Giấc ngủ triệu năm

Giấc ngủ triệu năm

Năn 1911, người ta đã tìm thấy xác một con voi ma-mút còn nguyên vẹn vị vùi sâu dưới lớp băng dày ở Xi-bê-ri. Nhà sinh vật học Nga Ô-mê-li-an-xki đã phát hiện thấy có nhiều vi khuẩn cũng bị "chôn sống" theo voi ma-mút trong chiếc "quan tài" bằng băng.

Để thử xem những vi khuẩn này sau giấc ngủ ngàn năm có tỉnh lại được không, Ô-mê-li-an-xki liền cấy chúng trên môi trường thạch mà để ở nhiệt độ 37ºC. Sau vài giờ, một điều kỳ lạ đã xảy ra: trên đĩa thạch, đã thấy những xác ướp vi khuẩn sống lại và bắt đầu... sinh con đẻ cái. Thực ra, không phải tất cả vi khuẩn bị chôn vùi dưới băng đều trở lại sinh hoạt bình thường mà chỉ có một số tồn tại dưới dạng tiềm sinh gọi là bào tử mới còn sống sót.

Gần đây, năm 1972, nhà địa hóa học Liên Xô Tru-đi- nốp còn phát hiện ra một điều kỳ lạ hơn: một số bào tử vi khuẩn sống từ đại cổ sinh cũng đã được hồi sinh. Khi chúng bắt đầu ngủ thì xung quanh vẫn con những con lôi long, khủng long khổng lồ. Đến khi chúng tỉnh dậy thì đã "nhìn" thấy nhà máy điện nguyên tử và những con tàu du hành vũ trụ. Chúng đã ngủ một mạch... 250 triệu năm. Phải chăng đây là giấc ngủ dài nhất trong lịch sử các sinh vật trên hành tinh chúng ta?

Ngoài khả năng chiếm giải quán quân về ngủ, bào tử con có tài sống ngay trong cảnh "nước sôi, lửa bỏng". Tất cả những động vật kể cả những con vật có sức khỏe phi thường được xếp vào loại "mình đồng da sắt" như voi, tê giác chỉ cần trong nước sôi vài ba phút là chết cứng ngay bào tử của nhiều vi khuẩn có thể quẳng vào nồi bánh chưng ninh sình sịch suốt 12 tiếng, thậm chí suốt năm ngày đêm liền, đến khi vớt ra chúng vẫn sống như thường. Có những bào tử vi khuẩn ưa nhiệt "trốn" ở trong đồ hộp bị đưa vào hấp trong nồi áp lực suốt 10 phút ở nhiệt độ tới 110ºC. Thế mà chỉ một vài hôm sau, chúng đã trở lại hoạt động mạnh mẽ đến mức làm nắp hộp sắt phồng hẳn lên.

Sức chịu đựng của bào tử vi khuẩn gây ngộ độc thịt Clostridium botulinum còn kinh khủng hơn. Có thể nướng nó trong lò có nhiệt độ cao tới 180ºC kéo dài đến 10 phút vẫn không hề gì.

Các chất độc hóa học mạnh như clo-rua thủy ngân ở nồng độ 10% có thể giết vi khuẩn thường trong nháy mắt. Thế mà bào tử vẫn chống đỡ được sự tấn công mãnh liệt của chất độc này ít nhất là hai giờ. Còn dung dịch phê-nôn 5% thì suốt nửa tháng cũng chẳng làm gì nổi bào tử. Trong khi đó thì vi khuẩn chỉ mới nhúng vào phê-nôn không đầy 15 phút thì đã chết cứng.

Quanh những lò phản ứng nguyên tử, người ta phải che bằng những tấm chì dày hàng mét mới đủ sức ngăn những tia phóng xạ cho người. Ai cũng tưởng trong lò phản ứng chắc hẳn không một sinh vật nào có thể sống nổi. Thế nhưng, ngay ở trong những lớp sâu của lò phản ứng, bào tử vẫn sống ung dung, coi như không có chuyện gì xảy ra. Lượng phóng xạ ít ra cũng phải lên gấp 2000 lần liều gây chết cho người mới khiến bao tử "run sợ" và không dám bén mảng đến.

