VNR Content
Pearl
Vi khuẩn cổ đại nhiều khả năng đang ngủ bên dưới bề mặt Hành tinh đỏ, nơi chúng được che chắn trước bức xạ gay gắt từ vũ trụ trong suốt hàng triệu năm qua.
Dù chưa có bằng chứng nào về sự sống được tìm thấy trên Sao Hỏa, các nhà nghiên cứu đã giả lập điều kiện môi trường của hành tinh này trong phòng thí nghiệm, nhằm xác định xem liệu vi khuẩn và nấm có thể tồn tại hay không. Kết quả, ai cũng ngạc nhiên khi phát hiện ra vi khuẩn có khả năng sinh tồn trong 280 triệu năm nếu được chôn vùi và bảo vệ khỏi bức xạ ion hóa cũng như các hạt mặt trời “bắn phá” bề mặt Sao Hỏa mỗi ngày.
Phát hiện này cho thấy nếu sự sống thực sự từng tồn tại trên Sao Hỏa, bằng chứng về chúng có lẽ vẫn nằm đâu đó bên dưới bề mặt hành tinh - và các sứ mệnh thăm dò trong tương lai chắc chắn sẽ tập trung vào đó một khi chúng bắt đầu khoan sâu vào mặt đất Sao Hỏa.
Theo các nhà khoa học, nhiều tỷ năm về trước, môi trường Sao Hỏa - bao gồm bầu khí quyển và nước trên bề mặt - từng phù hợp hơn cho sự sống, trong khi ngày nay, hành tinh này không khác gì một sa mạc băng giá. Các khu vực cằn cỗi nằm ở vĩ độ trung bình của hành tinh có nhiệt độ trung bình là -62 độ C. Và bất kỳ thứ gì tồn tại trên Sao Hỏa (nếu có) đều phải thường xuyên đối mặt với mối đe dọa từ bức xạ bởi bầu khí quyển quá mỏng.
“Không hề có nước chảy hay một lượng nước đáng kể nào trong bầu khí quyển Sao Hỏa, do đó các tế bào và bào tử sẽ bị khô kiệt” - theo các đồng tác giả nghiên cứu Brian Hoffman, Charles E. Và Emma H. Morrison (đều là những giáo sư hóa học và giáo sư sinh học phân tử tại Đại học Weinberg về Nghệ thuật và Khoa học). “Chúng ta còn biết rằng nhiệt độ bề mặt của Sao Hỏa gần tương đương với băng khô, do đó sâu bên dưới quả thực rất lạnh giá”
Cận cảnh tế bào của Deinococcus radiodurans
Một nhóm nghiên cứu đã xác định được giới hạn sinh tồn của vi khuẩn khi bị phơi nhiễm bức xạ ion hóa như tình huống có thể xảy ra trên Sao Hỏa. Sau đó, nhóm này đưa 6 loại vi khuẩn và nấm tìm thấy trên Trái đất vào một môi trường giả lập bề mặt Sao Hỏa - đồng thời bắn phá chúng bằng các tia proton và gamma nhằm tái hiện tác động của bức xạ vũ trụ.
Loại vi khuẩn sống sót sau thí nghiệm có tên là Deinococcus radiodurans. Được đặt biệt danh là “Conan the Bacterium”, nhại lại cái tên “Conan the Barbarian”, do sự “trâu bò” không tưởng, nó dường như phù hợp một cách hoàn hảo để sinh tồn trên Sao Hỏa.
Loại vi khuẩn này là một polyextemophile, có nghĩa là nó có thể tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt như thiếu nước, có acid, hoặc nhiệt độ lạnh giá. Đây cũng là một trong những sinh vật kháng bức xạ mạnh nhất mà giới khoa học từng biết đến.
Nghiên cứu trước đây cho thấy vi khuẩn có thể tồn tại 1,2 triệu năm bên dưới bề mặt Sao Hỏa, trong điều kiện bức xạ gay gắt và môi trường khô cằn, giá lạnh - vượt trội so với một số vi sinh vật từng sinh tồn trên Trái đất trong hàng triệu năm.
Nghiên cứu mới lần này đã phát hiện ra rằng, khi Conan the Bacterium được sấy khô, đóng băng, và chôn sâu dưới bề mặt Sao Hỏa, nó có thể chống chọi được 140.000 đơn vị bức xạ - cao gấp 28.000 lần mức phơi nhiễm bức xạ có khả năng giết chết một con người.
