cô cảnh báo rằng các phương pháp đã hoàn thiện cho nghiên cứu cung cấp cho những nhà sinh học về động vật hoang dã một sự tiếp cận duy nhất để hiểu những ảnh hưởng trong thời gian dài của khí hậu lên thay đổi về di truyền.
“Khi quan sát các động vật hoang dã trong tự nhiên, tôi không chắc chắn là có nghiên cứu nào tương tự không,” cô nói. “Chưa có ai thực sự nhận biết một cách rõ ràng về những thay đổi của môi trường đã ảnh hưởng tới các gene như thế nào trong khoảng 3.000 qua. Chúng tôi hi vọng các loài khác cũng được nghiên cứu những thay đổi về di truyền khi trái đất ấm lên.”
Còn câu cuối rất hay nhưng dịch mãi không thoát ý nên thôi.
Mối liên hệ trực tiếp giữa việc ấm lên toàn cầu với đa dạng di truyền
Lần đầu tiên các nhà khoa học đã tìm ra mối liên hệ trực tiếp giữa việc ấm lên toàn cầu và sự tiến hóa của các loài hoang dã hiện nay. “Chúng ta nghĩ chúng ta biết các động vật có thể sẽ phản ứng như thế nào với việc ấm lên của trái đất, nhưng thực sự chúng ta có rất ít hiểu biết về những phản ứng của di truyền với thay đổi môi trường”. Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một phân tích di truyền của hai loài gặm - nhấm phổ biến ở Vườn Quốc gia Wyoming’s Yellowstone National Park – là chuột núi có tên vole (Microtus montanus) và loài chuột vàng gopher (Thomomys talpoides). Các nhà nghiên cứu đã thu thập DNA của các động vật sống và từ răng các mẫu hóa thạch bị vùi lấp trong động Lamar – một nơi xa xôi phía Bắc VQG.
Các hóa thạch đã cho thấy mối liên hệ trực tiếp giữa ấm lên toàn cầu và đa dạng về di truyền trong tự nhiên
Lần đầu tiên các nhà khoa học đã tìm ra mối liên hệ trực tiếp giữa việc ấm lên toàn cầu và sự tiến hóa của các loài hoang dã hiện nay. Một đội nghiên cứu đứng đầu là Elizabeth A. Hadly – một nhà sinh vật học tại Đại học Stanford – đã công bố kết quả này trên tạp chí Plos Biology trong tháng chín.
“Chúng ta nghĩ chúng ta biết các động vật có thể sẽ phản ứng như thế nào với việc ấm lên của trái đất, nhưng thực sự chúng ta có rất ít hiểu biết về những phản ứng của di truyền với thay đổi môi trường”. Harly – một trợ lý giáo sư sinh học tại Stanford – cho biết.
Trong nghiên cứu, cô cùng các đồng nghiệp của mình đã tiến hành một phân tích di truyền của hai loài gặm nhấm phổ biến ở Vườn Quốc gia Wyoming’s Yellowstone National Park – là chuột núi có tên gọi vole (Microtus montanus) và loài chuột vàng gopher (Thomomys talpoides). Các nhà nghiên cứu đã thu thập DNA của các động vật sống và từ răng các mẫu hóa thạch bị vùi lấp trong động Lamar – một nơi xa xôi phía Bắc VQG.
“Các trầm tích trong động ở độ sâu khoảng 9 yard, chúng tôi đã mất bẩy ngày để khai quật và phân loại.” Harly nói. “Nó chứa hàng trăm trong số rất nhiều bộ xương và đại diện cho các hóa thạch liên tục từ khoảng 3000 năm trước. Với khoảng thời gian từ đó tới nay đã cho phép chúng tôi nghiên cứu tỉ mỉ về tiến hóa nhỏ trong môi trường tự nhiên giống như cách mà các nhà nghiên cứu đã sử dụng trong phòng thí nghiệm khi nghiên cứu những đối tượng có vòng đời nhanh hơn như vi khuẩn hay ruồi dấm.”
Trong thí nghiệm, đội nghiên cứu đã so sánh DNA từ các cá thể vole và gopher sống ở xung quanh động Lunar và DNA từ các hóa thạch cổ mà đã sống ở đây qua các thời kỳ khác nhau từ 1000 năm trước công nguyên.
Các nhà nghiên cứu đã quan tâm tới các động vật sống trong hai sự kiện thay đổi khí hậu gần đây là thời kỳ the Medieval Warm Period (850 – 1350 A.D.) khi Bắc bán cầu trải qua thời kỳ ấm hơn một chút và thời kỳ the Little Ice Age (1350 – 1950 A. D.) – trái đất lạnh đi.
