Liệu vi khuẩn có thể sinh sống trên bề mặt
sao Hỏa được không? Các nhà nghiên cứu
cho rằng đã có thời một lượng lớn nước lỏng
bao quanh sao Hỏa
Khả năng thích nghi rất cao của các loại vi sinh vật trên Trái đất là cơ sở để người ta phán đoán trên các hành tinh khác cũng có thể có những sinh vật tương tự - chí ít ở những nơi có nước ở dạng lỏng.
Chúng được coi là những “nhà du hành can trường”: Loài vi khuẩn Desulforudis audaxviator phải mất hàng triệu năm để tiến sâu vào lòng đất. Năm 2006 các nhà khoa học đã phát hiện loại đơn bào này chuyên sống nhờ khí hydro và sulfat trong những khối đá ở độ sâu gần 3 km trong lòng đất ở vùng mỏ vàng Mponeng thuộc Nam Phi. Christopher McKay thuộc Trung tâm nghiên cứu “Ames” của cơ quan Nghiên cứu vũ trụ NASA của Mỹ, đánh giá đây là một phát hiện quan trọng bậc nhất trong những năm gần đây của bộ môn sinh vật học thiên văn (Astrobiologie) – tức lĩnh vực chuyên tìm kiếm các dạng sống trong vũ trụ, đặc biệt là những dạng sinh vật sống ở những vùng cực kỳ khó khăn trên Trái đất. Việc phát hiện loại vi khuẩn Desulforudis audaxviator cho thấy, có nhiều khả năng trên các hành tinh khác cũng tồn tại sự sống.
Trên sao Hỏa
Những thách thức ngay đối với sinh vật đơn bào chứ chưa nói đến các loại sinh vật có trình độ phát triển cao hơn, thí dụ trên sao Hỏa là hết sức khắc nghiệt: ban đêm nhiệt độ tại đây tụt xuống chỉ còn âm 85 độ Celsius. Tia UV (cực tím) mạnh hơn nhiều so với ở khu trung tâm lỗ ozon trên Trái đất. Những khoáng vật cho thấy nguồn nước ở đây từng có nồng độ chua hoặc kiềm rất cao. Đất trên sao Hỏa phần lớn là sa mạc muối. Tuy nhiên nhiều loại đơn bào mà người ta đã phát hiện trên Trái đất cũng có khả năng chịu đựng tác động ngoại cảnh ngặt nghèo tương tự, ví dụ:
Loài vi khuẩn Archaeen Haloarcula marismortui vẫn có khả năng sinh sản trong nước có độ mặn rất cao, thí dụ như trong môi trường Biển chết.
Giống Archaeen Picrophilus có thể phát triển trong môi trường mà độ pH ở mức 3% HCl. Có nghĩa là cao hơn tám lần so với dịch trong dạ dày con người, chính nhờ dịch này nên nhiều loại vi khuẩn mà con người nuốt vào bụng đã bị tiêu diệt.
Loài Archaeen Natronomonas pharaonis có thể sinh sống ở những hồ nước có độ kiềm rất cao - như đã từng xảy ra cách đây hàng triệu năm ở rãnh Gusev trên sao Hỏa.
Deinococcus radiodurans, là một loại vi khuẩn có thể sống ngay cả khi tia cực tím cao gấp 2000 lần so với sức chịu đựng của con người, có nghĩa là loại vi khuẩn này vẫn có thể tồn tại khi xảy ra bom cực tím trên sao Hỏa.
Nhà khoa học Christopher McKay, người đi tiên phong trong lĩnh vực Sinh vật học thiên văn, thường có các chuyến đi săn ở Bắc và Nam Cực để lùng tìm các vi sinh vật có sức chịu lạnh cao.
Theo nhà nghiên cứu này thì “tất cả các vị trí thuộc hệ Mặt trời, như sao Hỏa hay sao Mộc, khả năng có sự sống đều có bề mặt rất lạnh hay băng giá”. Ông và các cộng sự đã phát hiện tại Nam Cực một số loại vi sinh vật đơn bào có thể phát triển ở nhiệt độ âm 12oC và có thể tồn tại ở nhiệt độ âm 20oC. Thậm chí có ý kiến cho rằng một chủng thuộc loại vi khuẩn Colwellia psychrerythraea có thể chịu sức lạnh đến âm 196oC.
