Loài cá duy nhất ngủ 5 năm không cần nước, không ăn vẫn sống khỏe

Trong khi hầu hết các loài cá đều cần nước để tồn tại, có một sinh vật đặc biệt đã tiến hóa vượt bậc: có thể sống trong lòng đất suốt nhiều năm không cần nước, không cần ăn uống.

Đó chính là cá phổi châu Phi - loài động vật cổ đại mang trong mình câu chuyện sinh học kỳ diệu về khả năng thích nghi cực đoan.

"Sinh vật giữa hai thế giới"

Xuất hiện từ cách đây khoảng 390 triệu năm, cá phổi được các nhà khoa học gọi là "hóa thạch sống" vì giữ lại nhiều đặc điểm nguyên thủy. Loài cá này sống chủ yếu ở khu vực sông Bandama, Bờ Biển Ngà và các đầm lầy châu Phi - nơi thường xuyên hứng chịu các đợt hạn hán khốc liệt.

Mang hình dạng giống lươn, cá phổi có lớp da lốm đốm màu nâu - ô liu và đặc biệt hơn hết, nó sở hữu cả mang lẫn hai lá phổi thật sự. Do lượng oxy trong nước không đủ để duy trì sự sống, chúng thường xuyên phải ngoi lên mặt nước để hít thở không khí - hành vi hiếm thấy ở cá.

Chính khả năng hô hấp kép này đã giúp cá phổi sống sót cả khi môi trường cạn nước hoàn toàn.

Chiến lược sinh tồn siêu việt: "Ngủ hè" trong lòng đất

Khi dòng sông cạn khô hoặc mùa khô kéo dài, thay vì di cư như các loài khác, cá phổi đào một cái hang sâu trong lớp bùn, vùi mình vào đó và tiết ra một lớp nhầy dày đặc bao phủ toàn thân, chỉ chừa lại một lỗ nhỏ ở miệng để thở.

Sau khi chất nhầy khô lại, nó tạo thành một lớp "kén sinh học" cực kỳ bền chắc và chống nước, giúp cá phổi tạm dừng mọi hoạt động sinh lý - một trạng thái được gọi là "ngủ hè" (aestivation), tương tự ngủ đông ở một số loài động vật vùng lạnh.

Điều đáng kinh ngạc là cá phổi có thể duy trì trạng thái này tới 4-5 năm, không cần nước, không ăn, mà vẫn không bị suy kiệt.

Các nghiên cứu di truyền và sinh học gần đây đã ghi nhận những thay đổi sâu sắc trong cơ thể cá phổi khi bắt đầu giấc ngủ dài:

Giảm mạnh trao đổi chất: Mức tiêu thụ oxy giảm hơn 50%, nhịp tim từ 25 lần/phút còn khoảng 2 lần/phút.

Ngừng sản xuất ammonia: Giúp giảm áp lực bài tiết, tránh tích tụ độc tố trong điều kiện thiếu nước.

Co nhỏ cơ quan nội tạng: Ruột, thận, tim đều giảm kích thước và hoạt động, tiết kiệm tối đa năng lượng.

Thay đổi hoạt động gen và hormone: Các gen liên quan đến trao đổi chất bị ức chế, trong khi các gen chống oxy hóa và phục hồi tế bào được kích hoạt.

Tất cả những thay đổi này giúp cá phổi bước vào trạng thái "bán sống" - tạm dừng nhưng vẫn duy trì sự sống tiềm tàng trong nhiều năm liền.

Lớp kén nhầy - áo giáp sinh học chống lại thời gian và vi khuẩn

Không chỉ là tấm chắn vật lý, lớp kén nhầy mà cá phổi tạo ra còn có vai trò miễn dịch đặc biệt. Theo nghiên cứu đăng trên Nature Communications, các nhà khoa học phát hiện một lượng lớn bạch cầu hạt - tế bào miễn dịch - di chuyển từ nội tạng ra da, tập trung trong lớp nhầy.

Chúng tạo thành các bẫy miễn dịch ngoài tế bào (NETs) - lưới protein có thể tiêu diệt vi khuẩn xâm nhập từ bên ngoài. Nhờ đó, cá phổi vẫn miễn nhiễm với vi khuẩn, vi nấm suốt nhiều năm nằm yên trong lòng đất.

Khi mùa mưa quay lại, nước bắt đầu ngấm vào lớp bùn và tiếp xúc với miệng cá phổi - phần duy nhất lộ ra ngoài. Đây là tín hiệu đánh thức. Cá phổi bắt đầu phá lớp kén, chật vật ngoi ra ngoài trong trạng thái mệt mỏi, rồi bài tiết toàn bộ chất thải tích tụ suốt thời gian dài.

Sau khoảng 10 ngày, các cơ quan nội tạng bắt đầu hồi phục hoàn toàn. Cá phổi quay trở lại cuộc sống săn mồi dưới nước như chưa từng trải qua quãng thời gian ngủ hè kéo dài.

Bị đe dọa trong thời hiện đại

Dù là sinh vật cổ đại sống sót qua hàng trăm triệu năm tiến hóa, cá phổi ngày nay lại đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng do các hoạt động của con người:

Môi trường sống bị thu hẹp: Đầm lầy khô cạn, ô nhiễm và chuyển đổi mục đích sử dụng đất làm giảm nghiêm trọng nơi cư trú.

Đánh bắt quá mức: Cá phổi bị săn bắt làm thực phẩm, dược liệu hoặc vật nuôi cảnh ở một số quốc gia châu Á.

Biến đổi khí hậu: Tăng tần suất hạn hán kéo dài, thay đổi chu kỳ mưa khiến cá phổi mất tín hiệu "thức tỉnh".

Một báo cáo của IUCN (Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế) năm 2024 cho thấy, chỉ trong vòng 5 năm, số lượng cá phổi cẩm thạch tại lưu vực hồ Victoria (châu Phi) đã giảm hơn 11% - một cảnh báo cho hệ sinh thái và đa dạng sinh học toàn cầu.