Bởi vì cả vole và gropher đều thích các vùng đồng cỏ ngập nước nên các nhà nghiên cứu dự đoán về sự giảm sút số lượng quần thể của cả hai loài vào thời kỳ Medieval Warm Period do các ổ sinh thái của chúng khô hơn và tăng lên trong thời kỳ lạnh - the Little Ice Age – cũng là thời kỳ ẩm ướt.
Dự đoán này đã được củng cố qua phân tích rât nhiều hóa thạch từ động Lamar. Thời kỳ ấm lên số lượng quần thể vole và pocket gopher bị giảm đi (vole 40% và gopher 50%). Kết quả là ngược lại trong thời kỳ lạnh với sự tăng lên nhanh chóng của cả hai loài.
Phát hiện này đã thiết lập mối quan hệ trực tiếp giữa thay đổi khí hậu và kích thước quần thể, nhưng các cá thể của vole và gopher phản ứng về mặt di truyền với những thời kỳ ấm lên và lạnh đi này như thế nào.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, khi số lượng các cá thể trong một quần thể cách ly giảm đi thì giao phối cận huyết sẽ tăng lên. Hậu quả, các thế hệ sau cómức độ tương đồng về DNA tăng lên. Qua thời gian dài, mất đa dạng di truyền có thể hủy hoại toàn bộ quần thể vì chúng có độ nhậy cảm như nhau với các bệnh và những nguy hiểm bên ngoài.
“Khi bạn giảm kích thước quần thể cũng đồng nghĩa với việc giảm sự đa dạng về di truyền,” Hadly giải thích. “Điều này cũng đã xảy ra với gopher trong thời kỳ Medieval Warm Period. Chúng tôi thấy rằng chúng giảm đi về kích thước quần thể và giảm sút về đa dạng di truyền mà có thể bạn cũng đã dự đoán.”
Trái lại, vole đã phản ứng theo cách khác trong thời kỳ Medieval Warm Period. “Chúng đã không cho thấy bất kỳ một sự giảm sút nào về đa dạng di truyền mặc dù kích thước quần thể giảm đi,” Hadly cho biết. Đó là bởi vì những con vole có thói quen tìm kiếm bạn đời từ các đàn khác.
Hadly giải thích: ‘Những con vole phân tán khá tự do, kết quả là mặc dù trong thời kỳ về kích thước quần thể giảm đi nhưng sự đa dạng di truyền của chúng vẫn tăng lên. Ngược lại, gopher là bọn sống trong đất, chúng đào những cái hang dưới đất mà chúng rất hăng hái xây dựng và and they kind of stick in one place.
Subtle message
Theo Hadly, những kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong sinh học các loài hoang dã và trong bảo tồn.
“Có một thông báo nhỏ trong bài báo về ảnh hưởng của ấm lên toàn cầu tới sự tiến hóa,” cô nói. “Vole cho thấy có một dòng gene mới và sự đa dạng về di truyền khi kích thước quần thể giảm, điều này có nghĩa là chúng đã tiếp xúc với các quần thể khác. Ngược lại, gopher vẫn chưa hoàn toàn phục hồi từ hơn 1000 năm trước - thời Medieval Warm Period – cũng đồng nghĩa với việc chúng chẳng có thêm bất kỳ nhân tố mới nào như là các gene mới từ một quần thể bên ngoài nào đó bởi vì chúng bị cách ly.”
Nghiên cứu này cũng rất có ý nghĩa trong việc quản lý động vật hoang dã tại Vườn Quốc gia Wyoming’s Yellowstone National Park, nơi đang duy trì sự đa dạng di truyền của các quần thể nai elk, bison và các loài thú khác.
Phong cảnh tại Yellowstone – có thể coi là một trong những hệ sinh thái lớn nhất còn tương đối nguyên vẹn trên thế giới – bị chia nhỏ và cách ly giữa các phần nên các quần thể rất khó có thể liên hệ với nhau,” Hadly giải thích. “Chúng thực sự không có bất cứ nơi nào để chay chốn khi các ổ sinh thái bị mất và điều này trở nên nguy hiểm hơn trong thời kỳ ấm lên toàn cầu”.
Cô cảnh báo rằng các phương pháp đã hoàn thiện cho nghiên cứu cung cấp cho những nhà sinh học về động vật hoang dã một sự tiếp cận duy nhất để hiểu những ảnh hưởng trong thời gian dài của khí hậu lên thay đổi về di truyền.
“Khi quan sát các động vật hoang dã trong tự nhiên, tôi không chắc chắn là có nghiên cứu nào tương tự không,” cô nói. “Chưa có ai thực sự nhận biết một cách rõ ràng về những thay đổi của môi trường đã ảnh hưởng tới các gene như thế nào trong khoảng 3.000 qua. Chúng tôi hi vọng các loài khác cũng được nghiên cứu những thay đổi về di truyền khi trái đất ấm lên.”
Còn câu cuối rất hay nhưng dịch mãi không thoát ý nên thôi.
