Trên Con đường tơ lụa cổ xưa, lạc đà Bactrian đóng vai trò là sứ giả buôn bán và trao đổi văn hóa.

Chúng phát triển mạnh ở những vùng sa mạc và bán sa mạc khắc nghiệt nhất, tiêu thụ một lượng lớn muối mỗi bữa và ăn nhiều chất béo, với lượng đường trong máu cao hơn gấp đôi so với các loài động vật nhai lại khác.

Tuy nhiên, chúng không chỉ tránh được các bệnh chuyển hóa như tiểu đường hay cao huyết áp mà còn tồn tại được ở sa mạc có nhiệt độ biến đổi khắc nghiệt, trở thành “con tàu của sa mạc”. Lạc đà Bactrian thích nghi với môi trường khắc nghiệt như thế nào?

Các nghiên cứu trước đây cho thấy sống ở vùng sa mạc khô cằn, lạc đà đã tiến hóa nhiều đặc điểm sinh lý không có ở các loài động vật khác. Lạc đà có khả năng chịu khát và chịu nhiệt cao, khả năng thích ứng đặc biệt với thảm thực vật và hệ thống miễn dịch độc đáo.

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu từ các tổ chức như Trung tâm Công nghệ sinh học Quốc gia của Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah ở Ả Rập Saudi đã giải mã thành công bộ gen của ba loài thuộc họ Camelidae: lạc đà Bactrian, lạc đà một bướu và lạc đà không bướu.

Bước đột phá này đã cho phép các nhà khoa học phân tích cơ chế thích nghi sa mạc của họ Camelidae ở cấp độ di truyền. Những kết quả nghiên cứu mới nhất đã được công bố trên tạp chí "Truyền thông thiên nhiên".

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã cố gắng làm sáng tỏ những bí ẩn về lịch sử tiến hóa và khả năng thích nghi trên sa mạc của lạc đà bằng cách tiến hành phân tích trình tự toàn bộ bộ gen trên lạc đà Bactrian, lạc đà một bướu và lạc đà không bướu.

Các nhà nghiên cứu đã trích xuất DNA máu từ lạc đà Bactrian, lạc đà một bướu và lạc đà không bướu để giải trình tự toàn bộ bộ gen ở độ sâu cao ngay từ đầu. Kết hợp với dữ liệu phiên mã từ lạc đà Bactrian, họ đã nghiên cứu khả năng thích nghi với sa mạc của lạc đà và lịch sử tiến hóa của các loài Camelidae.

Phân tích quy mô quần thể cho thấy quy mô quần thể của 3 loài này có liên quan chặt chẽ với sự biến đổi địa chất theo thời gian. Các nghiên cứu về bộ gen so sánh đã tiết lộ các đặc điểm của các loài Camelidae về các khía cạnh như chuyển hóa chất béo, chuyển hóa nước, stress nhiệt, khả năng chịu hạn, khả năng chống bức xạ UV và khả năng chống bão cát.

Phân tích cho thấy cơ chế điều hòa thẩm thấu và bảo vệ thẩm thấu độc đáo của lạc đà, đặt nền tảng quan trọng cho việc nghiên cứu khả năng thích nghi với sa mạc của lạc đà.

Các nhà nghiên cứu cũng đã xây dựng một cây phát sinh gen của lạc đà, nghiên cứu sự tiến hóa của các loài Camelidae ở cấp độ gen. Kết quả phân tích cho thấy sự phân kỳ của lạc đà Bactrian và lạc đà không bướu xảy ra khoảng 16,3 triệu năm trước, trong khi sự phân kỳ của lạc đà một bướu và lạc đà không bướu xảy ra khoảng 4,4 triệu năm trước.

Phân tích tiến hóa dựa trên các đột biến đồng nghĩa và không đồng nghĩa cho thấy so với các loài động vật có vú khác, lạc đà có tốc độ tiến hóa nhanh hơn.

Về cơ chế thích ứng ở sa mạc lạc đà, các nhà nghiên cứu nhận thấy sự tiến hóa nhanh chóng ở một số loài lạc đà liên quan đến stress nhiệt, hô hấp, vận chuyển ion natri, kali, v.v. Một số gen liên quan đến hô hấp trải qua quá trình chọn lọc tích cực ở lạc đà.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu là một quá trình tiến hóa thích nghi chính của lạc đà để đối phó với tình trạng khan hiếm nước ở sa mạc. Tế bào thận lạc đà chứa hàm lượng thẩm thấu hữu cơ cao, giúp duy trì áp suất thẩm thấu cao trong tế bào và giữ hàm lượng nước trong tế bào.

Để chống lại tác động bất lợi của áp suất thẩm thấu cao, lạc đà đã tiến hóa nhiều gen liên quan đến chất chống oxy hóa.

Trong hành trình vượt sa mạc, chúng ta chứng kiến sự thích nghi và tiến hóa của sinh vật với môi trường. Với tinh thần kiên định và trí tuệ sinh tồn độc đáo, họ vạch ra con đường sinh tồn trên sa mạc. Tinh thần và trí tuệ này không chỉ giúp lạc đà có thể sống sót trên sa mạc mà còn mang lại những hiểu biết sâu sắc cho con người chúng ta.