Vừa tỉnh dậy sau giấc ngủ đông 24.000 năm trong băng vĩnh cửu, những vi sinh vật cổ đại lập tức tự nhân bản

Luân trùng là thuật ngữ chỉ những vi sinh vật đa bào sống trong môi trường nước ngọt. Chúng nổi tiếng với khả năng chống chịu nhiệt độ thấp (nằm trong nitro hóa lỏng mà vẫn sống), nhiệt độ cao của dung dịch đang sôi, thậm chí cắt đứt cơ thể hay bị nhiễm phóng xạ cũng không thể khiến luân trùng bỏ mạng. Ngành động vật này đã sống qua hàng triệu năm mà không cần tới cơ quan sinh dục.

Vậy mà chúng vẫn tiếp tục làm các nhà khoa học ngỡ ngàng: nghiên cứu mới vừa khai quật được một cụm cá thể luân trùng kẹt trong băng vĩnh cửu vùng Siberia suốt 24.000 năm. Thoát khỏi lớp băng lạnh, những sinh vật luân trùng lập tức bừng tỉnh và tự nhân bản. Chúng đã lập kỷ lục sống lâu mới cho cả ngành sinh vật cổ đại.

Luân trùng không phải sinh vật duy nhất được hồi sinh từ băng lạnh. Nhóm nghiên cứu này cũng đã từng hồi sinh giun tròn hơn 40.000 năm tuổi từ băng vĩnh cửu. Ngoài ra, khoa học đã từng chứng kiến rêu, hạt giống, vi khuẩn và virus ngủ yên trong băng lạnh suốt cả thiên niên kỷ nhưng vẫn hồi sinh khi được rã đông. Việc hồi sinh thành công sinh vật cổ đại cũng dấy lên những lo ngại về mầm bệnh tiềm tàng đang ẩn trong băng đá vĩnh cửu.

Nhưng trong bách khoa toàn thư về sinh vật, những sinh vật thuộc lớp bdelloidea (như sinh vật ngành luân trùng 24.000 năm tuổi mới được phát hiện) không gây hại cho người, nên chúng ta không phải lo lắng về phát hiện mới. Tuy nhiên, với tư cách sinh vật đứng ở vùng đáy của chuỗi thức ăn, chúng có thể đóng vai trò chưa rõ trong hệ sinh thái hiện đại. Ta cần phải tính tới trường hợp này, nhất là khi băng vĩnh cửu tan sẽ hồi sinh một lượng chưa rõ những sinh vật cổ đại già cỗi hơn cả lịch sử loài người.

Sở thú lạnh lẽo

Suốt một thập kỷ, phòng thí nghiệm Sol Cryology đặt tại Pushchino, Nga đã và đang khai quật băng vĩnh cửu để tìm sinh vật nhiều ngàn năm tuổi. Năm ngoái, họ đã phát hiện ra một “sở thú trong băng” bao gồm những sinh vật nguyên sinh (những dạng sống có nhân tế bào nhưng không phải động vật, thực vật hay nấm) có tuổi thọ trong khoảng từ vài chục cho tới vài trăm ngàn năm tuổi.

Trong phát hiện mới, nhóm nghiên cứu tìm thấy những sinh vật cổ đại sau một tháng đào xới đất. Trong các lớp sinh vật thuộc ngành luân trùng, lớp bdelloidea là những con vật lạ lùng có thể sinh sản đơn tính, tức là tự tạo ra những bản sao của mình.

Dù khả năng này làm công đoạn xác định tổ tiên sinh vật thêm khó khăn, nhưng việc nghiên cứu có thể nói thêm cho ta biết về đặc tính và hành vi của những sinh vật cổ xưa. Những sinh vật mới được phát hiện không giống bất cứ sinh vật thuộc ngành luân trùng hiện đại nào, tuy nhiên có một nhóm luân trùng có họ hàng gần với chúng đang sống tại Bỉ.

Hôm nay làm lạnh vi sinh vật, ngày mai sẽ thử với động vật có vú

Từ hứng thú nghiên cứu những sinh vật trong băng, các nhà khoa học tìm hiểu sâu hơn quá trình đóng băng sinh vật cũng như cách những con luân trùng sống lâu đến vậy. Bước đầu, nhóm nghiên cứu đóng đá một nhóm bản sao các luân trùng ở nhiệt độ -15 độ C trong một tuần, rồi quay lại quá trình hồi sinh của chúng.

Nhóm phát hiện ra không phải cá thể nào cũng sống sót. Đáng ngạc nhiên hơn, khả năng chịu lạnh của chúng cũng không cao hơn những nhóm luân trùng đương thời sống tại Iceland, Alaska, Châu Âu, Bắc Mỹ, hay thậm chí luân trùng ở những vùng nhiệt đới của Châu Á và Châu Phi.

Các nhà khoa học cũng nhận thấy luân trùng có thể sống qua quá trình làm lạnh chậm (kéo dài khoảng 45 phút). Đây là điểm đáng chú ý bởi lẽ tốc độ làm lạnh chậm sẽ khiến tinh thể băng dần hình thành bên trong tế bào sống, một quá trình có thể làm chết tế bào. Đến giờ, cơ chế ngăn tinh thể băng hình thành vẫn là mục tiêu bất khả thi của các doanh nghiệp nghiên cứu công nghệ đóng băng và hồi sinh sinh vật sống. Luân trùng có thể mở ra những lối đi ta không ngờ tới.

Nhóm tác giả nghiên cứu không hứng thú với khía cạnh này, nhưng họ có dự định thử nghiệm khả năng chống chịu giá lạnh của luân trùng; chúng có thể làm chậm quá trình trao đổi chất, cho phép cá thể sống sót trong một trường cực đoan. Các nhà nghiên cứu nói thêm rằng, quá trình có thể diễn ra dễ dàng trên động vật bậc thấp, những cá thể mang các hệ thống phức tạp trong cơ thể có thể không thích ứng dễ dàng vậy đâu.

Dù vậy, luân trùng là một trong những sinh vật phức tạp nhất có thể sống sót ở nhiệt độ cực thấp; não và ruột của chúng vẫn được bảo toàn nguyên vẹn. Khẳng định này lại đưa chúng ta về câu hỏi chưa lời giải đáp: sẽ ra sao nếu như hàng loạt sinh vật dạng này hồi sinh và đi vào hệ sinh thái và chuỗi thức ăn. Chưa rõ sinh vật cổ đại sẽ tương tác ra sao với hệ sinh thái hiện đại, vậy nên những nghiên cứu này đáng để theo đuổi lắm.

Kim