Dù nhỏ bé, song các loài vi sinh vật có sức sống bền bỉ khi có thể phát triển trong những điều kiện khắc nghiệt nhất trên Trái Đất. Gần đây, nhà nghiên cứu vi sinh vật Virginia Edgcomb và các cộng sự đã phát hiện sự sống của chúng ở sâu dưới đáy đại dương, bên trong vỏ Trái Đất.

Sơ đồ mẫu vỏ trái đất với các loài vi sinh vật hữu cơ đan xen lẫn nhau. Ảnh: Frieder Klein/WHOI

Các nhà nghiên cứu đã phân tích các mẫu đá khoan được từ bãi ngầm Atlantis nằm sâu trong lòng Ấn Độ Dương. Tại đây, mắc-ma dâng trào dọc theo một đường đứt gãy đã đẩy các lớp đất lên trên và làm lộ ra lớp vỏ bên dưới đáy đại dương. Nhờ vậy, các nhà khoa học có thể dễ dàng tiếp cận tầng địa chất vốn bị khóa chặt bên dưới lớp vỏ đá bazan.

Ẩn mình dưới lớp mắc-ma thô, nguội được gọi là gabbro ở độ sâu 750 mét dưới đáy đại dương là nhiều loại vi khuẩn khác nhau tồn tại một cách diệu kỳ dưới môi trường thiếu ánh sáng trầm trọng. Tồn tại dưới tầng đáy đại dương có Chroococcidiopsis, một loài vi khuẩn lam được biết đến là một trong những sinh vật ái cực có khả năng sống sót trong điều kiện khắc nghiệt và vi khuẩn Pseudomonas, được biết đến với khả năng chuyển hóa năng lượng bằng nhiều hình thức đa dạng.

Sơ đồ lớp vỏ đại dương tại địa điểm khoan Atlantis Bank. Ảnh: Li et al., Nature, 2020

Một số loài là sinh vật tự dưỡng, có khả năng tự tạo nguồn thức ăn cho mình, tương tự như quá trình quang hợp ở thực vật, chẳng hạn như vi khuẩn lam sử dụng hydro có trong tầng dưới bề mặt trái đất, hoặc các vi khuẩn chuyển hóa methane sống ở độ sâu 80 cm dưới lớp cát Sa mạc Atacama.

Đáng ngạc nhiên hơn, các nhà nghiên cứu còn phát hiện sự sống của một số loài dị dưỡng (không có khả năng tự tạo thức ăn). Phân tích enzym, dấu ấn sinh học lipid và biểu hiện gen đã cho phép các nhà nghiên cứu xác định một số vi khuẩn duy trì sự sống bằng cách phân hủy các chất hữu cơ. Các vi sinh vật này có thể đã may mắn thu nạp được dinh dưỡng nuôi sống cơ thể qua các mẩu phân tử hữu cơ, chẳng hạn như các mảnh axit amin hoặc chất béo, thấm vào nước qua các vết nứt trên lớp vỏ đại dương.

Ngoài ra, một số vi khuẩn còn có khả năng dự trữ cacbon trong tế bào, một số khác có thể chiết xuất cacbon từ các phân tử hidrocacbon thơm đa vòng. “Các vi sinh vật này đã tái chế và lưu trữ các hợp chất hữu cơ một cách hiệu quả”, nhà nghiên cứu Jiangtao Li nhận xét.

Dù vẫn chưa thể khẳng định những sự sống tương tự có đang hiện diện ở những nơi khác trong lớp địa chất này hay không, phát hiện này đã giúp mở rộng phạm vi chu kỳ cacbon của Trái đất.

Nguồn: https://www.sciencealert.com/microbes-survive-in-the-extremes-of-earth-s-lower-crust-by-recycling