Cách vi sinh vật có thể tồn tại trong môi trường axit sôi sùng sục

Hạ Thảo07:56 26/12/2022

Suối lưu huỳnh của Công viên Yellowstone ở Mỹ bề ngoài hoàn toàn không thể ở được, nhưng vẫn có những vi sinh vật sống sót trong vùng nước nóng và có nồng độ axit rất cao.

Các nhà khoa học đã khám phá ra bí mật giúp chúng có thể làm được điều này.

Có một số suối nước nóng địa nhiệt ở Vườn quốc gia Yellowstone, trên thực tế, nước trong đó gần như có thể coi là axit sôi. Con người trong điều kiện như vậy sẽ không tồn tại được lâu.

Năm 2021, nhiều người đã bị sốc trước thông tin về một du khách bất cẩn rơi vào nguồn axit. Anh sau đó đã chết vì bỏng và thân thể đã bị tan rã chỉ sau một đêm.

Tuy nhiên, có những vi sinh vật đang tồn tại và thậm chí phát triển mạnh trong môi trường này. Để hiểu cách chúng làm điều này, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã nghiên cứu một loài vi khuẩn cổ ưa axit có tên là Sulfolobus acidocaldarius.

Vi sinh vật này là nhà vô địch thực sự về khả năng sống còn trong môi trường khắc nghiệt. Chúng cho thấy có khả năng sinh tồn mạnh mẽ nhất ở nhiệt độ 80 độ C và môi trường có tính axit rất cao. Hơn nữa, bằng cách oxy hóa lưu huỳnh, Sulfolobus acidocaldarius tự tạo ra axit sulfuric tinh khiết để chúng có thể sống trong đó.

Video đang HOT

Sử dụng kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh (cryo-electron microscopy), các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các tế bào bí ẩn và tìm thấy trong thành phần của chúng một loại protein chưa từng được biết đến trước đây, hình thành nên các cấu trúc giống như sợi tóc cực kỳ chắc chắn.

Các nhà khoa học đã phân lập protein này từ các tế bào, đông lạnh nó ở nhiệt độ rất thấp và hiển thị nó bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (transmission electron microscopy, viết tắt: TEM). Điều này cho phép tạo ra hình ảnh ba chiều chi tiết của protein với độ phân giải nguyên tử.

Hóa ra cấu trúc giống như sợi tóc này bao gồm các đoạn riêng biệt, có hình dạng giống nòng nọc, trong đó “đuôi” của một đoạn được lồng vào “đầu” của đoạn tiếp theo.

Nhờ những “sợi tóc” này, các tế bào vi khuẩn cổ riêng lẻ được kết hợp thành một màng sinh học bền vững, cho phép chúng duy trì sự tiếp xúc giữa các tế bào, trao đổi vật liệu di truyền và tiếp tục axit hóa môi trường để ngăn chặn các yếu tố bất lợi có thể xảy ra.

Dữ liệu mới không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cách các sinh vật nhỏ bé tồn tại trong môi trường khắc nghiệt, mà còn có thể giúp phát triển các vật liệu nano bền nhưng có khả năng phân hủy sinh học.

Nghiên cứu mới này đã được công bố trên tạp chí khoa học Nature Communications – tạp chí được xếp hạng là một trong các chuyên san khoa học uy tín hàng đầu thế giới.

Artemia Salina: Sinh vật có thể tồn tại tới 10.000 năm

Artemia Salina, một loại tôm cổ đại đã tồn tại khoảng 100 triệu năm qua. Chúng có thể sống tới 10.000 năm hoặc hơn thế nữa.

Chúng ta nghĩ rằng chúng ta biết mọi thứ về hành tinh của mình, tuy nhiên, vẫn còn những vùng đất chưa được khám phá. Điều thú vị hơn nữa là thế giới của chúng ta được tạo thành từ 71% là nước, nghĩa là có rất nhiều thứ và sinh vật ẩn náu dưới đáy đại dương, chỉ chờ được khám phá hoặc có thể trốn tránh chúng ta.

Một sinh vật như vậy đã được phát hiện gần đây được đặt tên là Artemia Salina, một loại tôm cổ đại đã tồn tại khoảng 100 triệu năm qua. Loài giáp xác thủy sinh này sống gần đáy biển của các đại dương và mặc dù sở hữu môt cơ thể đơn giản, nhưng chúng có một số khả năng sinh tồn tuyệt vời cho phép chúng sống trong một thời gian rất dài.

Artemia salina là một loài tôm nước muối - loài giáp xác thủy sinh có quan hệ họ hàng gần với Triops và cladocerans hơn là tôm thật. Nó thuộc về một dòng giống không thay đổi nhiều trong 100 triệu năm. A. salina có nguồn gốc từ các hồ, ao và vùng nước mặn tạm thời (không phải biển) ở khu vực Địa Trung Hải của Nam Âu, Anatolia và Bắc Phi. Một số quần thể ở những nơi khác trước đây được gọi là loài này, nhưng hiện nay đã được công nhận là riêng biệt, bao gồm A. franciscana của Châu Mỹ. Loài đó đã được giới thiệu rộng rãi đến những nơi ngoài phạm vi bản địa của nó, bao gồm cả khu vực Địa Trung Hải, nơi nó địa phương vượt trội so với A. salina bản địa. Điều này đã xảy ra ở các vùng của Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Pháp, Ý và Maroc.

