Vi sinh vật 100 triệu năm tuổi dưới đáy biển sống sót mà không cần thức ăn

Trang Phạm10:52 29/07/2020

Những vi sinh vật này sống ở độ sâu gần 6km dưới bề mặt đại dương, khu vực sâu đến mức nó được gọi là tầng dưới dưới đáy biển.

Trong ảnh là hình ảnh qua kính hiển vi huỳnh quang của các mẫu vi khuẩn triệu năm tuổi sau khi tách tế bào (trước khi phân loại tế bào) với nhiều hạt trầm tích còn lại.

Theo một nghiên cứu mới được công bố, các quần thể vi sinh vật thưa thớt này tồn tại trong trầm tích chứa đầy ôxy tích tụ ở Nam Thái Bình Dương, trong phạm vi đường xích đạo, Úc, hải lưu vòng Nam cực và Nam Mỹ.

Vi sinh vật dưới biển được biết đến là những vi sinh vật đơn bào nhỏ bé sống trong đại dương và chiếm hơn 98% tổng khối lượng sinh vật sống trong đại dương.

Khu vực phát hiện những vi sinh vật kỳ lạ mới nằm trong một phần của hệ thống các dòng hải lưu đặc biệt của Trái đất, không có nhiều thức ăn để nuôi sống hầu hết mọi thứ. Nó tương đối ít chất dinh dưỡng nhưng chứa lượng ôxy dồi dào ở những phần sâu hơn của lớp vỏ.

Bởi vì trung tâm của Nam Thái Bình Dương là địa điểm trên Trái đất xa nhất so với tất cả các vùng đất liền và đại dương nên nó còn được gọi là “cực đại dương không thể tiếp cận” và được coi là “sa mạc đại dương” lớn nhất Trái đất.

Đây không phải là nơi mà hầu hết sự sống sẽ phát triển mạnh, mặc dù các vi khuẩn dưới đáy biển được biết là có mặt ở các địa điểm Nam Thái Bình Dương. Tuy nhiên, may mắn thay cho các vi khuẩn, dân số của chúng không bị giới hạn bởi sự có sẵn của nitơ và sắt hoặc các chất dinh dưỡng vô cơ chính hòa tan cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật sống.

Cho đến nay, không có nhiều bằng chứng cho thấy các vi khuẩn đặc biệt này hoạt động như thế nào và tình trạng sống sót của chúng trong môi trường khan hiếm thực phẩm như vậy. Trước khi một tế bào có thể phát triển, phân chia thành nhiều tế bào hơn hoặc theo kịp năng lượng cần thiết để hoàn thành các chức năng trao đổi chất cơ bản, nó phải tiêu thụ và sử dụng carbon, vì vậy, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các mẫu trầm tích từ khoảng 3,7km đến gần 6km dưới mực nước biển, trong một cuộc thám hiểm vào năm 2010.

Trầm tích đã được lắng đọng trong khoảng thời gian từ 13 triệu đến 101,5 triệu năm trước và nó chứa một lượng nhỏ carbon cùng các vật liệu hữu cơ khác.

Sau đó, trong một phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra những mẫu vật hàng triệu năm tuổi với chất nền carbon và nitơ để xem các tế bào có khả năng nuôi dưỡng và phân chia thành nhiều tế bào hay không.

Hầu hết trong số gần 7.000 tế bào cổ đại đã phân tích dễ dàng ăn các loại thực phẩm carbon và nitơ trong vòng 68 ngày kể từ khi thí nghiệm thực hiện. Chúng cũng nhanh chóng phân chia và tăng tổng số hơn 10.000 lần. Đó là tốc độ tăng trưởng mà các nhà nghiên cứu không mong đợi vì không có gì để tiêu thụ, Yuki Morono, nhà khoa học cao cấp từ Cơ quan Khoa học và Công nghệ Biển-Trái đất Nhật Bản cho biết.

Sau 101,5 triệu năm trong điều kiện khan hiếm thực phẩm, các vi khuẩn không hoạt động vẫn giữ được khả năng sống, ăn và phân chia. Những vi khuẩn này thống trị các cộng đồng vi sinh vật nằm trong trầm tích dưới vực thẳm của đại dương.

Video đang HOT

Các vi khuẩn gần như bị mắc kẹt hoàn toàn trong trầm tích, bao quanh là các hạt, không được phép di chuyển và được giữ ở đó hàng triệu năm. Ngoài ra, chất dinh dưỡng của chúng rất hạn chế, hầu như ở trạng thái “nhịn ăn”. Vì vậy, thật đáng ngạc nhiên và chúng đã thách thức về mặt sinh học rằng một phần lớn vi khuẩn có thể được hồi sinh sau một thời gian rất dài chôn cất hoặc nhốt trong điều kiện năng lượng cũng như dinh dưỡng cực kỳ thấp.

