Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature đã tiết lộ vi khuẩn Asgard có khả năng chịu đựng và sử dụng oxy, thách thức quan điểm cũ về nguồn gốc sự sống phức tạp.
Con người cùng thực vật, nấm và động vật đều là eukaryote — sinh vật có tế bào với nhân chứa DNA rõ ràng và các cấu trúc khác như ty thể. Giữa 2,4 tỷ năm trước đến 2,1 tỷ năm trước, nồng độ oxy trong khí quyển Trái Đất tăng đột biến, gọi là Sự kiện Oxy hóa lớn. Chỉ vài trăm nghìn năm sau sự kiện này, dấu vết đầu tiên của eukaryote xuất hiện dưới dạng vi hóa thạch, cho thấy oxy đóng vai trò quan trọng trong tiến hóa của sự sống phức tạp.
Bối cảnh khoa học về sự sống phức tạp
Nhiều nhà khoa học từng tin rằng eukaryote tiến hóa từ sự kết hợp của hai loại vi khuẩn. Tuy nhiên, một điểm bí ẩn là vi sinh vật Asgard archaea chỉ được tìm thấy ở môi trường thiếu oxy như miệng núi lửa dưới đáy biển.
Khám phá mới về dòng họ Asgard
Một cuộc điều tra mới về bộ gen Asgard đã tiết lộ các dòng họ chưa từng biết trước đây trong trầm tích ven biển nông, có khả năng chịu đựng và sử dụng oxy. Tiến sĩ Brett Baker từ Đại học Texas cho biết phát hiện này phù hợp với lý thuyết tiến hóa.
Các điểm chính của nghiên cứu bao gồm:
- Vi khuẩn Asgard được đặt tên theo thần thoại Bắc Âu như Odin và Thor.
- Chúng chứa gen chỉ thấy ở sự sống phức tạp, được coi là mắt xích thiếu hụt trong tiến hóa.
- Nghiên cứu xác nhận Asgards đã thích nghi với oxy trước khi kết hợp với vi khuẩn để hình thành tế bào nhân thực.
Ý nghĩa đối với quá trình tiến hóa
Việc hiểu vai trò của Asgard trong sự phát triển của sự sống phức tạp có thể giúp giải quyết câu hỏi lớn hơn về cách vi khuẩn tiến hóa thành eukaryote. Sự kiện Oxy hóa lớn diễn ra từ 2,4 đến 2,1 tỷ năm trước là bối cảnh quan trọng cho quá trình tiến hóa này.
Kết quả nghiên cứu cung cấp manh mối quan trọng về nguồn gốc của sự sống phức tạp trên Trái Đất và vai trò của oxy trong quá trình đó. Các nhà khoa học hy vọng sẽ đạt được cột mốc trong vòng 5 đến 10 năm tới: quan sát sự tiến hóa của vi sinh vật Asgard nuôi cấy trong phòng thí nghiệm khi chúng trở thành tế bào eukaryote.
Hướng nghiên cứu tương lai
Nghiên cứu cũng cần đo lượng oxy trong môi trường nơi Asgards hiện diện và xác định các vi sinh vật trong siêu phylum có thể phát triển chỉ với một lượng nhỏ oxy. Việc xác định thời điểm chúng bắt đầu sử dụng oxy là rất quan trọng vì Asgards là người họ hàng gần nhất của con người từ sự kiện cổ đại.