Khám phá và đặc điểm của loài động vật có khả năng chịu nhiệt mạnh mẽ nhất Trái Đất
Giun Pompeii lần đầu tiên được phát hiện tại tàn tích của Pompeii, Ý, nơi bị chôn vùi trong một vụ phun trào núi lửa vào năm 79 sau Công Nguyên. Hầu hết các tòa nhà và hiện vật của thành phố đã được bảo tồn do lớp tro bụi núi lửa bao phủ và dòng dung nham nhiệt độ cao. Trong quá trình khai quật địa điểm, các nhà khoa học đã vô tình phát hiện ra một sinh vật chưa từng được biết đến trước đây, loài giun Pompeii.
Một trong những đặc điểm chính của giun Pompeii là khả năng thích ứng cực cao với nhiệt độ cao. Các nhà khoa học đã phát hiện qua thí nghiệm rằng giun Pompeii có thể tồn tại ở nhiệt độ 300 độ C trong vài giờ. So với các sinh vật khác, cấu trúc tế bào của chúng phức tạp hơn, có khả năng sửa chữa DNA mạnh hơn và có thể chống lại những tổn thương do nhiệt độ cao gây ra. Ngoài ra, giun Pompeii còn có khả năng chịu hạn hán, thiếu oxy nên chúng có thể sống sót trong môi trường khắc nghiệt.
Các nhà khoa học rất quan tâm đến việc phát hiện loài giun Pompeii bởi đặc tính của chúng có thể có ý nghĩa quan trọng đối với con người. Đầu tiên, việc phát hiện ra loài giun Pompeii thể hiện khả năng phục hồi và thích nghi của cuộc sống. Khả năng sinh tồn trong điều kiện khắc nghiệt của chúng cho thấy sự sống có thể tìm thấy cơ hội sinh tồn trong nhiều môi trường khắc nghiệt. Điều này cũng mang lại cho các nhà khoa học hy vọng nghiên cứu xem liệu sự sống có tồn tại trên các hành tinh khác như Sao Hỏa hay không.
Khả năng sửa chữa DNA của giun Pompeii cũng có ý nghĩa rất lớn đối với nghiên cứu sức khỏe con người. Các nhà khoa học có thể học hỏi từ cơ chế sửa chữa gen của giun Pompeii để phát triển công nghệ sửa chữa DNA hiệu quả hơn, từ đó đưa ra những ý tưởng mới trong việc điều trị bệnh cho con người.
Tuy nhiên, khả năng thích ứng của giun Pompeii không phải là không có hạn chế. Mặc dù chúng có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt nhưng số lượng của chúng rất ít và phạm vi phân bố tương đối hạn chế. Các nhà khoa học cho rằng điều này có thể là do khả năng sinh sản kém của loài giun Pompeii và thói quen kiếm ăn đặc biệt của nó. Vì vậy, việc bảo vệ loài giun Pompeii đã trở thành mục tiêu chung của các nhà khoa học.
Chiến lược sinh tồn và sự thích nghi của giun sau các vụ phun trào núi lửa
Giun Pompeii tăng cơ hội sống sót thông qua hành vi ẩn náu tích cực. Khi núi lửa bắt đầu phun trào, chúng có thể cảm nhận được sự rung động trong lòng đất và những thay đổi trong bầu khí quyển núi lửa. Nhận thức nhạy bén này cho phép chúng dự đoán trước các thảm họa sắp xảy ra và có hành động thích hợp. Nghiên cứu cho thấy giun Pompeii di cư đến những địa điểm an toàn hơn trước khi núi lửa phun trào để tránh bị chôn vùi trong tro bụi và dung nham.
Giun Pompeii có khả năng thích nghi tuyệt vời. Sau thảm họa núi lửa, toàn bộ thành phố Pompeii bị chôn vùi dưới lớp tro núi lửa dày đặc, tạo thành một môi trường hoàn toàn khép kín. Tuy nhiên, giun Pompeii có thể sống sót nhờ thích nghi với môi trường xung quanh. Hầu hết các sinh vật không thể tồn tại trong môi trường như vậy do thiếu oxy và nhiệt độ cao, nhưng giun Pompeii có khả năng lưu trữ oxy qua ống thở và nơi lưu trữ oxy đặc biệt và tồn tại dưới tro núi lửa.
Giun Pompeii cũng hợp tác với nhau để nâng cao cơ hội sống sót. Sau khi núi lửa phun trào, chúng có xu hướng tập hợp lại với nhau tạo thành đàn giun Pompeii. Bằng cách hợp tác với nhau, chúng có thể cùng nhau đối mặt với nhiều thách thức từ thế giới bên ngoài và thích nghi với môi trường với khả năng sống sót cao hơn.
Để hiểu rõ cơ chế chịu nhiệt của giun Pompeii, các nhà khoa học đã tiến hành rất nhiều nghiên cứu. Họ phát hiện ra rằng loài vật này được bao phủ bởi một cộng đồng vi khuẩn đặc biệt tạo ra một loại protein đặc biệt giúp nó có khả năng chịu được nhiệt độ cao. Protein này giúp giun Pompeii chống lại nhiệt độ cao và bảo vệ các tế bào trong cơ thể chúng khỏi bị hư hại. Ngoài ra, những vi khuẩn này có thể tiết ra một loại chất nhầy đặc biệt giúp giun Pompeii giữ ẩm ở nhiệt độ cao và tránh bị mất nước.
Ngoài quần thể vi khuẩn trên cơ thể, giun Pompeii còn phát triển một bộ cơ chế sinh lý phức tạp và độc đáo thông qua quá trình tiến hóa. Thành tế bào của chúng tương đối dày, có thể cách ly tế bào một cách hiệu quả khỏi bị hư hại do nhiệt độ cao. Hơn nữa, tế bào của giun Pompeii còn chứa một loại enzyme đặc biệt có thể giúp điều chỉnh nhiệt độ bên trong tế bào và chống lại tác động của nhiệt độ cao.
Cấu trúc cơ thể của sâu Pompeii cũng liên quan chặt chẽ đến khả năng thích nghi với khả năng chịu nhiệt của nó. Cơ thể của chúng thẳng và được bao phủ bởi rất nhiều lông. Những nhung mao này làm tăng diện tích bề mặt và cung cấp nhiều kênh tản nhiệt hơn, giúp giun Pompeii hạ nhiệt độ cơ thể. Đồng thời, những nhung mao này còn có thể giúp giun Pompeii hấp thụ chất dinh dưỡng từ môi trường xung quanh và cung cấp cho chúng năng lượng cần thiết.
Khả năng chịu nhiệt của giun Pompeii không chỉ là chiến lược sinh tồn mà còn dần được hình thành trong quá trình tiến hóa. Do môi trường cực kỳ khắc nghiệt gần các miệng phun thủy nhiệt dưới biển sâu nên các loài động vật bình thường khó có thể sinh tồn ở đây. Trải qua quá trình tiến hóa và tiến hóa, giun Pompeii đã dần phát triển khả năng chịu nhiệt, giúp chúng có lợi thế sống sót trong môi trường đặc biệt này.
Tham khảo: Zhihu