Hẳn các bạn còn nhớ trong truyện Tây Du Ký, Tề Thiên Đại Thánh sở dĩ chịu được ngọn lửa văn vũ thiêu đốt trong lò bát quái là phải nhờ đến những quả đào tiên bất tử ăn vụng trong vườn Tây Vương Mẫu, mấy vò rượu Ngọc dịch quỳnh tương uống lén và cả vốc kim đan thần hiệu nuốt trộm. Nhưng dù sao đó cũng chỉ là câu chuyện hoang đường. Còn bào tử thì không thể trông vào bất kì phép lạ thần tiên nào ngoài bản thân mình.

Vậy bí quyết của thuật trường sinh bất lão và sức chịu đựng đến mức "trời đánh không chết" của bào tử là ở đâu?

Để giải đáp câu hỏi này, tốt hơn hết là chúng ta hãy xem vi khuẩn đã "hóa phép" thành bào tử như thế nào.

Thiên nhiên sau khi sáng tạo ra vi khuẩn chắc hẳn cũng thấy rõ là cuộc sống của chúng trên thế gian này mong manh chẳng khác nào ngọn đèn trước gió. Với tấm thân bé tí tẹo, trần như nhộng và chỉ có mỗi lớp da mỏng dính chưa được bằng một phần trăm tờ giấhe chở thì thử hỏi vi khuẩn làm sao mà chịu đựng được những lúc trời rét cắt ruột hoặc khi trời nóng như thiêu. Lại còn những tia nắng chói chang, tia phóng xạ khủng khiếp, tia rơn-ghen đáng sợ, các chất độc hóa học... có thể giết chết vi khuẩn bất kỳ lúc nào. Vả lại, trong tự nhiên có phải lúc nào vi khuẩn cũng có may mắn rơi vào chỗ đầy đủ thức ăn như cái "kiểu chuột sa chĩnh gạo" đâu. Mà khi đã đói thì cái loại "thấp cổ bé họng" như vi khuẩn biết kêu ai bây giờ?

Để sửa chữa lại thiếu sót của mình, thiên nhiên đã ban cho vi khuẩn một phép lạ: hóa thành bào tử.

Trong cuộc đời ngắn ngủi của không ít vi khuẩn, vào một thời kỳ nào đó, thường là lúc gặp khó khăn, gian khổ như đói thức ăn, khô hạn, giá rét... tế bào liền ra lệnh cho các bộ phận hình thành bào tử bắt đầu hoạt động. Thoạt tiên, vi khuẩn tiến hành tập trung toàn bộ khối nguyên sinh chất vẫn rải đều khắp cơ thể vào một góc cũng với thể nhân. Các phân tử nước tự do một phần chuyển sang dạng liên kết bền vững hơn. Số còn lại không có nhiệm vụ gì thì cho "giải ngũ" về sống với bạn bè quen thuộc ở môi trường bên ngoài. Đến lúc này vi khuẩn mới dần dần "may" cho bào tử tương lai một chiếc áo kép rất đặc biệt. Lớp ngoài rất dày, chứa nhiều li-pit. Nó có khả năng ngăn chặn sự xâm nhập của các phân tử nước và các chất hòa tan trong nước. Sau này bào tử tha hồ tắm mưa, lội nước cũng chẳng còn lo gì phải ướt "áo". Bên trong la lớp lót mềm và mỏng. Khối sinh chất và nhân mặc dù đã có quần áo đàng hoàng nhưng vẫn chỉ mới được gọi là tiền bào tử vì nó vẫn còn nằm trong tế bào vi khuẩn. Tùy theo vị trí của tiền bào tử nằm ở đâu mà vi khuẩn sẽ có những hình dạng khác nhau. Nếu tiền bào tử nằm ở một đầu thì vi khuẩn sẽ có hình dùi trống. Nếu nó nằm ở giữa thì vi khuẩn có hình quả trám. Chính vì lúc này nom vi khuẩn mang tiền bào tử giống như người phụ nữ có chửa nên không ít người tưởng nó là con đẻ của tế bào vi khuẩn. Nhưng thực ra tiền bào tử chỉ là biến dạng của vi khuẩn mà thôi. Cuối cùng, xác vi khuẩn tan biến dần để giải phóng bào tử ra ngoài chống chọi với đời.