Đây cũng có thể được coi là một trong những loài động vật dễ thích nghi nhất vì nó có thể sống trong những điều kiện khắc nghiệt mà không bị ảnh hưởng. Bạn có thể thử đốt nó, dìm nó trong hóa chất, hoặc thậm chí đun sôi nó trên 100 độ C mà nó vẫn không chết. Sinh vật đáng kinh ngạc này thích nghi đến mức nó thậm chí có thể sống ở nhiệt độ -273 độ C.

Có một thực tế là con cái của loài này không cần con đực để sinh sản vì chúng có thể đẻ trứng nở ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu điều kiện không thuận lợi, trong trường hợp nhiệt độ khắc nghiệt hoặc thiếu thức ăn, con cái đẻ ra trứng có vỏ cứng. Những quả trứng này chứa ấu trùng phát triển đầy đủ và sẽ chui ra khỏi vỏ khi gặp điều kiện thuận lợi.

Vào đầu những năm 90, một số người tìm kiếm xăng dầu gần Hồ Muối Lớn đã đào và tìm thấy một loạt các vỏ cứng này do Artemia Salina sản xuất. Khi mang vỏ lên bờ, chúng nở ra nhưng ấu trùng bên trong đã là con trưởng thành, theo nghiên cứu của các chuyên gia.

Những con cái có thể tạo ra trứng do giao phối hoặc thông qua quá trình tự sinh sản. Có hai loại trứng: trứng vỏ mỏng nở ngay và trứng vỏ dày, có thể ở trạng thái không hoạt động trong một thời gian dài, và sẽ nở khi gặp điều kiện thuận lợi. Trứng có vỏ dày được tạo ra khi cơ thể cạn nước, khan hiếm thức ăn và nồng độ muối tăng cao. Nếu con cái chết, trứng vẫn sẽ phát triển thêm. Trứng sau khi nở sẽ trở thành ấu trùng (nauplii) có chiều dài khoảng 0,5 mm. Chúng có một con mắt đơn giản duy nhất chỉ cảm nhận được sự hiện diện và hướng của ánh sáng. Nauplii bơi về phía ánh sáng nhưng các cá thể trưởng thành thì lại bơi theo hướng ngược lại.

Từ các phân tích sâu hơn về vỏ, dấu vết carbon, các nhà khoa học thấy rằng chúng đã hơn 10.000 năm tuổi, có nghĩa là ấu trùng đã phát triển đầy đủ bên trong chờ đến một nơi thuận lợi hơn để nở. Điều này có nghĩa là ấu trùng có thể tồn tại lâu hơn nữa nếu không bị quấy rầy, thậm chí có thể là 100.000 năm.

Các chuyên gia cũng nói rằng sinh vật này, khi còn bên trong lớp vỏ cứng, có thể chống lại sự mất nước cực độ thậm chí lên đến 97%. Đó là khi sinh vật dừng lại và bước vào thời điểm tạm dừng, giống như cách một con gấu ngủ đông vào mùa đông, nhưng phức tạp hơn.

Trong tự nhiên, chúng sống trong các hồ muối. Chúng hầu như không bao giờ được tìm thấy ngoài biển khơi, rất có thể vì thiếu thức ăn và không có khả năng tự vệ. Khả năng phục hồi của những sinh vật này khiến chúng trở thành mẫu thử lý tưởng trong các thí nghiệm. Artemia là một trong những sinh vật tiêu chuẩn để kiểm tra độc tính của hóa chất bao gồm sàng lọc hoạt động diệt côn trùng - được Blizzard và cộng sự 1989 sử dụng để sàng lọc hàng trăm avermectins bán tổng hợp, và Conder và cộng sự 1992 cho chất chuyển hóa của Streptomyces fumanus là dioxapyrrolomycin.

Quá trình này được gọi là anhydrobiosis hay nói một cách đơn giản hơn là sự sống không có nước, tạo ra khả năng sống của một sinh vật mà hầu như không có nước, điều này thật đáng kinh ngạc vì nước là bản chất của sự tồn tại của chúng ta, không chỉ con người mà là mọi thứ xung quanh chúng ta.

Cận cảnh hình ảnh ám ảnh về cây nấm mất nước sau chuyến bay 8 tiếng đồng hồ Nhiếp ảnh gia chụp cận cảnh đáng kinh ngạc về cây nấm sau khi trải qua 8 giờ bay từ Thụy Điển đến Mỹ. Hình ảnh cây nấm trước vào sau khi được vận chuyển bằng đường hàng không trên một chuyến bay đường dài khiến nhiều người bất ngờ. Cây nấm khi bắt đầu cuộc hành trình Sau khi di chuyển trên...

Bạn thấy bài viết này có hữu ích không?

