Vi khuẩn có thể chuyển hóa một trong những loại nhựa khó tái chế nhất

Nguyễn Thị Mẫn07:58 03/04/2020

Mới đây, các nhà khoa học đã xác định được một loại vi khuẩn có thể giúp phá vỡ một trong những loại nhựa dẻo nhất xung quanh chúng ta.

Loại vi khuẩn này có tên là Pseudomonas sp. TDA1, và nó có thể phá hủy một số liên kết hóa học giữ nhựa dựa trên polyurethane – loại được sử dụng rộng rãi, từ tủ lạnh đến giày dép.

Polyurethane không tan chảy khi được nung nóng, khiến nó khó bị phân hủy, nhưng vi khuẩn Pseudomonas sp. TDA1 có thể chuyển hóa một số thành phần hóa học tạo nên loại nhựa này.

“Vi khuẩn có thể sử dụng các hợp chất này như một nguồn carbon, nitơ và năng lượng duy nhất”, “Phát hiện này là một bước tiến quan trọng trong việc tái sử dụng các sản phẩm PU khó tái chế.” – nhà vi trùng học Hermann Heipieper, từ Trung tâm nghiên cứu môi trường Helmholtz ở Đức cho biết.

Nghiên cứu được thực hiện trong lớp đất bên dưới khu vực chất thải chứa rất nhiều nhựa giòn. Phát hiện ra chủng vi khuẩn này, các nhà khoa học đã tiến hành phân tích bộ gen và các thí nghiệm khác để tìm ra khả năng của vi khuẩn.

Theo nhóm nghiên cứu, Pseudomonas sp. TDA1 từ một nhóm vi khuẩn được biết đến là có khả năng xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại, và cũng là một phần của nhóm vi sinh vật có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt nhất – trong đó có môi trường độc hại của nhựa thoái hóa.

Đó là một khởi đầu đầy hứa hẹn về một giải pháp cho vấn đề tái chế nhựa dựa trên vi khuẩn của chúng tôi. Tuy nhiên, chúng ta sẽ cần biết nhiều hơn về các quá trình sinh hóa đằng sau quá trình trao đổi chất này trước khi bắt đầu đưa Pseudomonas sp. TDA1 vào sử dụng.

Phương Huyền

1001 thắc mắc: Tại sao cá ngựa đực lại mang thai?

Khác với các loài sinh vật khác dưới biển, cá ngựa có đặc điểm sinh sản rất khác biệt. Những con đực sẽ là những con mang thai và trực tiếp đẻ ra những con cá ngựa con.

Cá ngựa hay hải mã là tên của một loài động vật sống ở các vùng biển nhiệt đới. Chúng thường có chiều dài từ 16cm đến 35cm. Có thể coi cá ngựa là một loại cá vì chúng có đầy đủ vây ngực và vây lưng. Cá ngựa thường ăn các loài giáp xác nhỏ như tôm hoặc cá bằng cách hút vào miệng. Cá ngựa có thể sống theo cặp nhưng cũng có thể sống thành bầy đàn. Khi sống theo bầy đàn, ngoài việc giao phối vào buổi sáng hoặc chập tối, chúng dành toàn bộ thời gian còn lại để kiếm ăn.

Loài cá ngựa có họ hàng gần với loài cá chìa vôi và cá rồng biển vì đặc tính của giống loài này là con đực thường làm nhiệm vụ mang thai và sinh con thay cho nhiệm vụ của con cái. Tuy nhiên thay vì nuôi những con cá ngựa con trong bụng của chúng giống như tử cung của những con cái, cá ngựa đực sẽ "mang thai" trong một chiếc túi giống như túi của chuột túi (kangaroo).

"Sứ mệnh" của cá ngựa đực là mang thai

Có một giả thuyết về lý do tại sao cá ngựa đực thường mang thai. Đó là bởi cấu tạo tự nhiên của cá ngựa đực giúp sinh ra nhiều cá ngựa con và với tốc độ nhanh hơn. Trong khi đó con cái sẽ trao tất cả số trứng mà nó có vào trong túi con đực khi giao phối.

Vì vậy nó cần nhiều thời gian hơn để phục hồi và tạo ra trứng mới. Một con cá ngựa đực có thể sinh cá ngựa con cùng ngày và tiếp tục mang thai tiếp lứa tiếp theo sau khi cá ngựa cái đã tích lũy đủ số trứng. Nhờ sự phân công nhiệm vụ này nên con cái có đủ thời gian để phục hồi năng lượng và tạo ra nhiều trứng hơn thay vì phải kiêm cùng lúc nhiệm vụ tạo trứng và nuôi cá ngựa con.

Trước khi gửi trứng cho cá ngựa đực "trông nom", cá ngựa cái đã sử dụng năng lượng của mình để cung cấp chất dinh dưỡng cho lớp vỏ trứng. Nhiệm vụ còn lại của cá ngựa đực chỉ là tạo môi trường an toàn để nuôi cá ngựa con phát triển.

