Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các đoạn DNA bị 'đảo ngược' có thể tăng tốc đáng kể quá trình thích nghi và tiến hóa của cá, cung cấp những hiểu biết về cách các loài mới xuất hiện và đa dạng hóa. Sự hiểu biết này có thể cách mạng hóa cách tiếp cận của chúng ta đối với việc bảo tồn và sự hiểu biết của chúng ta về sự đa dạng của sự sống.
Câu hỏi trung tâm trong sinh học là làm thế nào các loài mới xuất hiện và sự đa dạng đáng kinh ngạc của sự sống trên Trái đất đã đến. Nghiên cứu về cá cichlid từ Hồ Malawi ở Đông Phi cung cấp những manh mối giá trị. Trong một hồ duy nhất này, hơn 800 loài khác nhau đã tiến hóa từ một tổ tiên chung trong một thời gian tương đối ngắn so với sự tiến hóa của con người và tinh tinh.
Các nhà nghiên cứu từ các trường Đại học Cambridge và Antwerp đã điều tra sự tiến hóa nhanh chóng của những loài cichlid này. Những phát hiện của họ, được công bố trên tạp chí Science, tập trung vào DNA của hơn 1.300 con cá cichlid. Họ phát hiện ra rằng ở một số loài, các đoạn DNA lớn trên năm nhiễm sắc thể bị đảo ngược, một loại đột biến được gọi là đảo ngược nhiễm sắc thể. Quá trình này hoạt động như một 'bộ tăng tốc' tiến hóa.
Trong quá trình sinh sản bình thường, DNA được sắp xếp lại thông qua tái tổ hợp, trộn lẫn vật liệu di truyền từ cả cha và mẹ. Tuy nhiên, sự đảo ngược nhiễm sắc thể ngăn chặn sự trộn lẫn này trong vùng bị đảo ngược. Điều này có nghĩa là các tổ hợp gen trong vùng đảo ngược được truyền nguyên vẹn từ thế hệ này sang thế hệ khác. Điều này bảo tồn các thích nghi có lợi và tăng tốc độ tiến hóa.
Những tập hợp gen được bảo tồn này thường được gọi là 'siêu gen'. Ở cá cichlid Malawi, siêu gen đóng nhiều vai trò quan trọng. Mặc dù các loài cichlid khác nhau vẫn có thể giao phối với nhau, nhưng sự đảo ngược giúp chúng tách biệt bằng cách ngăn chặn các gen của chúng trộn lẫn quá nhiều. Các gen trong các siêu gen này thường kiểm soát các đặc điểm quan trọng đối với sự sống còn và sinh sản, chẳng hạn như thị giác, thính giác và hành vi.
Sự đảo ngược cũng thường hoạt động như nhiễm sắc thể giới tính, ảnh hưởng đến việc một con cá trở thành đực hay cái. Khám phá này mở ra những con đường mới để hiểu cách thức tiến hóa hoạt động. Sự đảo ngược nhiễm sắc thể không chỉ có ở cá cichlid; chúng cũng được tìm thấy ở nhiều loài động vật khác, bao gồm cả con người. Chúng ngày càng được công nhận là một yếu tố quan trọng trong quá trình tiến hóa và đa dạng sinh học.
Nghiên cứu này cung cấp sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách sự sống trên Trái đất trở nên phong phú và đa dạng như vậy. Bằng cách hiểu cách các siêu gen này tiến hóa và lan rộng, các nhà khoa học đang tiến gần hơn đến việc trả lời một trong những câu hỏi lớn nhất trong khoa học. Kiến thức này có thể được áp dụng cho các nỗ lực bảo tồn, giúp bảo vệ đa dạng sinh học và hiểu cách các loài thích nghi với môi trường thay đổi.