Giới khoa học phát hiện các virus khổng lồ có thể kiểm soát sự phát triển của tảo tuyết, từ đó giúp giảm bớt một phần băng tan.
Mỗi mùa xuân, khi mặt trời mọc ở Bắc Cực sau nhiều tháng tăm tối, sự sống lại quay trở lại. Những chú gấu Bắc Cực xuất hiện từ hang ổ trú đông, những đàn nhạn biển Bắc Cực quay lại sau hành trình dài về phương nam.
Virus khổng lồ giúp ăn tảo tuyết, làm giảm băng tan
Động vật không phải là sinh vật duy nhất được đánh thức bởi ánh nắng mùa xuân. Tảo nằm im lìm trên băng bắt đầu nở hoa, làm đen những mảng băng rộng lớn.
Khi băng đen lại, khả năng phản chiếu ánh nắng mặt trời giảm đi, làm băng tan nhanh hơn. Sự tan chảy gia tăng sẽ làm trầm trọng thêm sự nóng lên toàn cầu.
Tảo nằm im lìm trên băng bắt đầu nở hoa, làm đen những mảng băng rộng lớn - (Ảnh: Laura Perini).
Laura Perini, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ từ khoa khoa học môi trường tại Đại học Aarhus (Đan Mạch), và các cộng sự đã tìm thấy những con virus khổng lồ sống trên băng cùng với tảo. Phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Microbiome.
Perini nghi ngờ rằng virus sẽ ăn tảo tuyết, và có thể hoạt động như một cơ chế kiểm soát tự nhiên đối với sự nở hoa của tảo.
"Chúng tôi không biết nhiều về virus, nhưng tôi nghĩ chúng có thể hữu ích như một cách làm giảm bớt hiện tượng tan băng do tảo nở hoa. Cách hoạt động cụ thể đến mức nào và hiệu quả ra sao thì chúng tôi vẫn chưa biết, nhưng nhờ khám phá sâu hơn, chúng tôi hy vọng sẽ trả lời được một số câu hỏi đó", cô nói.
Chưa bao giờ được tìm thấy trên băng trước đây
Virus thường nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn. Virus thông thường có kích thước 20-200 nanomet, trong khi vi khuẩn thông thường có kích thước 2-3 micromet. Nói cách khác, virus bình thường nhỏ hơn vi khuẩn khoảng 1.000 lần.
Tuy nhiên, virus khổng lồ lại không như vậy. Chúng phát triển tới kích thước 2,5 micromet, và lớn hơn hầu hết các vi khuẩn.
Ngoài ra, bộ gene của virus khổng lồ cũng lớn hơn nhiều so với virus thông thường. Thực khuẩn thể có từ 100.000 đến 200.000 chữ cái trong bộ gene, trong khi virus khổng lồ có khoảng 2.500.000 chữ cái.
Virus khổng lồ được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1981, khi các nhà nghiên cứu tìm thấy chúng ở đại dương. Những loại virus này chuyên làm lây lan tảo xanh ở biển. Sau đó, những loại virus khổng lồ được tìm thấy trong đất trên đất liền, và thậm chí ở người.
"Nhưng đây là lần đầu tiên người ta tìm thấy những virus khổng lồ sống trên bề mặt băng và tuyết, chủ yếu là vi tảo", Perini giải thích.
"Chúng tôi đã phân tích các mẫu từ băng đen, tuyết đỏ và các vết lõm nhỏ trong băng, gọi là lỗ cryoconite. Trong cả băng đen và tuyết đỏ, chúng tôi tìm thấy dấu hiệu của các virus khổng lồ đang hoạt động. Đó là lần đầu tiên chúng được tìm thấy trên bề mặt băng và tuyết có chứa rất nhiều vi tảo sắc tố", cô nói.
Sự hiện diện của mARN
Tảo làm đen băng ở Greenland. (Ảnh: Laura Perini).
Bất chấp việc sở hữu kích thước được coi là khổng lồ, những virus này vẫn tránh được sự quan sát bằng mắt thường của con người và thậm chí cả kính hiển vi thông thường. “Khám phá của chúng tôi được thực hiện bằng cách phân tích DNA từ các mẫu được thu thập” - cô Perini cho biết và cung cấp thêm thông tin, họ đã sàng lọc các bộ dữ liệu lớn để tìm ra các dấu hiệu cho thấy các loại virus khổng lồ.
mARN (viết tắt của “messenger RNA” - RNA thông điệp), một loại RNA có chức năng quan trọng trong quá trình tổng hợp protein trong tế bào. mARN bị phân hủy nhanh chóng trừ khi được các sinh vật sống tích cực sản xuất. Sự hiện diện của mRNA trong khu vực, càng khẳng định thêm hoạt động của các loại virus khổng lồ trên băng.
Mặc dù tiềm năng của những loại virus khổng lồ này trong việc kiểm soát tảo và giảm thiểu băng tan do hiện tượng nóng lên toàn cầu đầy hứa hẹn nhưng vẫn còn nhiều điều chưa biết.
“Vật chủ và cơ chế chính xác của chúng vẫn chưa rõ ràng. Một số có thể nhắm mục tiêu trực tiếp vào sinh vật nguyên sinh, số khác nhắm trực tiếp vào tảo” – cô Perini lưu ý. Nghiên cứu của bà nhằm mục đích tìm hiểu sâu hơn về những tương tác này, với nhiều phát hiện dự kiến sẽ được công bố vào cuối năm 2024.