Một loại rêu quý hiếm có tên Takakia đã thích nghi qua hàng trăm triệu năm để tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt của cuộc sống trên vách đá của Cao nguyên Tây Tạng. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu về rêu trong gần một thập kỷ cho biết mặc dù là một trong những loài tiến hóa nhanh nhất từng được nghiên cứu nhưng Takakia có thể không thích nghi đủ nhanh để tồn tại trước biến đổi khí hậu.
Chi Takakia chỉ bao gồm hai loài, cả hai đều chỉ được tìm thấy trên cao nguyên Tây Tạng – khu vực mà các nhà nghiên cứu gọi là “nóc nhà của thế giới”.
Giáo sư Tiến sĩ Xuedong Li, một trong hai tác giả đầu tiên của nghiên cứu, đã phát hiện ra quần thể Takakia ở độ cao hơn 13.000 feet (4.000 mét) vào năm 2005. Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu rêu tại chỗ và trong phòng thí nghiệm kể từ đó .
Cuộc sống trên cao nguyên Tây Tạng không hề dễ dàng. Takakia bị chôn vùi dưới tuyết suốt 8 tháng trong năm và tiếp xúc với lượng bức xạ tia cực tím cao khi nổi lên từ lớp tuyết phủ.
Takakia đã phát triển ở vị trí này trong hơn 65 triệu năm, kể từ khi khu vực này được hình thành do sự trôi dạt lục địa, khiến môi trường sống ngày càng khắc nghiệt.
Tiến sĩ Ralf Reski từ Đại học Freiburg, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cùng với Tiến sĩ Yikun He từ Đại học Sư phạm Thủ đô, giải thích: “Những ghi chép về thời gian địa chất này giúp chúng tôi theo dõi sự thích nghi dần dần với cuộc sống ở độ cao lớn trong bộ gen Takakia”. ở Trung Quốc. Nghiên cứu mới nhất xem xét làm thế nào rêu có thể phát triển khả năng sống sót trong những điều kiện khắc nghiệt đe dọa tính mạng.
Trong nghiên cứu, họ cũng ghi lại sự thay đổi khí hậu đã làm thay đổi đáng kể môi trường sống của rêu chỉ trong vòng vài năm.
Nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi tìm thấy hình dạng của Takakia trong các hóa thạch 165 triệu năm tuổi ở Nội Mông, tiết lộ rằng những thay đổi di truyền ảnh hưởng đến hình dạng đã tiến hóa hơn 165 triệu năm trước trong những điều kiện hết sức khác nhau.
Reski cho biết: “Mặc dù bộ gen của Takakia đang tiến hóa rất nhanh nhưng hình thái học vẫn không thay đổi đáng kể trong hơn 165 triệu năm. Điều này khiến Takakia trở thành một hóa thạch sống thực sự. Sự tương phản rõ ràng giữa hình dạng không thay đổi và bộ gen thay đổi nhanh chóng này là một thách thức khoa học đối với các nhà sinh học tiến hóa.”
Quang cảnh khu vực nơi các nhà nghiên cứu nghiên cứu quần thể rêu.
Nhược Dương Hồ / Đại học Sư phạm Thủ đô Bắc Kinh
Tóm lại, Takakia có niên đại khoảng 390 triệu năm tuổi và là nơi có các gen tiến hóa nhanh nhất từng được phát hiện.
“Bây giờ chúng tôi đã có thể chứng minh rằng Takakia là một loại rêu tách ra khỏi các loài rêu khác cách đây 390 triệu năm, ngay sau khi xuất hiện những loài thực vật trên cạn đầu tiên. Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng Takakia có số lượng gen tiến hóa nhanh nhất được biết đến dưới sự chọn lọc tích cực”, He nói.
Nhưng mặc dù phải mất hàng trăm triệu năm để tiến hóa với những thay đổi ngày càng cực đoan, biến đổi khí hậu có thể chấm dứt khả năng tồn tại của loài rêu nhỏ bé đó.
Kể từ khi bắt đầu đo đạc môi trường sống của Takakia vào năm 2010, các nhà nghiên cứu mô tả nhiệt độ trung bình tăng gần nửa độ C mỗi năm. Trong khi đó, sông băng gần các địa điểm lấy mẫu đang rút đi với tốc độ đáng báo động – khoảng 130 feet (50 mét) mỗi năm.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng quần thể Takakia đã trở nên nhỏ hơn đáng kể trong thời gian nghiên cứu. Từ năm 2010 đến năm 2021, độ bao phủ của quần thể Takakia giảm 1,6% mỗi năm, nhanh hơn so với bốn loài rêu thông thường ở địa phương—một xu hướng mà họ cho rằng sẽ tiếp tục.
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy Takakia có giá trị như thế nào trong việc theo dõi quá trình tiến hóa của thực vật trên cạn. Sự suy giảm dân số mà chúng tôi nhận thấy thật đáng sợ,” He nói. Hu cho biết thêm: “May mắn thay, biết rằng loài thực vật này đang bị đe dọa tuyệt chủng cũng cho chúng ta cơ hội bảo vệ nó, chẳng hạn như bằng cách trồng nó trong phòng thí nghiệm”.
“Takakia đã chứng kiến những con khủng long đến và đi. Reski kết luận: “Nó đã chứng kiến con người chúng ta xuất hiện. Bây giờ chúng ta có thể học được điều gì đó về khả năng phục hồi và sự tuyệt chủng từ loài rêu nhỏ bé này”.