Loại vi khuẩn trông như bí ngô khi quan sát dưới kính hiển vi này nhiều khả năng chỉ sống sót được vài giờ trên bề mặt Sao Hỏa do bị phơi nhiễm tia cực tím. Khi nằm dưới bề mặt 10cm, thời gian sinh tồn của nó sẽ tăng lên 1,5 triệu năm, và nếu nằm sâu 10m, thời gian sẽ là 280 triệu năm.
Các nhà nghiên cứu đã đo được lượng chất chống oxy hóa mangan tích tụ trong tế bào của các vi sinh vật khi chúng bị phơi nhiễm bức xạ. Lượng chất chống oxy hóa mangan càng nhiều, khả năng vi khuẩn kháng được bức xạ và sinh tồn càng cao.
Cấu trúc gen của Conan the Bacterium có sự liên kết của các chromosome và plasmid, có nghĩa là các tế bào vẫn nằm thẳng hàng và có thể tự sửa chữa sau khi phơi nhiễm bức xạ. Và nếu một vi khuẩn tương tự như Conan từng tiến hóa trên Sao Hỏa hàng tỷ năm về trước, khi nước vẫn còn trên bề mặt hành tinh, những ổ vi khuẩn ngủ đông có lẽ đang ẩn sâu bên dưới bề mặt, chờ đợi ngày tái xuất.
“Dù D. Radiodurans bị chôn vùi dưới bề mặt Sao Hỏa không thể tồn tại dưới hình thức ngủ đông trong 2 - 2,5 tỷ năm bởi nước ngầm trên Sao Hỏa đã cạn khô, những điều kiện môi trường trên hành tinh này thường xuyên bị thay đổi và băng thì bị chảy ra do va chạm thiên thạch” - theo tác giả nghiên cứu Michael Daly, một giáo sư ngành bệnh học tại Đại học Khoa học Sức khỏe Uniformed Services, thành viên Ủy ban Bảo vệ Hành tinh của Học viện Quốc gia Hoa Kỳ.
“Chúng tôi nhận định rằng tình trạng tan băng định kỳ có thể khiến dân số vi khuẩn nở rộ và lại biến mất. Ngoài ra, nếu sự sống trên Sao Hỏa thực sự tồn tại, kể cả khi những dạng sống khả thi hiện không còn hiện diện trên Sao Hỏa nữa, những đại phân tử của chúng và các loại vi khuẩn vẫn tồn tại được lâu hơn nhiều. Điều đó làm tăng khả năng, nếu sự sống từng tiến hóa trên Sao Hỏa, thì chúng ta sẽ phát hiện ra chúng trong các sứ mệnh tương lai”
Conan the Barterium nhìn dưới kính hiển vi
Các phát hiện nêu trên mang lại nhiều tiềm năng đối với cả những mẫu vật được đưa về từ Sao Hỏa lẫn những sứ mệnh đang thực hiện trên Hành tinh đỏ.
Chương trình Mars Sample Return, một chương trình đầy tham vọng của NASA và ESA (Cơ quan Vũ trụ châu Âu), dự kiến triển khai nhiều sứ mệnh lên Sao Hỏa để thu thập và đưa về các mẫu vật được thu thập bởi tàu Perseverance.
Nhóm phát triển tàu này hi vọng các mẫu đất và sỏi lấy từ vùng hồ cổ đại và châu thổ sông Jezero Crater của Sao Hỏa có thể giúp xác định liệu sự sống có từng tồn tại trên hành tinh này hay không. Các mẫu vật thậm chí có thể chứa nhiều vi hóa thạch của các vi khuẩn cổ đại.
Bên cạnh đó, các phi hành gia nhiều khả năng sẽ vô tình mang theo vi khuẩn từ Trái đất lên Sao Hỏa trong quá trình hạ cánh trong tương lai, làm nhiễm độc đất trên hành tinh này.
“Chúng tôi đi đến kết luận rằng tình trạng nhiễm độc đất trên Sao Hỏa có thể không thể khắc phục được - tức vĩnh viễn trong hàng ngàn năm” - Hoffman nói. “Điều này sẽ làm phức tạp thêm những nỗ lực tìm kiếm sự sống trên Sao Hỏa. Tương tự, nếu vi khuẩn từng phát triển trên Sao Hỏa, chúng có thể sinh tồn cho đến tận ngày nay. Có nghĩa là đưa mẫu vật từ Sao Hỏa về cũng có thể gây nhiễm độc Trái đất”
Tham khảo: CNN
>>> Sao Hỏa từng có sự sống giống Trái Đất, nhưng tại sao bay giờ lại thành 1 hành tinh cằn cỗi?