Christopher McKay cũng nhận ra rằng, nghiên cứu trong điều kiện nhiệt độ thấp cực kỳ khó khăn. Nhiệt độ càng xuống thấp thì sự trao đổi chất ở vi sinh vật càng giảm do đó tăng trưởng cũng giảm theo – sự giảm này có thể xuống đến mức dường như sự sống bị tắt ngấm, tuy nhiên điều này không có nghĩa các vi sinh vật ở đây bị tuyệt diệt hoàn toàn. Chúng có thể tồn tại hàng nghìn tới hàng triệu năm trong băng giá.
Không có nước, không có sự sống
Sau 30 năm săn lùng vi khuẩn trong môi trường khô và giá lạnh, nhà nghiên cứu McKays rút ra kết luận vô cùng quan trọng là: sự sống trên Trái đất được quyết định bởi sự có mặt của nước ở dạng lỏng. “Chúng tôi đã cất công săn lùng những loại vi sinh vật có thể tồn tại mà không cần có nước, nhưng vô vọng”. Chất dinh dưỡng hòa tan trong nước và phát tán trong tế bào và cũng nhờ chất lỏng để đào thải. Chất lỏng cố định protein là một loại dung môi hòa tan lý tưởng đối với các quá trình trao đổi chất vô cùng đa dạng. Chính vì thế Cơ quan nghiên cứu vũ trụ Mỹ khi lùng tìm cuộc sống ngoài Trái đất nêu khẩu hiệu: “Follow the water – đi theo nguồn nước”.
Ngày càng có nhiều thiên thể có thể sống được
Danh sách các hành tinh và vệ tinh dự đoán có nguồn nước dự trữ đang ngày càng tăng lên. Thí dụ tàu thăm dò vũ trụ “Galileo” phát hiện bên dưới lớp băng giá của sao Mộc (Jupiter) Europa có một đại dương mặn. Sao Thổ Enceladus phun ra vô vàn hạt băng văng xa tới hàng trăm km lên vũ trụ; những tính toán gần đây ủng hộ phỏng đoán nước lỏng chứa chất trong những giếng phun khổng lồ.
Nhà nghiên cứu Dirk Schulze-Makuch thuộc Washington State University ở Pullman cho rằng “Trong số hàng tỷ ngôi sao và hàng tỷ hành tinh thì hẳn sẽ có những nơi nào đó có sự sống trong một loại dung môi nào đó không phải là nước.” Một khi không biết đích xác cần phải tìm cái gì thì có lẽ các nhà sinh vật học thiên văn sẽ càng nhận thấy khó khăn hơn khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ.
Trên sao Hỏa
Những thách thức ngay đối với sinh vật đơn bào chứ chưa nói đến các loại sinh vật có trình độ phát triển cao hơn, thí dụ trên sao Hỏa là hết sức khắc nghiệt: ban đêm nhiệt độ tại đây tụt xuống chỉ còn âm 85 độ Celsius. Tia UV (cực tím) mạnh hơn nhiều so với ở khu trung tâm lỗ ozon trên Trái đất. Những khoáng vật cho thấy nguồn nước ở đây từng có nồng độ chua hoặc kiềm rất cao. Đất trên sao Hỏa phần lớn là sa mạc muối. Tuy nhiên nhiều loại đơn bào mà người ta đã phát hiện trên Trái đất cũng có khả năng chịu đựng tác động ngoại cảnh ngặt nghèo tương tự, ví dụ:
Loài vi khuẩn Archaeen Haloarcula marismortui vẫn có khả năng sinh sản trong nước có độ mặn rất cao, thí dụ như trong môi trường Biển chết.
Giống Archaeen Picrophilus có thể phát triển trong môi trường mà độ pH ở mức 3% HCl. Có nghĩa là cao hơn tám lần so với dịch trong dạ dày con người, chính nhờ dịch này nên nhiều loại vi khuẩn mà con người nuốt vào bụng đã bị tiêu diệt.
