Cận cảnh vi khuẩn từ tính trú ngụ tại nơi sâu nhất của đại dương

Năm 2018, Yang Hao - một nghiên cứu sinh đang tìm kiếm bụi vũ trụ trong trầm tích đáy biển thu thập từ Rãnh Mariana. Tìm đến phần sâu nhất của đại dương, anh hy vọng sẽ hiểu thêm về nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất và vai trò của vật chất giữa các vì sao.

Khi đang săn tìm bụi thiên thạch, Yang đã rất ngạc nhiên khi phát hiện một sinh vật có vỏ bị mắc vào dụng cụ của mình. Đó là một loài động vật có xương sống có tên là Resigella bilocularis. Tương tự các loài trùng lỗ (foraminifera) khác, R. bilocularis là động vật đơn bào, nhưng khác với hầu hết foraminifera được tìm thấy dưới đáy đại dương, loài này ẩn chứa một điều khiến Yang vô cùng kinh ngạc: từ tính. Quá thích thú với phát hiện của mình, Yang quyết định dồn hết tâm sức để tìm hiểu tất cả những gì liên quan đến sinh vật bí ẩn này.

Resigella bilocularis dưới kính hiển vi.

Nhiều sinh vật như vi khuẩn, tảo đơn bào, côn trùng, động vật thân mềm, cá, chim và thậm chí cả động vật có vú đều có ái lực từ tính. Sức mạnh này được cho là đến từ khoáng chất magnetit mà các loài sử dụng để định hướng và điều chỉnh hành vi theo từ trường của Trái Đất. Một số sinh vật có thể tự sản xuất magnetit bằng cách sử dụng sắt từ môi trường sống xung quanh. Nhưng đối với nhiều loài, chẳng hạn như foraminifera và các sinh vật nhân thực khác, nguồn gốc của magnetit vẫn còn là một bí ẩn.

Nói về nghiên cứu của mình, Yang và nhóm của anh nghi ngờ rằng R. bilocularis đã tự tạo ra chất từ tính của riêng mình. Nếu đúng như vậy, R. bilocularis sẽ là sinh vật nhân thực đơn bào có từ tính đầu tiên được tìm thấy sâu trong đại dương. Việc tìm hiểu thêm về từ tính của loài này có thể đưa các nhà nghiên cứu đến gần hơn với lịch sử tiến hóa của những sinh vật tương tự.

Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết trên sau khi phân tích 1.000 mẫu foraminifera mà họ thu thập được từ Rãnh Mariana trong các chuyến thám hiểm từ năm 2016 đến năm 2019. Công trình của họ cho thấy cấu trúc hóa học và vật lý của magnetit trong R. bilocularis khác với magnetite trong trầm tích xung quanh, cho thấy foraminifera đã tự tạo ra các chất này.

Bất chấp những khó khăn khi nghiên cứu foraminifera trong một phòng thí nghiệm được thiết kế cho các sinh vật đơn bào sống ở nơi có áp suất cao gấp 1000 lần mực nước biển, nhưng Yang vẫn quyết tâm tiến hành kế hoạch đã đề ra. Anh đang làm việc chăm chỉ để giữ cho foraminifera sống sót trong phòng thí nghiệm và giải trình tự bộ gen của sinh vật này. Nếu thành công, những gì mà Yang và các đồng nghiệp đem lại cho ngành sinh vật học sẽ là vô cùng vĩ đại.

Resigella bilocularis phản ứng khi tiếp xúc với từ trường

M. Renee Bellinger, một nhà sinh vật học tiến hóa tại Đại học Hawai‘i ở Hilo, người không tham gia vào nghiên cứu, nhận định: “Hiện tượng tự sản xuất magnetite ở các loài là rất hiếm, đặc biệt là sinh vật nhân thực đơn bào. Nghiên cứu các sinh vật từ môi trường biển sâu có nguồn gốc cổ xưa có thể giúp hiểu được khả năng tạo ra magnetite đã được hình thành ra sao.”

Mặc dù Yang chưa giải mã được nguồn gốc vũ trụ của sự sống trên Trái Đất, nhưng có lẽ anh đang tiến gần hơn đến việc tìm hiểu về nguồn gốc của sự sống từ trường.

• Kỷ lục tính toán 100 nghìn tỷ chữ số của số Pi
• Vương quốc tí hon nằm giữa châu Âu: Nơi giàu nhất thế giới nhưng rất ít người biết tên!
• Phục dựng thành công gương mặt người phụ nữ giàu có 4.000 năm trước