Loài cá duy nhất trên thế giới có thể sống 5 năm không cần nước, xuất hiện từ cách đây 390 triệu năm

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 (Protopterus).

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.

Những con cá này có kích thước dao động trong khoảng từ 44-200 cm khi trưởng thành. Chúng có thân hình thuôn dài, bề ngoài hơi giống cá chình.

Các vây ngực và vây hậu môn của cá có dạng giống như sợi chỉ, còn vây lưng và vây đuôi thì hợp nhất lại thành một cấu trúc duy nhất. Toàn thân cá có vảy mềm bao phủ. Chúng bơi uốn lượn như cá chình hoặc trườn dưới đáy bằng vây ngực.

Do nhiệt độ tại châu Phi cao quanh năm và mùa khô rất khắc nghiệt, thường kéo dài ít nhất 4-5 tháng khiến sông hồ khô cạn nên để tồn tại cá phổi đã phát triển hệ thống hô hấp vô cùng độc đáo khi sở hữu cả mang lẫn hai lá phổi.

Cá phổi có hệ thống hô hấp tiến hóa cao, có thể lấy oxy thẳng từ không khí giống những động vật trên cạn. 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.

Khi xuống nước, chúng di chuyển và kiếm ăn như những loài cá khác. Còn vào mùa khô, chúng sẽ đào hố sâu trên lớp bùn non bằng cách ăn bùn qua miệng, thải bùn qua mang. Khi đạt độ sâu cần thiết, chúng ngừng đào và tiết chất nhầy qua miệng làm cứng bùn, tạo ra lớp kén bọc ngoài, chỉ lộ miệng để lấy không khí.

Nếu tình trạng khô hạn kéo dài, cá phổi châu Phi bắt đầu kích hoạt trạng thái 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 cần ăn.

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.

Có bốn loài cá phổi châu Phi đã được công nhận, gồm cá phổi cẩm thạch (Protopterus aethiopicus), cá phổi Đông Phi (Protopterus amphibius), cá phổi Tây Phi (Protopterus annectens) và cá phổi đốm châu Phi (Protopterus dolloi). Giữa chúng có một số khác biệt về hình dạng và tập tính.

Từ xa xưa, người dân bản địa châu Phi đã tìm bắt cá phổi bằng cách đào đất hoặc thả lưới để làm thực phẩm. Thịt của chúng có vị nồng và không được nhiều người ưa thích tuy vậy cá phổi vẫn là loại thực phẩm có giá trị trong điều kiện sống khắc nghiệt ở khu vực này.

Ngày nay, cá phổi Tây Phi đã được nhân nuôi trong các trang trại thủy sản và mua bán trên thị trường quốc tế như một loài cá cảnh độc đáo. Trong tự nhiên, số lượng của chúng đang giảm dần do tình trạng đánh bắt không kiểm soát.