Có;

Không

Tin liên quan

Xem thêm Share

Xem nhiều

Clip: Xe bán tải bị đâm nát trên đường tại Sơn La, bé gái trong xe không ngừng hoảng loạn kêu cứu "bố ơi"00:55

B Ray muốn tìm "ghệ mới" nhưng không quên "bóc phốt" người yêu cũ: Nói nhiều, ghen tuông, bào tiền?03:46

Chưa bao giờ Trường Giang lại như thế này01:23

Kinh hoàng clip nữ diễn viên bị xe đụng, hoảng loạn nhưng phản ứng của ekip mới gây phẫn nộ02:00

Đòn giáng của ông Trump vào Ukraine trước ngưỡng cửa đàm phán với Nga09:07

1,4 triệu người hóng xem con trai Nhã Phương có 1 hành động lạ giữa đêm lúc Trường Giang vắng nhà00:42

Chồng H'Hen Niê tung loạt ảnh hẹn hò bí mật suốt 7 năm, netizen liền phán: "Bị block là xứng đáng!"00:54

HOT: Đạt G - Cindy Lư hóa cô dâu chú rể trên lễ đường, khóa môi ngọt ngào trước đông đảo khách mời01:26

Tiêu điểm

Tin đang nóng

Tin mới nhất

Người đàn ông bỏ việc đi khắp nơi chụp ảnh chó

11:06:14 23/02/2025

Sau khi nhận ra bản thân đặc biệt thích chụp ảnh chó, John Fabiano (Mỹ) quyết định bỏ việc đi khắp thế giới ghi lại hình ảnh về loài động vật này.

Phát hiện loài nấm biến nhện thành 'zombie'

11:04:54 23/02/2025

Các nhà khoa học cho rằng loài nấm thây ma mới này có khả năng biến nhện thành thây ma để duy trì sự sống cho nấm.

Thành phố ở Brazil ban bố tình trạng khẩn cấp sau khi xuất hiện những hố sụt lớn

11:03:04 23/02/2025

Chính quyền thành phố Buriticupu thuộc bang Maranhao của Brazil đã phải ban bố tình trạng khẩn cấp sau khi những hố sụt lớn xuất hiện, ảnh hưởnghàng trăm ngôi nhà.

Ảnh dưới nước đẹp khó tin lần đầu công bố

10:56:53 23/02/2025

Giải Nhiếp ảnh dưới nước 2025 (Underwater Photographer of the Year) công bố 130 hình ảnh cho thấy sự đa dạng, thách thức và vẻ đẹp của cuộc sống dưới đáy biển khiến người xem sửng sốt.

Chó đi lạc, chủ treo thưởng 175 triệu tìm kiếm nhưng nhận về cái kết đau lòng

10:55:30 23/02/2025

Wu Yiyi, một chú chó 4 tuổi được anh Yoyo (Quảng Tây, Trung Quốc) yêu thương và chăm sóc từ khi còn nhỏ. Anh đối xử với chú chó như người thân, ngay cả tiệc sinh nhật cũng tổ chức cho chú.

Người dân đua nhau đi 'bắt muỗi, đổi tiền'

17:08:50 22/02/2025

Chính quyền phường Addition Hills ở trung tâm thủ đô Manila quyết định trao thưởng tiền mặt cho những người dân bắt muỗi như một cách phòng chống dịch sốt xuất huyết đang lan tràn trong thời gian gần đây.

Phát hiện kỳ lạ bên trong những chiếc hộp được kéo lên từ độ sâu 8km dưới đáy đại dương: Làm thay đổi hiểu biết của con người từ trước đến nay

17:07:47 22/02/2025

Từ những mẫu trầm tích được đưa lên từ rãnh Nhật Bản, phía đông bắc Tokyo, các nhà khoa học vừa phát hiện ra một hệ sinh thái đa dạng đáng kinh ngạc.

Nữ thạc sĩ Cambridge xin vào sở thú làm công việc 'bốc mùi', 8h sáng đến 5h chiều chỉ quanh quẩn chăm thú

11:05:16 22/02/2025

Mã Nhã, 25 tuổi, từng tốt nghiệp Đại học ngoại ngữ Nam Kinh. Sau khi du học Anh, cô gái tài năng lần lượt tốt nghiệp ngành Khoa học sinh học tại Imperial College London và Viện Thú y thuộc Đại học Cambridge.

Người đàn ông kinh hãi khi nhìn thấy thứ này từ chiếc xe đi bên cạnh

10:25:45 22/02/2025

Một tài xế đã phớt lờ lời kêu gọi của chính quyền về việc dọn sạch tuyết trên xe trước khi lưu thông, khiến nhiều người lo ngại về an toàn giao thông.

Kỳ lạ, loài cây có thể phát nổ như 'bom'

10:07:31 22/02/2025

Cây đầu lân còn được gọi là cây bom . Quả của loài cây này có khả năng phát nổ như bom nếu dùng lực gõ mạnh vào nó.

Bí ẩn 1.000 ngôi mộ ở Đức bị dán mã QR

10:05:10 22/02/2025

Ban quản lý nghĩa trang tại Munich, Đức không thể tìm ra nguyên nhân khoảng 1.000 ngôi mộ trong thành phố này liên tục bị dán mã QR lên bia, cho tới khi cảnh sát vào cuộc.