Loài côn trùng kỳ lạ với cơ quan đặc biệt giúp sống sâu dưới đáy hồ Malawi

Mỗi ngày, ấu trùng của muỗi ma Chaoborus edulis, thường gọi là sên thủy tinh trong suốt, thực hiện một hành trình phi thường tại hồ Malawi ở châu Phi. Chúng lặn xuống những vùng nước sâu, có khi vượt quá 200 mét, nơi môi trường chịu áp suất nước cao gấp 20 lần mức bình thường. Đây là điều gần như không thể đối với đa số côn trùng và cả con người do áp suất lớn có thể khiến hệ thống hô hấp hoặc các cơ quan nội tạng bị tổn thương hoặc đổ vỡ.

Tuy nhiên, loài ấu trùng này không những sống sót mà còn thích nghi bằng cách chờ đến khi trời tối để trở lại tầng nước mặt, tận dụng bóng đêm để tìm kiếm thức ăn mà không bị động vật săn mồi đe dọa.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học British Columbia (Canada), Bộ Tài nguyên Thiên nhiên và Biến đổi Khí hậu Malawi và Viện Đại dương Scotland đã tập trung phân tích cấu trúc của bốn túi khí dài, có hình dạng như quả chuối trong cơ thể ấu trùng. Túi khí này có khả năng co giãn, điều chỉnh độ nổi theo nhu cầu của ấu trùng.

Điểm đặc biệt là dù có thể giãn nở và co lại để kiểm soát độ nổi, các túi khí này vẫn giữ được độ cứng nhất định để chống lại áp suất mạnh từ môi trường nước sâu, tránh bị bẹp hoặc phá hủy. Điều này là một đặc tính chưa từng được ghi nhận ở các loài côn trùng khác, theo công bố trên tạp chí khoa học Science.

Để làm rõ bí ẩn sinh tồn của C. edulis, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm đặt ấu trùng vào buồng áp suất, từ từ tăng áp lực để so sánh với các loài họ hàng sống ở hồ nước cạn. Kết quả cho thấy, trong khi các loài như C. pallidipes không thể chịu được áp suất tương đương độ sâu 114 mét, C. americanus chỉ chống đỡ được đến 16 mét, ấu trùng C. edulis vẫn tồn tại dưới áp lực tương ứng với 500 mét nước sâu.

Nghiên cứu cũng phát hiện các túi khí của C. edulis có thành mỏng hơn, ít cong hơn so với các loài khác, góp phần làm giảm áp lực khi ở dưới nước sâu. Bên cạnh đó, khi áp suất tăng, các túi khí này trở nên cứng hơn so với túi khí của những loài cùng chi khác.

Nhóm nghiên cứu giải thích rằng ấu trùng sử dụng các hóa chất đặc biệt để kiểm soát độ nổi của túi khí khi di chuyển ở tầng nước nông và giữ chúng cứng chắc để từ từ chìm xuống dưới đáy khi cần thiết. Sự linh hoạt này cho phép chúng bơi lên xuống giữa các lớp nước trong ngày một cách an toàn và hiệu quả.

Phát hiện này làm nổi bật sự sáng tạo kỳ diệu của quá trình tiến hóa trong việc thích nghi với những điều kiện sinh thái cực đoan mà nhiều loài côn trùng tưởng như không thể chịu đựng.

Sheila Patek, nhà sinh học so sánh tại Đại học Duke, đánh giá đây là phát hiện quan trọng mở rộng giới hạn hiểu biết về khả năng sinh học của côn trùng, cho rằng "phát hiện này sẽ trở thành nội dung giáo khoa và giúp chúng ta định nghĩa lại khả năng của côn trùng".

Đây cũng là minh chứng cho thấy các sinh vật nhỏ bé có thể sở hữu những cơ chế sinh học độc đáo để tồn tại trong những môi trường khắc nghiệt nhất trên Trái Đất.