Vi khuẩn chỉ chiếm ít hơn 0,01% mẫu trầm tích, vì vậy các kỹ thuật được sử dụng cho phép vi khuẩn không thể nhìn thấy được bằng mắt người có thể nhìn thấy và nhận ra bởi con người.

Nghiên cứu này được đánh giá có tầm quan trọng toàn cầu nhưng khó ngoại suy vì trầm tích rất phức tạp và thay đổi từ nơi này sang nơi khác, Yohey Suzuki, phó giáo sư Khoa khoa học Trái đất và Hành tinh tại Đại học Tokyo, người không tham gia vào nghiên cứu, nhận định.

Ngoài ra các tác giả cũng phát hiện ra nhiều loại vi khuẩn có khả năng chịu đựng cao trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Các vi khuẩn được hồi sinh đã bị mắc kẹt trong trầm tích dưới lòng đất tới 100 triệu năm mà không có thức ăn, các nhà nghiên cứu vẫn chưa khám phá ra làm thế nào các vi khuẩn có thể sống sót trong tình trạng khan hiếm như vậy. Hiện tại, ngoài việc xác định làm thế nào các vi khuẩn có thể tồn tại trong hàng triệu năm, các tác giả mong muốn được nhìn thấy các giới hạn của lớp dưới.

Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện

Machimosaurus là một chi thuộc họ Teleosauridae sống vào thời kỳ Jura muộn. Hóa thạch của chúng được tìm thấy ở Morocco, Thụy Sĩ. Các hóa thạch khác được tìm thấy ở Anh, Pháp, Đức, và Bồ Đào Nha.

Machimosaurus là một chi thuộc họ Teleosauridae sống vào thời kỳ Jura muộn (Kimmeridgia và Tithonia). Các hóa thạch của chúng được tìm thấy ở Morocco, Thụy Sĩ. Các hóa thạch khác được tìm thấy ở Anh, Pháp, Đức, và Bồ Đào Nha và mới đây ở Tunisia.

Các nhà cổ sinh vật học đang đào những hóa thạch của Machimosaurus rex.

Hình dáng hóa thạch hộp sọ của loài cá sấu khổng lồ Machimosaurus rex.

Bắc Phi trong kỷ nguyên Mesozoi được xem là lãnh địa của những loài vật khổng lồ và trong đó có những loài vật với cái tên khá quen thuộc như Thằn lằn gai (Spinosaurus), cá mập trắng Carcharhinus, Carcharodontosaurus, Paralititan, Sarcosuchus...

Trong những năm gần đây, một loài cá sấu mới đã được phát hiện và đặt tên là King Machimosaurus (Machimosaurus rex). Hóa thạch của loài này được tìm thấy ở sa mạc Morocco, mẫu hóa thạch này là một hộp sọ dài 1,6 mét và toàn bộ cuộc khai quật được tài trợ bởi National Geographic.

Nhóm khai quật hóa thạch cá sấu Machimosaurus rex.

Đầu năm 2016, nhóm nghiên cứu đã xuất bản một bài nghiên cứu có tiêu đề "The largest thalattosuchian (Crocodylomorpha) supports teleosaurid survival across the Jurassic-Cretaceous boundary" và chính thức đặt tên cho loài cá sấu khổng lồ này là Machimosaurus rex.

Đánh giá từ hóa thạch của Machimosaurus rex, các nhà cổ sinh vật học suy đoán rằng loài này có thể dài tới 9,6 mét và nặng tới gần 3 tấn. Từ đó có thể thấy rằng Machimosaurus rex là loài cá sấu nước mặn lớn nhất từng được con người phát hiện. Trong khi đó, các loài cá sấu nước mặn khác sống trong thời đại Trung Sinh có kích thước nhỏ hơn, chẳng hạn như loài Dakosaurus và Metriorhynchus. Nhưng trên thực tế, nếu gộp cả 2 loài cá sấu nước mặn và cá sấu nước ngọt vào với nhau thì kích thước của loài Machimosaurus rex vẫn còn nhỏ bé hơn so với các loài như Purussaurus, Sarcosuchus hay loài Deinosuchus.

Machimosaurus rex sở hữu một cái đầu dài, nhưng mõm của chúng khá mỏng đồng thời chúng sở hữu những hàng răng tròn, ngắn và sắc nhọn trong miệng. Mũi của chúng được mọc ở trên đỉnh đầu, đây là đặc điểm ưu việt để có thể thở trong môi trường biển. Ngoài ra, chúng sở hữu cặp mắt mọc trên đỉnh đầu khá giống với các loài cá sấu ngày nay.

