Bắt vi khuẩn nhịn đói 1.000 ngày, các nhà khoa học bất ngờ với kết quả thu được sau thí nghiệm

August 23, 2021

Một nhóm các nhà khoa học đã bỏ đói nhiều nhóm vi khuẩn khác nhau trong hơn hai năm rưỡi, nhưng, trong điều kiện không có nguồn thức ăn, hầu hết các nhóm này đã xoay sở để có thể tiếp tục tồn tại, thậm chí tồn tại khá tốt. Các nhà nghiên cứu lập luận rằng phát hiện này chỉ ra rằng một số quần thể vi khuẩn có khả năng tồn tại đến 100.000 năm.

Trước đây, nhiều người cho rằng hầu hết vi khuẩn không thể tồn tại lâu trong môi trường. Điều này không sai, các vi khuẩn riêng lẻ có thể chết đi nhanh chóng ở chỗ này hay chỗ khác. Nhưng, chúng lại rất khó để tiêu diệt khi quây quần thành một nhóm đông đảo. Đây cũng chính là một bài học mà con người đã học được, một cách đau đớn, trong quá trình tìm hiểu sự phát triển của vi khuẩn kháng thuộc kháng sinh trong những thập kỷ gần đây. Để hiểu rõ hơn về sức sống của vi khuẩn, các nhà nghiên cứu tại Đại học Indiana (Mỹ) đã thực hiện một thí nghiệm đặc biệt.

Họ đã thu thập khoảng 100 quần thể vi khuẩn khác nhau, đại diện cho 21 đơn vị phân loại khác nhau (đơn vị phân loại có nghĩa là một nhóm rộng lớn, như một họ hoặc chi). Sau đó, họ đưa chúng vào một “hệ thống khép kín hiệu quả”, nơi chúng dường như không có nguồn thức ăn để tự duy trì, trong 1.000 ngày. Hết thời gian, họ mở các “ngôi mộ” này ra.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các quần thể vi khuẩn đã suy giảm, đặc biệt là trong thời gian đầu, nhưng gần như tất cả đều tồn tại sau 1.000 ngày đói khát. Một số nhóm thậm chí còn trở nên ổn định theo thời gian, với lượng “dân số” không thay đổi nhiều so với thời điểm sau vài trăm ngày đầu tiên. Thông thường, vi khuẩn sẽ tự làm chậm quá trình sinh học của chúng, có nghĩa là chúng cần ít năng lượng hơn để sống. Một số biến thành bào tử, một dạng sống gần như trơ, cần sử dụng năng lượng cực thấp để duy trì. Nhưng cũng có vi khuẩn chuyển sang ăn thịt đồng loại, là những con vi khuẩn không sống sót được qua cơn đói ban đầu. Theo cách gọi của các nhà khoa học, những xác chết này có lẽ là yếu tố lớn nhất giúp tăng tuổi thọ tổng thể của vi khuẩn.

Trong khi thí nghiệm chỉ kéo dài trong 1.000 ngày, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tốc độ suy giảm của những quần thể này theo thời gian để ước tính về lý thuyết việc chúng có thể tồn tại được bao lâu. Họ đi đến kết luận rằng những nhóm vi khuẩn cứng rắn nhất trong nghiên cứu của họ có thể sống lâu hơn cả những loài thực vật và động vật lâu đời nhất được biết là còn tồn tại, với quãng thời gian lên đến 100.000 năm hoặc hơn. Điều này đặc biệt ấn tượng, bởi lâu nay người ta vẫn nhận định rằng vi khuẩn có chu kỳ sinh sản cực kỳ nhanh chóng và tốc độ đó thường đi kèm với việc phải đánh đổi tuổi thọ ngắn.

“Mặc dù vi khuẩn có khả năng sinh sản theo khoảng thời gian từ vài phút đến hàng giờ, nhưng chúng tôi dự đoán rằng các quần thể có thể tồn tại hàng trăm đến hàng nghìn năm”, các tác giả viết trong nghiên cứu của họ, được công bố trên tạp chí PNAS trong tháng này.

Các nhà khoa học gần đây đã tuyên bố hồi sinh được vi khuẩn 100 triệu năm tuổi.

Đã có bằng chứng thực tế về tuổi thọ lâu dài của vi khuẩn. Một số nhà khoa học tuyên bố đã tìm thấy và hồi sinh các vi khuẩn một cách nguyên vẹn trong môi trường biệt lập, như các mỏ muối kết tinh hoặc lớp băng vĩnh cửu. Tuổi được khẳng định của những vi khuẩn cổ đại này nằm trong khoảng từ 120.000 năm đến hơn 200 triệu năm. Năm ngoái, các nhà khoa học Nhật Bản cho biết họ đã hồi sinh vi khuẩn 100 triệu tuổi từ các mẫu trầm tích dưới đáy biển.

“Câu hỏi lớn hơn về cách vi khuẩn tồn tại trong thời gian dài ở môi trường bị giới hạn năng lượng có liên quan đến việc tìm hiểu các bệnh nhiễm trùng mãn tính ở người và các vật chủ khác, và liên quan đến cách một số mầm bệnh dung nạp các loại thuốc như kháng sinh”, tác giả nghiên cứu, Jay Lennon, giáo sư sinh học tại Đại học Indiana cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện của họ có thể giúp cung cấp thông tin cho các nghiên cứu trong tương lai về cách những vi khuẩn cổ đại này thoát khỏi trạng thái ngủ đông, và cách vi khuẩn nói chung có thể tồn tại ở những nơi khắc nghiệt nhất trên thế giới. Và nó có thể tỏ ra hữu ích trong việc ngăn chặn tương đối ít nhóm vi khuẩn gây bệnh cho người.

Theo Khoa học