Tại sao lại có sự sống ở nơi tưởng chừng không thể tồn tại?
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Copenhagen (Đan Mạch) phát hiện ra các vi sinh vật siêu nhỏ sống ngay dưới lớp băng lạnh giá, sử dụng các chất hữu cơ hòa tan trong nước để duy trì sự sống. Nhưng điều khiến họ bối rối là cách mà những sinh vật này có thể tồn tại trong môi trường hầu như không có nitơ, yếu tố cần thiết cho mọi quá trình sống.
Các sinh vật ấy được gọi là vi khuẩn diazotroph không phải vi khuẩn lam, hay viết tắt là NCD. Chúng là những “thợ mỏ” khai thác nitơ từ không khí, chuyển đổi nó thành dạng dễ sử dụng hơn như amoni. Đây là quá trình gọi là “cố định nitơ”, vốn được cho là không thể diễn ra trong điều kiện lạnh và thiếu sáng của Bắc Cực.
Tiến sĩ Lisa W. von Friesen, tác giả nghiên cứu, thừa nhận: “Chúng tôi từng tin rằng việc cố định nitơ dưới lớp băng biển là điều không thể. Nhưng chúng tôi đã sai.”
Điều thú vị là những vi khuẩn này không chỉ sống sót mà còn góp phần duy trì hệ sinh thái. Khi tiêu thụ chất hữu cơ hòa tan từ tảo, chúng giải phóng nitơ đã “cố định”, giúp tảo phát triển mạnh hơn. Nhưng chính điều này cũng tạo nên một mối lo khác: sự phát triển quá mức của tảo có thể dẫn đến hiện tượng “nở hoa tảo” độc hại, gây nguy hiểm cho cá và các loài sinh vật biển khác.
Tiến sĩ von Friesen cảnh báo, kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng sinh trưởng của tảo ở Bắc Cực đã bị đánh giá thấp. Và đáng lo hơn, biến đổi khí hậu có thể đang làm thay đổi toàn bộ cán cân sinh học nơi đây.
Nghiên cứu đăng trên tạp chí Communications Earth & Environment là bằng chứng đầu tiên cho thấy quá trình cố định nitơ diễn ra ngay cả ở trung tâm Bắc Cực, nơi trước đây được xem là “vùng chết sinh học”.
Điều này buộc giới khoa học phải đưa quá trình cố định nitơ vào “phương trình dự báo tương lai Bắc Cực”, vì nó có thể tác động mạnh đến chuỗi thức ăn, vòng tuần hoàn carbon và sự cân bằng sinh thái toàn cầu.
Liệu khi băng tan, Bắc Cực sẽ trở thành nơi sinh sôi mới cho sự sống, hay là khởi đầu cho một chuỗi mất cân bằng sinh học toàn cầu?
Nguồn: Daily Mail.
Bí ẩn dưới lớp băng Bắc Cực
Bên dưới lớp băng dày đặc của Bắc Băng Dương, nơi nhiệt độ gần như chạm ngưỡng cực hạn của sự sống, các nhà khoa học đã tìm thấy một điều khiến họ kinh ngạc: những vi sinh vật tồn tại được trong điều kiện mà trước đây họ cho là “bất khả thi”.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Copenhagen (Đan Mạch) phát hiện ra các vi sinh vật siêu nhỏ sống ngay dưới lớp băng lạnh giá, sử dụng các chất hữu cơ hòa tan trong nước để duy trì sự sống. Nhưng điều khiến họ bối rối là cách mà những sinh vật này có thể tồn tại trong môi trường hầu như không có nitơ, yếu tố cần thiết cho mọi quá trình sống.
Các sinh vật ấy được gọi là vi khuẩn diazotroph không phải vi khuẩn lam, hay viết tắt là NCD. Chúng là những “thợ mỏ” khai thác nitơ từ không khí, chuyển đổi nó thành dạng dễ sử dụng hơn như amoni. Đây là quá trình gọi là “cố định nitơ”, vốn được cho là không thể diễn ra trong điều kiện lạnh và thiếu sáng của Bắc Cực.
Tiến sĩ Lisa W. von Friesen, tác giả nghiên cứu, thừa nhận: “Chúng tôi từng tin rằng việc cố định nitơ dưới lớp băng biển là điều không thể. Nhưng chúng tôi đã sai.”
Sự sống mỏng manh nhưng bền bỉ
Trong hai năm 2021 và 2022, nhóm nghiên cứu đã tiến hành đo đạc quá trình cố định nitơ tại 13 địa điểm khác nhau trên tàu nghiên cứu RV Polarstern của Đức. Kết quả cho thấy tỷ lệ cố định nitơ cao nhất lại xuất hiện ở rìa băng, nơi băng đang tan nhanh nhất.
Điều thú vị là những vi khuẩn này không chỉ sống sót mà còn góp phần duy trì hệ sinh thái. Khi tiêu thụ chất hữu cơ hòa tan từ tảo, chúng giải phóng nitơ đã “cố định”, giúp tảo phát triển mạnh hơn. Nhưng chính điều này cũng tạo nên một mối lo khác: sự phát triển quá mức của tảo có thể dẫn đến hiện tượng “nở hoa tảo” độc hại, gây nguy hiểm cho cá và các loài sinh vật biển khác.
Tiến sĩ von Friesen cảnh báo, kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng sinh trưởng của tảo ở Bắc Cực đã bị đánh giá thấp. Và đáng lo hơn, biến đổi khí hậu có thể đang làm thay đổi toàn bộ cán cân sinh học nơi đây.
Khi khí hậu thay đổi, sự sống cũng thay đổi
Băng biển Bắc Cực vốn trải qua chu kỳ mở rộng và thu hẹp theo mùa, nhưng những năm gần đây, diện tích và độ dày của băng đã giảm nhanh chóng. Bắc Cực đang nóng lên gấp bốn lần tốc độ trung bình toàn cầu, và sự tan băng này đang tạo điều kiện cho các vi sinh vật “bất khả thi” phát triển.
Nghiên cứu đăng trên tạp chí Communications Earth & Environment là bằng chứng đầu tiên cho thấy quá trình cố định nitơ diễn ra ngay cả ở trung tâm Bắc Cực, nơi trước đây được xem là “vùng chết sinh học”.
Điều này buộc giới khoa học phải đưa quá trình cố định nitơ vào “phương trình dự báo tương lai Bắc Cực”, vì nó có thể tác động mạnh đến chuỗi thức ăn, vòng tuần hoàn carbon và sự cân bằng sinh thái toàn cầu.
Liệu khi băng tan, Bắc Cực sẽ trở thành nơi sinh sôi mới cho sự sống, hay là khởi đầu cho một chuỗi mất cân bằng sinh học toàn cầu?
Nguồn: Daily Mail.
