Bạn có tin vào sự bất tử của một sinh vật trên trái đất? Nếu cấu trả lời là không, thì loài động vật đặc biệt có tên khoa học Tardigrada (tên gọi thân mật “Gấu nước”) này sẽ khiên bạn thay đổi suy nghĩ. Thú vị hơn, các nhà khoa học đang từng bước giải mã được bí ẩn đằng sau “sức mạnh sinh tồn” không sinh vật nào trên trái đất sánh kịp của Gấu nước.
Vì sao Gấu nước lại được các nhà Khoa học mệnh danh là “Sinh vật tiệm cận nhất với “sự bất tử”?
Gấu nước là một loài động vật có kích thước siêu nhỏ (chỉ từ 1-1,5mm). Chúng được tìm thấy khắp các nơi trên trái đất từ đỉnh Himalaya (6000m so với mực nước biển) cho đến đáy đại dương (ở độ sâu 4000m) và ở cả hai cực của địa cầu. Gấu nước có hình dạng giống một chú sâu bướm với thân được bao bọc bởi một lớp vỏ đặc biệt, giúp chúng có thể hấp thụ oxi để cung cấp cho quá trình hô hấp. Chúng có tám chân nhỏ, có móng vuốt và đi lại khá chậm chạp. Bạn hãy hình dung, cấu tạo bên trong của Gấu nước rất giống với các loài côn trùng.
Tuy nhiên, hình dạng không phải là yếu tố khiến Gấu nước gây ấn tượng mạnh mẽ với các nhà khoa học, mà chính là khả năng sinh tồn trong những môi trường khắc nghiệt nhất của nó. Gấu nước có thể sống trong những môi trường có nhiệt độ cực cao (150 độ C) hoặc cực thấp (-272,8 độ C, xấp xỉ “Độ 0 tuyệt đối”*). Trong môi trường thiếu nước và thức ăn, Gấu nước vẫn có thể tồn tại trong vòng 10 năm. Hơn thế nữa, loài động vật kì lạ này còn có thể chịu đựng áp lực lớn tới 1200 atm*. Khi được thả trong những môi trường cực mặn, hoặc cực chua, gấu nước vẫn sống tốt và không hề bị ảnh hưởng gì.
Các nhà khoa học đã liên tiếp làm nhiều thí nghiệm khắc nghiệt để thử thách sức chịu đựng của Gấu nước. Nhưng, dường như chính các nhà khoa học đã phải ngả mũ kính phục trước sự kiên cường của loài sinh vật lạ lùng này:
Gấu nước có thể “hồi sinh” sau 30 năm bị đóng băng ở nhiệt độ -20 độ C, chỉ một ngày sau khi được làm “giã đông” (thí nghiệm được tiến hành tại Viện nghiên cứu địa cực quốc gia của Nhật Bản từ năm 1983 đến năm 2014). Hơn thế nữa, các nhà nghiên cứu của đất nước mặt trời mọc còn phát hiện được, Gấu nước có thể sống trong môi trường có tác động rất lớn của tia X (570.000 rads trong khi con người không thể sống sót với tác động của tia X ở mức 500 rads). Nhưng điều đặc biệt nhất theo Giáo sư Takekazu Kunieda của trường đại học Kyoto chính là “Loại protein giúp loài Gấu nước chịu được tia X có thể truyền sang các tế bào của động vật)”. Nói một cách khác, loài động vật tí hon này có thể giúp bảo vệ con người khỏi những tác động phá hủy của tia X.
Đặc biệt nhất, năm 2007, hàng triệu cá thể Gấu nước nhỏ đã được đưa vào không gian vũ trụ cùng các phi hành gia, chúng đã được thả vào môi trường chân không bên ngoài trái đất. Khi quay trở về, phần đông trong số những cá thể này không hề có tổn thương nào về mặt sinh học, thậm chí chúng vẫn có thể sinh sản một cách bình thường sau chuyến du hành vào không gian này. Trong lịch sử nghiên cứu của khoa học hiện đại, chưa một loài sinh vật nào của trái đất có thể sống sót trong môi trường được mệnh danh là “hủy diệt” bên ngoài trái đất.
Cuối cùng, để hoàn thiện bản thành tích có một không hai của mình, những chú Gấu nước đã chứng minh rằng chúng có thể sống sót qua sự khô kiệt cực điểm của môi trường. Chúng sẽ tự khiến mình trở nên khô kiệt với chỉ cơ thể chỉ chứa 1% lượng nước so với lượng nước của thân thể trong trạng thái bình thường. Ở giai đoạn khô kiệt này, các ADN theo lý thuyết sẽ bị bẻ thành những mảnh nhỏ, và Gấu nước sẽ ở vào trạng thái gần nhất với cái chết, các hoạt động chuyển hóa của chúng giảm xuống chỉ còn 0,01% trong khi chờ đợi điều kiện thuận lợi hơn để có thể “tái sinh”.
Bí mật của sức mạnh sinh tồn “ngoài trái đất” này đến từ đâu?
Gấu nước (Tardigrade) đã được giới khoa học biết tới từ thế kỉ 18, trong suôt một thời gian dài chúng đã khiến các nhà khoa học hết lần này tới lần khác ngạc nhiên về sức mạnh sinh tồn của mình. Thậm chí không ít lần giả thuyết về nguồn gốc ngoài trái đất của Gấu nước đã được đưa ra. Cho tới gần đây, các nhà khoa học mới tìm ra lời giải thích hợp lý đầu tiên cho khả năng siêu nhiên này. Chìa khóa nằm ở một protein mà Gấu nước sở hữu, chúng không hề tồn tại ở những sinh vật khác của trái đất.
Loại protein này được biết đến với tên TDP, nó có cấu trúc khá “lộn xộn” so với cấu trúc của protein thông thường.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học của đại học Chicago, công bố ngày 16 tháng 3 năm 2017, trên tạp chí Cell, Hoa Kì, khi những chú gấu nước nhỏ bé bắt đầu quá trình tự làm khô bản thân trong các trường hợp cần thiết, các protein TDP sẽ được kích hoạt và trở thành một màn chắn có tính chất giống thủy tinh. Màn chắn này sẽ bao xung quanh các vật chất di truyền nằm trong mỗi tế bào của Gấu nước để đảm bảo cho sự an toàn tuyệt đối của những vật chất này (trong điều kiện môi trường thông thường, các vật chất di truyền như ADN thường rất dễ bị phá hủy). Khi điều kiện sống thuận lợi quay trở lại, cơ thể Gấu nước được tiếp xúc với đủ lượng nước cần thiết, màng chắn được tạo thành bởi protein TDP sẽ tan chảy, trở về dạng lỏng ban đầu, giải phóng các vật chất di truyền, đây chính là lúc mà Gấu nước tái sinh.
Hơn thế nữa, các nhà khoa học còn phát hiện thêm một khả năng đặc biệt khác của Gấu nước, đó chính là “cơ chế tự sửa chữa các thông tin di truyền (ADN)”. Chính nhờ cơ chế này và protein TDP, bất cứ quá trình làm khô hay đông lạnh cũng không thể tiêu diệt sự sống của loài động vật tí hon này.
*“Độ 0 tuyệt đối”:Độ không tuyệt đối là nhiệt độ mà ở đó nguyên tử không chuyển động (so với các phần còn lại trong vật thể) nhiều hơn mức yêu cầu của một hiệu ứng cơ học lượng tử có tên điểm không năng lượng (zero-point energy) (Theo vatlythienvan.com)
*1atm = 101.325 N/m2
Ly Ly tổng hợp
Xem thêm: