Phát hiện vi khuẩn biển dưới đáy biển sâu kỳ lạ nhất thế giới

Được biết đến với tên Acetobacterium woodii, các nhà khoa học đến từ Đức tuyên bố rằng loài vi khuẩn này cũng sống trong ruột của mối, có thể tự tạo và sử dụng hydro và carbon dioxide để tự sản xuất năng lượng, thậm chí không cần ôxy.

Khả năng tồn tại trên các chất hữu cơ và vô cơ mà không cần ôxy làm cho vi khuẩn này thực sự khác biệt giữa các vi sinh vật. Nó trước đây chưa bao giờ được mô tả rõ ràng trong số các vi khuẩn acetogenic sản sinh ra khí mêtan không có ôxy.

"Đã có những suy đoán rằng nhiều dạng sống cổ xưa sở hữu loại trao đổi chất mà chúng ta đã mô tả như A. woodii. Ví dụ đối với vi khuẩn cổ Asgard vừa được phát hiện vài năm trước dưới đáy biển California. Các cuộc điều tra của chúng tôi cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thấy những con đường chuyển hóa này thực sự tồn tại.

Các lỗ thông thủy nhiệt chỉ được phát hiện vào cuối những năm 70, và từ đó chúng tôi nhận ra những môi trường sống kỳ lạ này là nơi sinh sống của các dạng sống phức tạp và năng động, bao gồm thảm vi khuẩn dày vài cm, ăn các hợp chất vô cơ như hydro và sunfua”, nhà vi trùng học Volker Müller từ Đại học Goethe Frankfurt giải thích.

Trên thực tế, đây có thể là một trong những hồ chứa vi sinh vật chuyển đổi hydro lớn nhất trên thế giới. Vấn đề được đặt ra đó là hydro dư thừa ức chế quá trình lên men và thậm chí các lỗ thông thủy nhiệt yếu nhất cũng dễ dàng vượt quá mức cần thiết để chứa vi khuẩn lên men. Vì vậy, làm thế nào mà các vi khuẩn như vậy tồn tại ở đây?

Rõ ràng, câu trả lời nằm ở việc gắn bó với nhau. Nếu một vi khuẩn tạo ra hydro kết hợp với một vi sinh vật khác ôxy hóa hydro, như vi khuẩn cổ sinh ra khí mêtan, thì vi khuẩn sau có thể duy trì điều kiện môi trường tốt để con trước sống và sinh sản.

Đó là một mối quan hệ khăng khít dưới đáy biển sâu. Nhưng trong khi đây có lẽ là loại lên men chủ yếu xảy ra trong những môi trường này, nó có thể không phải là duy nhất.

Phân tích mới về cơ bản đã tìm thấy một vi sinh vật có khả năng đóng cả hai vai trò.

"Ngược lại, A. woodii kết hợp các tính năng trao đổi chất của hai đối tác tổng hợp trong một tế bào vi khuẩn. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường, A. woodii có thể đóng vai trò là đối tác lên men, hoặc đối tác tiêu thụ hydro", các tác giả của phân tích.

Tắt gen điều khiển enzyme chịu trách nhiệm sản xuất hydro, các nhà nghiên cứu nhận thấy vi khuẩn chỉ có thể phát triển trên chất nền fructose nếu thêm hydro bên ngoài. Các xét nghiệm sâu hơn cho thấy rằng cả hai con đường được kết nối với hydro không rời khỏi tế bào.

Trong khi sự trao đổi chất kép này có thể tồn tại ở các vi khuẩn khác, hệ thống này ít phổ biến hơn nhiều. A. woodii có ngưỡng hydro thấp hơn và nó không thể tạo ra nhiều năng lượng từ việc chuyển đổi CO2 thành mêtan như cổ khuẩn sinh methane.

Điều này có nghĩa là vi khuẩn acetogenic hoạt động có lẽ ít phong phú hơn tại các lỗ thông hơi này và đó có thể là lý do tại sao chúng trốn được sự phát hiện của con người đến bây giờ.

"A. woodii sở hữu tối đa sự linh hoạt trao đổi chất. Trong một chu kỳ, nó có thể tự tạo và sử dụng hydro hoặc sử dụng hydro từ các nguồn bên ngoài", nhà vi sinh học phân tử Anja Wiechmann, một trong nhóm nghiên cứu nói.

Theo Trang Phạm/Dân trí