Dù chưa có bằng chứng nào về sự sống được tìm thấy trên Sao Hỏa, các nhà nghiên cứu đã giả lập điều kiện môi trường của hành tinh này trong phòng thí nghiệm, nhằm xác định xem liệu vi khuẩn và nấm có thể tồn tại hay không. Kết quả, ai cũng ngạc nhiên khi phát hiện ra vi khuẩn có khả năng sinh tồn trong 280 triệu năm nếu được chôn vùi và bảo vệ khỏi bức xạ ion hóa cũng như các hạt mặt trời “bắn phá” bề mặt Sao Hỏa mỗi ngày.
Phát hiện này cho thấy nếu sự sống thực sự từng tồn tại trên Sao Hỏa, bằng chứng về chúng có lẽ vẫn nằm đâu đó bên dưới bề mặt hành tinh - và các sứ mệnh thăm dò trong tương lai chắc chắn sẽ tập trung vào đó một khi chúng bắt đầu khoan sâu vào mặt đất Sao Hỏa.
Theo các nhà khoa học, nhiều tỷ năm về trước, môi trường Sao Hỏa - bao gồm bầu khí quyển và nước trên bề mặt - từng phù hợp hơn cho sự sống, trong khi ngày nay, hành tinh này không khác gì một sa mạc băng giá. Các khu vực cằn cỗi nằm ở vĩ độ trung bình của hành tinh có nhiệt độ trung bình là -62 độ C. Và bất kỳ thứ gì tồn tại trên Sao Hỏa (nếu có) đều phải thường xuyên đối mặt với mối đe dọa từ bức xạ bởi bầu khí quyển quá mỏng.
“Không hề có nước chảy hay một lượng nước đáng kể nào trong bầu khí quyển Sao Hỏa, do đó các tế bào và bào tử sẽ bị khô kiệt” - theo các đồng tác giả nghiên cứu Brian Hoffman, Charles E. Và Emma H. Morrison (đều là những giáo sư hóa học và giáo sư sinh học phân tử tại Đại học Weinberg về Nghệ thuật và Khoa học). “Chúng ta còn biết rằng nhiệt độ bề mặt của Sao Hỏa gần tương đương với băng khô, do đó sâu bên dưới quả thực rất lạnh giá”
Một nhóm nghiên cứu đã xác định được giới hạn sinh tồn của vi khuẩn khi bị phơi nhiễm bức xạ ion hóa như tình huống có thể xảy ra trên Sao Hỏa. Sau đó, nhóm này đưa 6 loại vi khuẩn và nấm tìm thấy trên Trái đất vào một môi trường giả lập bề mặt Sao Hỏa - đồng thời bắn phá chúng bằng các tia proton và gamma nhằm tái hiện tác động của bức xạ vũ trụ.
Loại vi khuẩn sống sót sau thí nghiệm có tên là Deinococcus radiodurans. Được đặt biệt danh là “Conan the Bacterium”, nhại lại cái tên “Conan the Barbarian”, do sự “trâu bò” không tưởng, nó dường như phù hợp một cách hoàn hảo để sinh tồn trên Sao Hỏa.
Loại vi khuẩn này là một polyextemophile, có nghĩa là nó có thể tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt như thiếu nước, có acid, hoặc nhiệt độ lạnh giá. Đây cũng là một trong những sinh vật kháng bức xạ mạnh nhất mà giới khoa học từng biết đến.
Nghiên cứu trước đây cho thấy vi khuẩn có thể tồn tại 1,2 triệu năm bên dưới bề mặt Sao Hỏa, trong điều kiện bức xạ gay gắt và môi trường khô cằn, giá lạnh - vượt trội so với một số vi sinh vật từng sinh tồn trên Trái đất trong hàng triệu năm.
Nghiên cứu mới lần này đã phát hiện ra rằng, khi Conan the Bacterium được sấy khô, đóng băng, và chôn sâu dưới bề mặt Sao Hỏa, nó có thể chống chọi được 140.000 đơn vị bức xạ - cao gấp 28.000 lần mức phơi nhiễm bức xạ có khả năng giết chết một con người.
