Tảo đơn bào được gọi là tảo cát, từ lâu được cho là sinh sản vô tính, gần đây đã được phát hiện là nhanh hơn dự kiến.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tảo cát tham gia vào sinh sản hữu tính - và đặc biệt có khả năng làm điều đó khi có sự hiện diện của hợp chất amoni, một sản phẩm thải do hầu hết các động vật tạo ra.
Trước đây, các nhà khoa học đã quan sát các vòng đời hoàn chỉnh chỉ trong một số ít loài tảo cát, và ngay cả trong số các tảo cát được nghiên cứu kỹ, sinh sản hữu tính chưa từng thấy, các nhà nghiên cứu đã viết trong nghiên cứu, được công bố trực tuyến vào ngày 7 tháng 7 trên tạp chí PLOS ONE.
Tuy nhiên, các tác giả nghiên cứu thấy rằng họ có thể thao túng tảo cát Pseudonana thay đổi cấu trúc tế bào của nó thành nam hay nữ. Tất cả những gì họ phải làm là loại bỏ một trong những yếu tố mà tảo cát cần để phát triển - chẳng hạn như ánh sáng hoặc phốt pho - và sau đó giới thiệu amoni, và tảo cát sẽ phân biệt thành tế bào nam và nữ.
Kimberly Halsey, nhà vi sinh học tại Đại học bang Oregon, cho biết: "Những khám phá của chúng tôi giải quyết hai bí ẩn dai dẳng đã khiến các nhà nghiên cứu diatom lo lắng".
"Vâng, họ có quan hệ tình dục, và vâng, chúng tôi có thể khiến họ làm điều đó", Hasley nói.
Diatoms là protist, một nhóm đa dạng được tạo thành từ các sinh vật đơn bào có cơ thể có thành tế bào và nội thất có tổ chức cao, với một nhân và một loạt các cấu trúc chuyên biệt gọi là bào quan. Ước tính có khoảng 200.000 loài tảo cát trên thế giới và chúng có thể được tìm thấy ở bất cứ nơi nào có nước lỏng.
Mặc dù nhỏ bé, tảo cát đóng một vai trò quan trọng nếu không thấy được trong chu trình carbon của Trái đất - tảo cát tạo ra oxy thông qua quá trình quang hợp - và trong chu trình silica, chiếm khoảng 25% lớp vỏ của hành tinh và các tảo cát kết hợp với các cấu trúc trong thành tế bào của chúng.
Nhưng rất ít thông tin về cách mà hầu hết các tảo cát phát triển và sinh sản. T. giả là một trong hai loài tảo cát đã được giải mã bộ gen, khiến nó trở thành một ứng cử viên hoàn hảo để xác định những thay đổi về mức độ di truyền có thể liên quan đến đặc điểm tình dục - và các nghiên cứu trước đó thậm chí đã xác định được các gen cần thiết cho sinh sản hữu tính, nhưng đã xác định rằng họ đã không hoạt động, các nhà khoa học báo cáo trong nghiên cứu mới.
Amoni được chứng minh là thành phần còn thiếu. Nó gây ra một loạt các phản ứng di truyền tạo ra cấu trúc trứng và tinh trùng. Nhưng đó không phải là tất cả - hơn 1.200 gen cũng bắt đầu hoạt động khác nhau khi có ammonium, mặc dù tác động của những thay đổi đó vẫn chưa rõ ràng, các tác giả nghiên cứu viết. Tuy nhiên, việc xác định ammonium là một trong những yếu tố thúc đẩy tảo cát sinh sản hữu tính sẽ cho phép các nhà khoa học tiếp tục tái tạo hành vi để nghiên cứu thêm, theo Halsey.
"Xác định ammonium như một chất gây cảm ứng tình dục có khả năng mở ra cơ hội nghiên cứu mới về nhân giống và biến đổi gen để kiểm soát các đặc điểm quan trọng", Halsey nói trong tuyên bố.