Sau khi "hóa phép" thành bào tử, vi khuẩn hoàn toàn không cần đến ăn uống, hầu hết các en-zim đều nghỉ làm việc, nhịp thở chỉ còn thoi thóp. Vi khuẩn đã đi vào con đường duy trì sự sống ở một mức cực thấp gọi là trạng thái tiềm sinh. Nó có thể nằm im như vậy từ vài ngày đến hàng trăm triệu năm. Nhưng bạn chớ tưởng bào tử thuộc loại ngủ say như chết, không còn biết trời đất là gì nữa.

Bào tử cứ chu du thiên hạ trong trạng thái "tỉnh tỉnh say say" đặc biệt như vậy. Nhưng hễ vi khuẩn vừa rơi xuống chỗ có đầy đủ thuận lợi: thức ăn, nước uống, nhiệt độ ấm áp... là lập tức anh chàng tỉnh như sáo. Nước liên kết trong nguyên sinh chất lại trở về trạng thái tự do, các en-zim được lệnh trở lại hoạt động bình thường, "khuy" áo lần lượt được mở ra. Bào tử thò đầu ra ngoài rồi cởi bỏ chiếc áo giáp kiên cố và trở về với cuộc sống bình thường.

Nếu như trong truyện đời xưa hai chàng Lưu, Nguyễn phải nhập thiên thai mới mong có được cuộc sống trường sinh bất lão thì vi khuẩn chỉ cần "nhập" bào tử là cũng đạt được ước mơ trẻ mãi không già.

Còn sức chịu đựng vượt quá sức tưởng tượng đối với điều kiện sống khắc nghiệt của vi khuẩn chắc chắn có liên quan đến khả năng bảo vệ của lớp áo giáp kiên cố bên ngoài, sự giảm đến mức tối đa lượng nước bên trong khối nguyên sinh chất, sự đình chỉ hoạt động của các en-zim.

Chính việc hình thành bào tử ở vi khuẩn đã mở ra một hướng mới và độc đáo trong việc giải quyết những vấn đề lớn trong sản xuất công, nông nghiệp, du hành vũ trụ, kéo dài tuổi thọ của con người...

Một ngày kia, nếu chúng ta chủ động được việc điều khiển quá trình "bào tử hóa" ở các động, thực vật thì công việc giữ giống, vận chuyển giống các gia súc, gia cầm, cá, cây trồng vốn rất khó khăn, phức tạp sẽ trở nên đơn giản dễ dàng biết bao nhiêu. Việc bảo quản các loại lương thực, thực phẩm nhất là ngũ cốc, rau quả cũng trở nên rất thuận lợi... Những cuộc du hành giữa các hành tinh xa cách nhau hàng ngàn, hàng vạn năm ánh sáng chắc chắn sẽ cần không ít các nhà du hành "bào tử hóa".

Cuối cùng, cũng xin nói thêm là không phải vì sinh vật nào cũng được thiên nhiên trao cho bí quyết biến thành bào tử. Trong thực tế chỉ có một số ít vi khuẩn được ưu tiên đặc biệt mới được hưởng đặc ân này. Bản thân việc hình thành bào tử ở vi khuẩn ngoài ý nghĩa bảo vệ còn đem lại sự đổi mới và trẻ hóa tế bào.

Tác phẩm, tác giả, nguồn

  • Tác phẩm: Những điều kỳ lạ trong thế giới vi sinh vật
  • Tác giả: Vũ Kim Dũng
  • Nhà xuất bản Thanh Niên, 1984
  • Đánh máy (TVE): kimdungjay, ChungCH, Thuy_trang89, dinhrj, thaoican, lananha1, hainguyenspk và 4DHN
"Like" us to know more!