Loại vi khuẩn trông như bí ngô khi quan sát dưới kính hiển vi này nhiều khả năng chỉ sống sót được vài giờ trên bề mặt Sao Hỏa do bị phơi nhiễm tia cực tím. Khi nằm dưới bề mặt 10cm, thời gian sinh tồn của nó sẽ tăng lên 1,5 triệu năm, và nếu nằm sâu 10m, thời gian sẽ là 280 triệu năm.
Các nhà nghiên cứu đã đo được lượng chất chống oxy hóa mangan tích tụ trong tế bào của các vi sinh vật khi chúng bị phơi nhiễm bức xạ. Lượng chất chống oxy hóa mangan càng nhiều, khả năng vi khuẩn kháng được bức xạ và sinh tồn càng cao.
Cấu trúc gen của Conan the Bacterium có sự liên kết của các chromosome và plasmid, có nghĩa là các tế bào vẫn nằm thẳng hàng và có thể tự sửa chữa sau khi phơi nhiễm bức xạ. Và nếu một vi khuẩn tương tự như Conan từng tiến hóa trên Sao Hỏa hàng tỷ năm về trước, khi nước vẫn còn trên bề mặt hành tinh, những ổ vi khuẩn ngủ đông có lẽ đang ẩn sâu bên dưới bề mặt, chờ đợi ngày tái xuất.
“Dù D. Radiodurans bị chôn vùi dưới bề mặt Sao Hỏa không thể tồn tại dưới hình thức ngủ đông trong 2 - 2,5 tỷ năm bởi nước ngầm trên Sao Hỏa đã cạn khô, những điều kiện môi trường trên hành tinh này thường xuyên bị thay đổi và băng thì bị chảy ra do va chạm thiên thạch” - theo tác giả nghiên cứu Michael Daly, một giáo sư ngành bệnh học tại Đại học Khoa học Sức khỏe Uniformed Services, thành viên Ủy ban Bảo vệ Hành tinh của Học viện Quốc gia Hoa Kỳ.
“Chúng tôi nhận định rằng tình trạng tan băng định kỳ có thể khiến dân số vi khuẩn nở rộ và lại biến mất. Ngoài ra, nếu sự sống trên Sao Hỏa thực sự tồn tại, kể cả khi những dạng sống khả thi hiện không còn hiện diện trên Sao Hỏa nữa, những đại phân tử của chúng và các loại vi khuẩn vẫn tồn tại được lâu hơn nhiều. Điều đó làm tăng khả năng, nếu sự sống từng tiến hóa trên Sao Hỏa, thì chúng ta sẽ phát hiện ra chúng trong các sứ mệnh tương lai”
Các phát hiện nêu trên mang lại nhiều tiềm năng đối với cả những mẫu vật được đưa về từ Sao Hỏa lẫn những sứ mệnh đang thực hiện trên Hành tinh đỏ.
Chương trình Mars Sample Return, một chương trình đầy tham vọng của NASA và ESA (Cơ quan Vũ trụ châu Âu), dự kiến triển khai nhiều sứ mệnh lên Sao Hỏa để thu thập và đưa về các mẫu vật được thu thập bởi tàu Perseverance.
Nhóm phát triển tàu này hi vọng các mẫu đất và sỏi lấy từ vùng hồ cổ đại và châu thổ sông Jezero Crater của Sao Hỏa có thể giúp xác định liệu sự sống có từng tồn tại trên hành tinh này hay không. Các mẫu vật thậm chí có thể chứa nhiều vi hóa thạch của các vi khuẩn cổ đại.
Bên cạnh đó, các phi hành gia nhiều khả năng sẽ vô tình mang theo vi khuẩn từ Trái đất lên Sao Hỏa trong quá trình hạ cánh trong tương lai, làm nhiễm độc đất trên hành tinh này.
“Chúng tôi đi đến kết luận rằng tình trạng nhiễm độc đất trên Sao Hỏa có thể không thể khắc phục được - tức vĩnh viễn trong hàng ngàn năm” - Hoffman nói. “Điều này sẽ làm phức tạp thêm những nỗ lực tìm kiếm sự sống trên Sao Hỏa. Tương tự, nếu vi khuẩn từng phát triển trên Sao Hỏa, chúng có thể sinh tồn cho đến tận ngày nay. Có nghĩa là đưa mẫu vật từ Sao Hỏa về cũng có thể gây nhiễm độc Trái đất”
Tham khảo: CNN
>>> Sao Hỏa từng có sự sống giống Trái Đất, nhưng tại sao bay giờ lại thành 1 hành tinh cằn cỗi?