Loài Archaeen Natronomonas pharaonis có thể sinh sống ở những hồ nước có độ kiềm rất cao - như đã từng xảy ra cách đây hàng triệu năm ở rãnh Gusev trên sao Hỏa.
Deinococcus radiodurans, là một loại vi khuẩn có thể sống ngay cả khi tia cực tím cao gấp 2000 lần so với sức chịu đựng của con người, có nghĩa là loại vi khuẩn này vẫn có thể tồn tại khi xảy ra bom cực tím trên sao Hỏa.
Nhà khoa học Christopher McKay, người đi tiên phong trong lĩnh vực Sinh vật học thiên văn, thường có các chuyến đi săn ở Bắc và Nam Cực để lùng tìm các vi sinh vật có sức chịu lạnh cao.
Theo nhà nghiên cứu này thì “tất cả các vị trí thuộc hệ Mặt trời, như sao Hỏa hay sao Mộc, khả năng có sự sống đều có bề mặt rất lạnh hay băng giá”. Ông và các cộng sự đã phát hiện tại Nam Cực một số loại vi sinh vật đơn bào có thể phát triển ở nhiệt độ âm 12oC và có thể tồn tại ở nhiệt độ âm 20oC. Thậm chí có ý kiến cho rằng một chủng thuộc loại vi khuẩn Colwellia psychrerythraea có thể chịu sức lạnh đến âm 196oC.
Christopher McKay cũng nhận ra rằng, nghiên cứu trong điều kiện nhiệt độ thấp cực kỳ khó khăn. Nhiệt độ càng xuống thấp thì sự trao đổi chất ở vi sinh vật càng giảm do đó tăng trưởng cũng giảm theo – sự giảm này có thể xuống đến mức dường như sự sống bị tắt ngấm, tuy nhiên điều này không có nghĩa các vi sinh vật ở đây bị tuyệt diệt hoàn toàn. Chúng có thể tồn tại hàng nghìn tới hàng triệu năm trong băng giá.
Không có nước, không có sự sống
Sau 30 năm săn lùng vi khuẩn trong môi trường khô và giá lạnh, nhà nghiên cứu McKays rút ra kết luận vô cùng quan trọng là: sự sống trên Trái đất được quyết định bởi sự có mặt của nước ở dạng lỏng. “Chúng tôi đã cất công săn lùng những loại vi sinh vật có thể tồn tại mà không cần có nước, nhưng vô vọng”. Chất dinh dưỡng hòa tan trong nước và phát tán trong tế bào và cũng nhờ chất lỏng để đào thải. Chất lỏng cố định protein là một loại dung môi hòa tan lý tưởng đối với các quá trình trao đổi chất vô cùng đa dạng. Chính vì thế Cơ quan nghiên cứu vũ trụ Mỹ khi lùng tìm cuộc sống ngoài Trái đất nêu khẩu hiệu: “Follow the water – đi theo nguồn nước”.
Ngày càng có nhiều thiên thể có thể sống được
Danh sách các hành tinh và vệ tinh dự đoán có nguồn nước dự trữ đang ngày càng tăng lên. Thí dụ tàu thăm dò vũ trụ “Galileo” phát hiện bên dưới lớp băng giá của sao Mộc (Jupiter) Europa có một đại dương mặn. Sao Thổ Enceladus phun ra vô vàn hạt băng văng xa tới hàng trăm km lên vũ trụ; những tính toán gần đây ủng hộ phỏng đoán nước lỏng chứa chất trong những giếng phun khổng lồ.
Nhà nghiên cứu Dirk Schulze-Makuch thuộc Washington State University ở Pullman cho rằng “Trong số hàng tỷ ngôi sao và hàng tỷ hành tinh thì hẳn sẽ có những nơi nào đó có sự sống trong một loại dung môi nào đó không phải là nước.” Một khi không biết đích xác cần phải tìm cái gì thì có lẽ các nhà sinh vật học thiên văn sẽ càng nhận thấy khó khăn hơn khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ.
XUÂN HOÀI dịch (Geo.de 3.2009)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
