Language
Country/Area
No result found
Điều kỳ diệu của biển sâu: Làm thế nào vi khuẩn lưu huỳnh xanh tìm được năng lượng dưới đáy biển sâu 2.500 mét?
Dưới đáy đại dương rộng lớn có một số sinh vật bí ẩn và độc đáo đang sinh sống. Trong số đó, vi khuẩn lưu huỳnh xanh (Chlorobiota) đã trở thành điểm nóng để các nhà khoa học nghiên cứu do hình thức sinh trưởng đặc biệt và vai trò sinh thái của chúng. Những sinh vật kỵ khí quang hợp và tự dưỡng này không chỉ có thể tồn tại trong môi trường thiếu oxy mà còn có thể sử dụng các hợp chất của lưu huỳnh nguyên tố làm nguồn năng lượng và nguồn carbon, cho thấy khả năng thích ứng đáng kinh ngạc.
Vi khuẩn lưu huỳnh xanh chủ yếu sống ở độ sâu hàng trăm mét dưới nước và sử dụng hydro sunfua làm chất cho điện tử, giúp chúng có khả năng tự cung cấp điện trong quá trình quang hợp và có thể tồn tại trong môi trường ánh sáng yếu.
Đặc điểm của vi khuẩn lưu huỳnh xanh
Vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây là vi khuẩn gram âm và chủ yếu có hình que hoặc hình cầu. Những vi khuẩn này có túi bong bóng cho phép chúng nổi trong nước và sử dụng các sắc tố quang hợp để thu năng lượng ánh sáng. Các sắc tố quang hợp chính là vi khuẩn diệp lục c hoặc d. Những sắc tố này nằm trong các photopolyme độc đáo của chúng (chlorosome) và có thể thu năng lượng ánh sáng một cách hiệu quả trong điều kiện ánh sáng cực thấp.
Môi trường sống
Hầu hết các vi khuẩn này là vi khuẩn mesophytic, thích nhiệt độ nước ôn hòa và chủ yếu sống trong trầm tích dưới đáy các vùng nước. Chúng yêu cầu môi trường yếm khí (anaerobic) và có thể quang hợp trong môi trường ánh sáng yếu. Trong một khám phá đáng ngạc nhiên, ở độ sâu khoảng 100 mét ở Biển Đen, các nhà khoa học đã tìm thấy những quần thể lớn vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây có thể tồn tại trong môi trường gần như không có ánh sáng.
Ở độ sâu 2.500 mét tính từ bề mặt Thái Bình Dương, các nhà khoa học đã phát hiện ra một loại vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây có tên GSB1. Những vi khuẩn này dựa vào ánh sáng yếu của các lỗ thông nhiệt để tồn tại và hoàn toàn không dựa vào ánh sáng mặt trời.
Quang hợp và trao đổi chất
Vi khuẩn lưu huỳnh xanh sử dụng quá trình quang hợp tương tự như thực vật, nhưng chất cho điện tử của chúng chủ yếu có nguồn gốc từ sunfua vô cơ. Chu trình axit tricarboxylic ngược mà họ sử dụng sử dụng hiệu quả carbon dioxide làm nguồn carbon duy nhất để tổng hợp các vật liệu hữu cơ cần thiết cho tế bào. Điều này cho phép chúng tiếp tục sống sót và sinh sản ngay cả ở những vùng nước có ánh sáng cực thấp.
Khi những vi khuẩn này thực hiện quá trình quang hợp, chúng thường oxy hóa sunfua thành lưu huỳnh tổng để tạo thành các hạt lưu huỳnh, đó là nguồn gốc tên của chúng.
Mối quan hệ với các sinh vật sống khác
Vi khuẩn lưu huỳnh xanh thường đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái các rạn san hô và trên thực tế trên các rạn san hô của Đài Loan, những vi khuẩn này tạo thành lớp màu xanh đặc trưng. Chúng không chỉ cung cấp chất dinh dưỡng cho san hô mà còn có thể giúp giải độc san hô, khiến chúng trở thành một phần không thể thiếu trong toàn bộ hệ sinh thái.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
Vì vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái ở các đại dương sâu trên Trái đất nên nghiên cứu trong tương lai sẽ cung cấp hiểu biết sâu sắc hơn về quá trình trao đổi chất của chúng cũng như cách thức độc đáo mà chúng hấp thụ và chuyển đổi năng lượng. Điều này sẽ có ý nghĩa to lớn trong việc khám phá sự đa dạng của cuộc sống và các chiến lược sinh tồn của nó trong môi trường khắc nghiệt.
Sự tồn tại của vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây không chỉ tiết lộ nhiều khả năng hơn cho sự sống mà còn truyền cảm hứng cho chúng ta suy nghĩ sâu sắc về nguồn gốc của sự sống và sự tiến hóa của nó. Liệu chúng ta có thể tìm thấy những dạng sống có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt trên các hành tinh khác không?
