Loài vật mới sống trong môi trường đặc biệt khắc nghiệt

Một loài cổ vi khuẩn mới, Pyrococcus CH1, có thể sống trong môi trường có nhiệt độ từ 80 đến 105 độ C, và có khả năng tự phân chia dưới áp suất thủy tĩnh 120 Mpa (gấp 1000 lần áp suất không khí), mới được phát hiện. 

Phát hiện này do các nhà sinh vật học thuộc Phòng thí nghiệm vi trùng học trong điều kiện môi trường khắc nghiệt (Đơn vị nghiên cứu hợp tác giữa CNRS, Infremer và Đại học Western Brittany UBO), với sự hỗ trợ của Học viện hải dương học Xiamen (Trung Quốc) và Phòng thí nghiệm khoa học Trái Đất (JRU CNRS, ENS Lyon và Đại học Lyon). Cổ vi khuẩn này đã được cô lập từ những mẫu vật của tàu “Serpentine”(1) mà nhóm nghiên cứu Franco-Russian sử dụng để thăm dò những vùng áp suất cao vùng trung tâm Thái Bình Dương trong sáu tuần nhằm tìm kiếm những miệng khí đốt thủy nhiệt mới. Bài báo về phát hiện này được công bố trên tạp chí The ISME (số ra tháng 5).

Vi khuẩn cực trị… thế giới đầy bất ngờ

Các nghiên cứu về vi khuẩn cực trị, loài vật sống ở những điều kiện đặc biệt khắc nghiệt mà không tồn tại hầu hết sự sống trên Trái Đất, chứa đựng nhiều “thế giới để khám phá”. Về mặt đa dạng sinh học, những dạng sống đầy bất ngờ trong những thế giới này cho thấy bản thống kê tất cả các loài vật trên Trái Đất vẫn còn thiếu rất nhiều. Vi khuẩn cực trị cũng cho thấy khả năng thich nghi đáng kinh ngạc của chúng, điều này củng cố khả năng về sự sống trên các hành tinh khác.

Đặc điểm riêng biệt của Pyrococcus CH1

Vi sinh vật piezophilic là một phân nhóm của vi khuẩn cực trị. Được phát hiện ở “Ashadze”(2) tại độ sâu 4100m, CH1 đã được cô lập thành công, và được phân vào nhóm Pyrococcus, trong dòng Euryarchaeota của cổ vi khuẩn. Sinh vật này phát triển ở nhiệt độ từ 85 đến 105 độ C, và áp suất từ 15 đến 150 MPa, tối ưu nhất ở 98 độ C và 52 MPa. Tuy nhiên nó không thể phát triển ở áp suất thấp hơn 15 MPa. 

Khói đen tại những miệng thủy nhiệt vùng biển áp suất cao. (Ảnh: OAR/Chương trình nghiên cứu biển quốc gia (NURP); NOAA).

Pyrococcus CH1 là loài cổ sinh vật piezo-hyperthermophilic(3) được phát hiện ở miệng khí đốt sâu nhất từ trước đến nay.

Phát hiện này nới rộng giới hạn vật lý và hóa học của sự sống trên Trái Đất và củng cố cho ý tưởng về sự tồn tại của sinh quyển sinh vật ưa nhiệt nằm sâu trong lòng hành tinh của chúng ta. Việc nghiên cứu vi sinh vật trong trầm tích đáy biển có vẻ rất hứa hẹn. Những miếng thủy nhiệt là nơi tạo ra điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ, áp suất và thành phần chất lỏng cho vi sinh vật.

Những lợi ích có thể của những vi sinh vật này?

Vì phát triển dưới điều kiện đặc biệt khắc nghiệt, enzim của những vi sinh vật này có thể hoạt động trong những lò phản ứng dưới áp suất cao. Có thể chúng sẽ được sử dụng trong những quy trình công nghiệp cần nhiệt độ và áp suất cao, để có thể tạo ra những sản phẩm có giá trị cao.

Ghi chú:

1) Tàu Serpentine nằm dưới sự chỉ đạo của Yves Fouquet, Trưởng chương trình nghiên cứu đa ngành GEODE về Môi trường khắc nghiệt dưới đáy biển, đồng thời là trưởng phòng thí nghiệm Địa hóa và Sinh khoáng học

2) Ở độ sâu 4100m, “Achadze” là miệng thủy nhiệt hoạt động sâu nhất được biết tới. Nó được phát hiện lần đầu tiên bằng ROV Victor 6000 hoạt động từ tàu nghiên cứu “Pourquoi pas?." của Ifremer.

3) Piezophile (cũng được gọi là barophile) là sinh vật sống ở áp suất cao, hyperthermophile là sinh vật sống trong môi trường có nhiệt độ rất cao.

Tài liệu tham khảo:
Xiang Zeng, Jean-Louis Birrien, Yves Fouquet, Georgy Cherkashov, Mohamed Jebbar, Joël Querellou, Philippe Oger, Marie-Anne Cambon-Bonavita, Xiang Xiao and Daniel Prieur. Pyrococcus CH1, an obligate piezophilic hyperthermophile: extending the upper pressure-temperature limits for life. The ISME Journal, 2009; DOI: 10.1038/ismej.2009.21

Từ khóa liên quan:

Vi khuẩn

loài vật

môi trường

áp suất

nhiệt độ

Pyrococcus CH1