Để sinh con, cá ngựa phải giao phối trước. Con đực và con cái sẽ liên tục bơi vòng quanh để tán tỉnh nhau bằng những chiếc vây. Chúng có thể vờn nhau như vậy trong vài ngày trước khi giao phối.

Sau khi đã đồng ý giao phối, cá ngựa cái sẽ bơi gần về phía mặt nước và cá ngựa đực sẽ bơi theo sau. Con cái sau đó sẽ đặt trứng màu cam sáng vào trong túi của con đực thông qua lỗ ở trên đỉnh túi. Sau khi đưa trứng an toàn vào bên trong, con đực sẽ phóng tinh trùng của chúng vào chúng và tiến hành đóng cửa túi. Trứng sau khi được thụ tinh sẽ bắt đầu phát triển thành cá ngựa con.

Lúc này công việc của cá ngựa mẹ đã xong. Còn cá ngựa bố giờ đây sẽ đóng vai trò của người chăm sóc và ấp trứng. Túi đựng trứng của cá ngựa đực có khả năng điều chỉnh nhiệt độ, lưu lượng máu và độ mặn của nước để đảm bảo trứng có điều kiện phát triển tốt nhất.

Cá ngựa đực ăn luôn cả con mình

Cá ngựa con nhỏ tới nỗi chúng chẳng thể ăn các sinh vật phù du như bố mẹ chúng. Do đó khả năng sống của cá ngựa con cũng vì thế mà thấp hơn rất nhiều. Ngoài ra, chúng có xu hướng bị dòng hải lưu cuốn đi trước khi kịp bám vào các tảng đá hoặc san hô để lẩn trốn. Lúc này nhiều cá ngựa con vô tình lại trở thành mồi ngon cho các loài cá khác.

Cá ngựa đực không ăn cho đến vài giờ sau khi sinh. Tuy nhiên nếu những con cá ngựa con vẫn quẩn quanh, chúng có thể vô tình trở thành bữa ăn ngon miệng cho cá ngựa đực. Đúng vậy, đôi khi cá ngựa đực cũng ăn luôn cả con của mình.

Giống như nhiều loài cá mới sinh khác, trong số hàng trăm con cá ngựa con sinh ra sẽ chỉ có một vài con có đủ khả năng sống sót và trở thành cá ngựa trưởng thành.

Việc con đực mang thai gây xáo trộn hành vi liên quan đến giới tính

Nhà nghiên cứu sinh học tiến hóa Adam Jones cùng cộng sự thuộc đại học Texas A&M đang tiến hành tìm hiểu bằng cách nào mà cấu trúc cơ thể cần thiết cho quá trình mang thai có thể tiến hóa. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ có được cái nhìn sâu hơn về cơ chế tiến hóa chịu trách nhiệm với những biến đổi trong cấu trúc của các loài qua thời gian.

Việc mang thai của con đực cũng gây ra xáo trộn trong hành vi liên quan đến giới tính. Jones cho biết: "Cá ngựa cái có những hành vi cạnh tranh vốn là đặc trưng của con đực, trong khi cá đực lại 'kén cá chọn canh' - một đặc trưng của những con cái". Nhóm thí nghiệm của ông cũng nghiên cứu các bước tiến hóa dẫn đến hành vi đảo ngược và vai trò của hooc-mon trong biến đổi này.

Một khía cạnh khác mà phòng thí nghiệm của Jones nghiên cứu là các bước tiến hóa hình thành nên hình dạng chung có một không hai của loài cá ngựa. Jones cho biết: "Bằng cách nào chúng ta tìm hiểu một loài khác thường như cá ngựa từ những loài cá có hình dạng thông thường? Chắc chắn có rất nhiều bước tiến hóa tham gia vào quá trình này".

John giải thích rằng bước đầu tiên trong quá trình tiến hóa chính là bước kéo dài thân - nhóm hiện đang nghiên cứu bước này. Bước thứ hai chính là sự hình thành thêm các đặc điểm cấu trúc độc nhất vô nhị mà loài cá ngựa sở hữu như biến đổi thành hình dạng đặc trưng. Đầu của loài cá ngựa không giống đa số các loài cá khác. Nó vuông góc với cơ thể của chúng. Cá ngựa còn có chiếc đuôi có thể cầm nắm được, có nghĩa là không giống các loài cá khác chúng sở hữu một chiếc đuôi cầm được đồ vật.

Video về quá trình cá ngựa đực sinh con dưới đây:

Thiên nhiên kì bí: Đệ nhất sát thủ biển khơi khiến trăn anaconda "chạy mất hình" Đây là loài vật duy nhất khiến hổ mang chúa kịch độc và cả kẻ khổng lồ anaconda chạy mất dạng. Đến đây, có lẽ bạn đang tự hỏi vậy loài sinh vật độc nhất thế giới tự nhiên là loài nào? Quán quân cho ngôi vị này chính là loài sứa hộp Cubozoa sống ở các vùng biển nhiệt đới của Ấn...