Theo Live Science phát hiện do nhóm nghiên cứu đứng đầu là Beryl Rappaport, nhà vi sinh vật học tại Đại học Syracuse, New York, Mỹ, khi khảo sát ở vườn quốc gia núi lửa Lassen tại California.
Trước phát hiện này, giới khoa học chưa từng ghi nhận tế bào phức tạp nào có thể nhân đôi ở nhiệt độ trên 60 C. Các nhà nghiên cứu mô tả chi tiết phát hiện trong bài báo đăng trên tạp chí Cell hôm 22/9.
Trùng amip là sinh vật đơn bào di chuyển bằng cách kéo mình về phía trước với các tua của chất lỏng ở tế bào. Chúng là sinh vật nhân thực, lưu trữ ADN bên trong nhân có màng bao bọc. Tuy không phải thực vật, động vật hay nấm, trùng amip phức tạp hơn sinh vật nhân sơ như vi khuẩn và cổ khuẩn.
Nhóm của Rappaport tìm thấy loại trùng amip mới trong mẫu vật thu thập dọc theo một nhánh suối Hot Springs Creek trong vườn quốc gia có nhiệt độ trong khoảng 49-65 độ C và độ pH 6-7. Họ đặt tên cho nó là Incendiamoeba cascadensis, có nghĩa là "trùng amip lửa từ dãy núi Cascades". Kết quả nghiên cứu cho thấy I. cascadensis phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 55 đến 57 độ C và ngừng sinh trưởng ở dưới 42 độ C, chứng tỏ nó cần nhiệt độ cao để tồn tại.
Các nhà nghiên cứu sử dụng kính hiển vi nung nóng để giữ ấm cho trùng amip, sau đó quan sát tế bào phân chia và nhân đôi ở nhiệt độ cao tới 63 C độ C, mức nhiệt cao nhất được biết đến đối với tế bào nhân thực. Ở 70 độ C, trùng amip tạo ra lớp vỏ bảo vệ xung quanh và tiến vào trạng thái ngủ đông. Tế bào hồi phục khi nhóm nhà nghiên cứu để chúng ở nhiệt độ 70 độ C trong 5 phút, sau đó hạ mức nhiệt xuống 60 độ C. Tuy nhiên, trùng amip không sống sót khi bị nung nóng đến 80 độ C
New Scientist cho biết khi kéo giãn hết mức, I. cascadensis có chiều dài trung bình khoảng 40 micromet và rộng 10 micromet. Theo nhà nghiên cứu Angela Oliverio ở Đại học Syracuse, kích thước của nó lớn gấp hơn 10 lần so với tế bào vi khuẩn trung bình và gần bằng chiều rộng tế bào bạch cầu ở người. Trong môi trường nóng như vậy, trùng amip lửa là loài săn mồi đứng đầu, chuyên ăn vi khuẩn ưa nhiệt vốn phổ biến hơn.
Theo Science News, một số vi khuẩn và cổ khuẩn có thể chịu được nhiệt độ cao hơn nhiều. Ví dụ, cổ khuẩn Methanopyrus kandleri giữ kỷ lục về khả năng sống sót trong nhiệt độ cao nhất là 122°C. Trùng amip lửa dường như sở hữu một số thích nghi tương tự chúng như đặc điểm hóa học trên bề mặt protein giúp ngăn chặn sự kết tụ có hại xảy ra ở nhiệt độ cao. Protein của I. cascadensis có axit amin tích điện dương. Nhóm nghiên cứu cho rằng đặc điểm thích nghi này có thể giữ cho protein ổn định ở nhiệt độ cao. I. cascadensis cũng có thể chuyển đổi giữa hai hình dạng cơ thể, giúp đối phó với dao động nhiệt độ nhanh chóng trong môi trường suối nước nóng. Một dạng chậm hơn phù hợp để kiếm ăn và dạng nhanh hơn hữu ích để thoát thân nếu gặp nhiệt độ không tối ưu.
Trùng amip lửa phân chia ở nhiệt độ lên đến 63 độ C. Ảnh: Cell
Trước I. cascadensis, giới khoa học từng tìm thấy một số loài nấm chịu được nhiệt độ 60 độ C trên sa mạc. Tuy nhiên, các nghiên cứu chưa rõ yếu tố ngăn cản sinh vật nhân thực chịu đựng nhiệt độ cao hơn như mức 122 độ C mà vài loại vi khuẩn trải qua. Khác biệt về khả năng chịu nhiệt giữa sinh vật nhân sơ và nhân thực đến từ khả năng thích nghi di truyền với áp lực nhiệt của chúng. Theo Debashish Bhattacharya, nhà sinh học tiến hóa tại Đại học Rutgers ở New Jersey, nhờ thu thập ADN từ sinh vật nhân sơ khác, vi khuẩn có thể thích nghi tương đối nhanh chóng với môi trường căng thẳng. Nhưng sinh vật nhân thực không có khả năng đó.
Khi nhóm nghiên cứu tìm kiếm trong các cơ sở dữ liệu e-ADN trên toàn cầu để tìm dấu hiệu tương tự I. cascadensis, họ phát hiện một số ARN phù hợp từ thảm địa nhiệt trong vùng núi lửa Taupō ở New Zealand và ba kết quả tương thích từ Vườn quốc gia Yellowstone ở Mỹ. Tiếp theo, Rappaport và đồng nghiệp dự định nghiên cứu những họ hàng gần nhất của I. cascadensis để tìm hiểu cách chúng tiến hóa nhằm chịu nhiệt cao, qua đó xác định giới hạn của sự sống trên Trái Đất cũng như các nơi có khả năng tồn tại sự sống phức tạp trong vũ trụ.
An Khang tổng hợp