Hóa thạch sự sống sớm nhất trên Trái đất có sự tồn tại của virus?
Sự sống mà chúng ta biết trên Trái đất có thể không bao giờ xảy ra nếu không có... virus.
Các nhà khoa học nghiên cứu đã nghiên cứu loại đá đặc biệt có tên Stromatolite (đá trầm tích cổ được tạo ra nhờ sự phát triển của vi sinh vật) hàng tỷ năm tuổi.
Trong nghiên cứu mới do một nhóm các nhà khoa học từ Úc và Mỹ đã xem xét bằng chứng về các dạng sống lâu đời nhất trên thế giới trong hóa thạch được gọi là stromatolite, đá vôi phân lớp thường được tìm thấy ở các vùng nước nông trên toàn cầu. Họ muốn hiểu cơ chế dẫn đến các sinh vật đơn bào được gọi là thảm vi sinh vật để tạo ra những cấu trúc đá kỳ lạ này.
Đá stromatolite được tìm thấy tại Vịnh Shark cho thấy, trầm tích nhiều lớp được tạo ra bởi thảm vi sinh vật hàng tỷ năm trước.
Kết quả các nhà nghiên cứu tin rằng virus có thể là mảnh ghép còn thiếu của câu đố có thể giúp giải thích cách một lớp màng vi sinh vật mềm chuyển đổi hoặc thạch hóa thành các đặc điểm stromatolite cứng phổ biến ở những nơi như Vịnh Shark và Pilbara, Tây Úc.
Đồng tác giả của báo cáo, phó giáo sư Brendan Burns từ Trung tâm Sinh vật học Thiên văn của UNSW, cho biết stromatolite là một trong những hệ sinh thái vi sinh vật lâu đời nhất được biết đến có niên đại khoảng 3,7 tỷ năm.
"Stromatolite phổ biến trong hồ sơ hóa thạch và là một số ví dụ sớm nhất của chúng ta về sự sống trên Trái đất. Các thảm vi sinh vật tạo ra chúng chủ yếu được tạo thành từ vi khuẩn lam, chúng sử dụng quá trình quang hợp giống như thực vật để biến ánh sáng Mặt trời thành năng lượng, đồng thời tạo ra rất nhiều ôxy theo thời gian", phó giáo sư Brendan Burns cho biết.
Phó giáo sư Brendan Burns và các đồng nghiệp của ông muốn tìm hiểu cơ chế đằng sau các thảm vi sinh vật phân giải thành stromatolite, không chỉ bởi vì quá ít người biết về quá trình này, mà vì điều này có thể bổ sung thêm kiến thức của chúng ta về sự sống trên Trái đất, cũng có thể là các hành tinh khác.
"Nếu chúng ta hiểu cơ chế hình thành stromatolite, chúng ta sẽ xử lý tốt hơn tác động của các hệ sinh thái này đối với sự tiến hóa của sự sống phức tạp. Kiến thức này có thể giúp chúng tôi giải thích tốt hơn các cấu trúc sinh học cung cấp manh mối cho các hoạt động của sự sống sơ khai, hàng tỷ năm trước. Nó cũng có tiềm năng giúp chúng ta tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác, một trong những công việc của sứ mệnh sao Hỏa 2020 là tìm kiếm bằng chứng về các cấu trúc sinh học trong các mẫu đá trên sao Hỏa", Brendan Burns giải thích.
Các tác giả giả định rằng quá trình chuyển đổi thảm vi sinh vật từ tế bào mềm sang đá được tăng cường do tương tác với virus.
Bên cạnh đó, các nhà khoa học cho rằng virus có thể có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến các chuyển hóa của vi sinh vật chi phối sự chuyển đổi từ thảm vi sinh vật sang stromatolite.
Trong kịch bản tác động trực tiếp, virus xâm nhập vào nhân của vi khuẩn lam và ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của vật chủ, chèn và loại bỏ các gene làm tăng sức khỏe của virus và vật chủ cùng một lúc.
Trong kịch bản gián tiếp, các nhà khoa học nói về một quá trình được gọi là ly giải virus, trong đó virus xâm nhập vào các tế bào sống và kích hoạt sự phân hủy màng của chúng và giải phóng các chất bên trong mang lại hiệu quả chết tế bào.
"Chúng tôi nghĩ rằng sự phân giải của virus có thể giải phóng vật chất thúc đẩy sự trao đổi chất của các sinh vật, dẫn đến kết tủa khoáng và cuối cùng là sự hình thành stromatolite. Hi vọng sẽ thực hiện nhiều nghiên cứu hơn nữa trong phòng thí nghiệm để kiểm tra điều này", Brendan Burns nhấn mạnh.