Thông qua phân tích và mô phỏng hóa thạch, các nhà cổ sinh vật học cho rằng Machimosaurus rex có một thân hình khá mảnh khảnh nhưng cái đuôi của chúng lại khá dài và rộng để có thể hỗ trợ quá trình di chuyển dưới biển và duy trì sự cân bằng của cơ thể. Từ đó có thể thấy rằng loài Machimosaurus rex đã tiến hóa để thích nghi với cuộc sống dưới đại dương và có thể bơi với vân tốc rất nhanh.

Federico, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Bologna ở Ý, người đã tham gia nghiên cứu cho biết, hộp sọ của Machimosaurus rất lớn, nhưng răng của chúng lại ngắn, dày và tròn, điều đó cho thấy chúng sở hữu lực cắn cực kì lớn và hoàn toàn có thể nghiên nát mai rùa chỉ trong một cú đớp. Giới nghiên cứu suy đoán rằng thức ăn chính của chúng là các loài cá và các loài khủng long, động vật gần bờ, trong khi các loài động vật biển khác như rùa thì chỉ được coi là "món tráng miệng" mà thôi.

Phương thức săn mồi của loài cá sấu khổng lồ này khá tương đồng với những loài cá sấu hiện đại, chúng sẽ nằm phục kích con con mồi hoặc chờ đợi những con khủng long bất cẩn tiến đến và sau đó thực hiện một cuộc tấn công bất ngờ với tốc độ cao và kéo con vật đen đủi chìm dần xuống mặt biển.

Các vết cắn của loài cá sấu khổng lồ này cũng từng được tìm thấy trên một số mẫu hóa thạch của loài khủng long Cetiosaurus được tìm thấy ở Anh. Điều này đồng nghĩa với việc môi trường sống của chúng không chỉ thu hẹp ở Bắc Phi như các loài cá sấu khác như , Spinosaurus, Carcharodon.

Tên đầu đủ của loài cá sấu khổng lồ này là Machimosaurus rex, bao gồm tên chi và tên loài, bởi vì Machimosaurus rex không phải là loài duy nhất được tìm thấy trong chi Machimosaurus.

Machimosaurus rex (ngoài cùng bên phải) là loài có kích thước lớn nhất trong chi Machimosaurus.

Hóa thạch của chi cá sấu Machimosaurus được tìm thấy đầu tiên tại Thụy Sĩ vào đầu thế kỷ 19 và nó được đặt tên theo nhà cổ sinh vật học người Đức von Schone và nó được xem là loài cá sấu lớn nhất được biết đến trong thời kỳ kỷ Jura.

Hiện tại có 5 loài trong chi Machimosaurus và Machimosaurus rex là loài mới nhất và lớn nhất từng được phát hiện. Đánh giá từ hóa thạch của cá sấu Machimosaurus, chúng từng tồn tại ở Thụy Sĩ, Pháp, Anh, Bồ Đào Nha, Đức, Áo, Morocco, và dường như chúng có mặt trên khắp Châu Âu thời tiền sử. Sự phân bố của cá sấu Machimosaurus có liên quan đến sự phân bố đất và biển từ kỷ Jura muộn đến kỷ Phấn trắng sớm. Bởi trong khoảng thời gian đó, đại dương đã tràn vào Châu Âu và Bắc Phi, và hiển nhiên đây là môi trường sống của cá sấu Machimosaurus.

Việc phát hiện ra Machimosaurus rex không chỉ làm mới giới hạn kích thước của cá sấu biển thời kỳ Mesozoi mà còn mở rộng giới hạn sinh tồn của các loài Machimosaurus đến kỷ Phấn trắng, từ 130 triệu đến 120 triệu năm trước.

Trước đây, có quan điểm cho rằng có một sự kiện tuyệt chủng ở cuối kỷ Jura và khiến cho nhóm động vật giống cá sấu tên teleosaurid bị tuyệt diệt trong sự tuyệt chủng này. Nhưng việc phát hiện ra Machimosaurus rex hé lộ nếu cuộc tuyệt chủng hàng loạt từng diễn ra, nó không giết chết sự sống trên khắp hành tinh. "Phát hiện mới cung cấp thêm bằng chứng cho thấy nhiều loài bò sát ở biển đã vượt qua biên giới và sống sót qua cuộc tuyệt chủng", Brusatte - nhà cổ sinh vật học tại Đại học Edinburgh, Anh kết luận.

Tại sao dơi sống sót khi mang virus chết người? Đại dịch Covid-19 khiến chúng ta nhận thức sâu sắc rằng, dơi có một khả năng kỳ lạ khi mang theo các loại virus chết người nhưng bằng cách nào đó vẫn sống sót. Bộ gen của dơi tiết lộ "siêu năng lực" chống lại những mầm bệnh chết người nó mang trong mình. Ành: Getty Images. Đại dịch Covid-19 khiến chúng ta...