Phát hiện loại vi khuẩn 'siêu to khổng lồ', kích thước lớn bằng hạt lạc

Các nhà sinh vật học đã phát hiện ra loại vi khuẩn lớn nhất từng được tìm thấy, với một tế bào đơn lẻ dài 2 cm. Có thể nhìn thấy bằng mắt thường, loài mới này có một số đặc điểm kỳ lạ khiến nó giống như một mắt xích còn thiếu trong quá trình tiến hóa của các tế bào phức tạp giống như ở người.

Hầu hết các loài vi khuẩn có chiều dài từ 1 đến 5 micromet, nhưng loài lớn nhất được biết đến trước đây là Thiomargarita namibiensis, có kích thước lớn nhất là 750 micromet hoặc 0,75 mm. Nhưng, loài mới được xác định này to tới mức có thể "thổi bay mọi kỷ lục", với chiều dài trung bình của nó là 0,9 cm và mẫu vật lớn nhất được ghi nhận là 2 cm. Để dễ hình dung thì tế bào đơn này bằng hạt lạc bạn vẫn thấy hàng ngày.

Kích thước khổng lồ này cũng hoàn toàn phá vỡ mọi sự hiểu biết của các nhà khoa học về việc vi khuẩn có thể có kích thước lớn như thế nào. Từ lâu, người ta tin rằng kích thước của vi khuẩn bị giới hạn bởi khoảng cách mà các phân tử của chúng có thể di chuyển để trao đổi chất với môi trường. Bởi nếu chất dinh dưỡng không thể thực hiện hành trình từ màng đến bên trong của chúng, và nếu chất độc không thể thực hiện hành trình ngược lại, thì sinh vật sẽ không thể tồn tại.

Vậy vi khuẩn siêu to khổng lồ mới phát hiện đã làm thế nào để vá lỗi và giải quyết được điều này?

Hóa ra, nó về cơ bản là một cái túi chứa đầy nước, chiếm tới 73% thể tích, giúp đẩy các chất trong tế bào lên tới tận màng ngoài. Vì vậy các phân tử quan trọng không cần phải di chuyển trên toàn bộ chiều rộng của cơ thể nó.

Đây là cơ chế tương tự cho phép vi khuẩn giữ kỷ lục về kích thước trước đó, Thiomargarita namibiensis, một loại vi khuẩn ăn lưu huỳnh phát triển lớn hơn hầu hết các vi khuẩn khác khi gần bằng hạt phấn hoa. Ghi nhận những điểm tương đồng này và những điểm tương đồng khác được tìm thấy trong một phân tích di truyền, nhóm nghiên cứu đã đề xuất rằng loài mới cũng thuộc cùng một chi, với đề xuất tên gọi là Thiomargarita magnifica.

Sinh vật này thực sự được phát hiện lần đầu tiên vào khoảng một thập kỷ trước, dưới dạng những bó sợi trắng mọc trên lá rừng ngập mặn đang thối rữa ở một vùng đầm lầy Caribe. Nhưng vào thời điểm đó, người phát hiện ra nó, nhà sinh vật học về biển Olivier Gros, không nhận ra chúng là vi khuẩn chứ chưa nói đến việc nghĩ chúng là các tế bào đơn lẻ. Việc xác định đó chỉ mới xuất hiện gần đây, thông qua các phân tích chi tiết. Các nhà khoa học thậm chí còn cho rằng nếu không bị giẫm đạp, bị ăn, bị gió thổi hoặc bị sóng cuốn trôi, chúng còn có thể phát triển to hơn nữa.

Nhưng, kích thước vật lý của nó không phải là thứ khổng lồ duy nhất tồn tại ở con vi khuẩn này. Phân tích gen cho thấy bộ gen của nó cũng rất lớn, chứa 11 triệu cơ sở (base) và khoảng 11.000 gen, lớn hơn gần ba lần so với hầu hết các bộ gen của vi khuẩn thông thường với chỉ khoảng 4 triệu base và khoảng 3.900 gen. Khi kiểm tra kỹ hơn, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng bộ gen này khá lặp lại, với hơn nửa triệu bản sao của các trình tự nhất định.

Và loại vi khuẩn kỳ lạ này cũng có một yếu tố khác lạ. Các DNA này được đóng gói bên trong một túi màng, và đây là một thứ thường đặc trưng cho các dạng sống phức tạp hơn. Chính điều này đã làm mờ đi ranh giới giữa hai phân loại chính của dạng sống, đó là sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.

Các nhà nghiên cứu từ lâu đã chia sự sống thành hai nhóm: sinh vật nhân sơ, bao gồm vi khuẩn và vi sinh vật đơn bào được gọi là vi khuẩn cổ, và sinh vật nhân chuẩn, bao gồm mọi thứ từ nấm men đến hầu hết các dạng sống đa bào, bao gồm cả con người. Sinh vật nhân sơ có DNA trôi nổi tự do trong tế bào, trong khi sinh vật nhân chuẩn gói DNA của chúng trong nhân. Sinh vật nhân chuẩn cũng phân chia các chức năng khác nhau của tế bào thành các túi gọi là bào quan và có thể di chuyển các phân tử từ ngăn này sang ngăn khác - điều mà sinh vật nhân sơ không thể.

Tham khảo NewAtlas