Những cái chân kỳ dị

Những cái chân kỳ dị

Khi chúng ta quan sát một giọt nước bẩn thì thấy các vi khuẩn chạy đi chạy lại một cách vô cùng hỗn loạn hệt như xe cộ qua những ngã năm, ngã bảy trong thành phố mà không có người chỉ đường vậy. Nhưng nước mỗi lúc một cạn. Tốc độ di chuyển của cư dân trong giọt nước cũng giảm dần. Cuối cùng, khi giọt nước khô hết thì vi khuẩn cũng nằm im như chết. Ấy thế mà chỉ cần rỏ vào chỗ đó một giọt nước mới thì cảnh tượng nhốn nháo lúc đầu lại hiện ra ngay lập tức. Rõ ràng là phần lớn vi khuẩn đều bơi rất giỏi nhưng nếu bắt chúng cuốc bộ trên cạn thì những kẻ "lười đi" này đều thoái lui bằng cách "giả vờ chết".

Có điều rất lạ là người ta đã dùng cả những loại kính hiển vi quang học có độ phóng đại đến 2000 lần mà cũng không thấy chân cẳng vi khuẩn hoặc một bộ phận gì khả dĩ có thể giúp nó chạy lăng xăng được, Vậy thực tế vi khuẩn có chân hay không chân? Nếu không thì chúng chuyển động bằng gì mới được chứ?

Nhà bác học Nhật Bản Ni-si-za-va Kan-gen đã giải đáp được câu hỏi trên bằng một thí nghiệm đơn giản và thông minh. Ông nhuộm vi khuẩn bằng loại thuốc chứa ta-nin. Lúc bấy giờ toàn bộ chân tay của vi khuẩn mới chịu hiện lên rõ mồn một dưới kính hiển vi. Đúng ra đây chỉ là những cái chân bé tí xíu của vi khuẩn đã được làm to lên gấp bội nhờ lớp ta-nin màu nâu xám bọc xung quanh như những chiếc ủng bằng lông của những người ở xứ rét vậy.

Nếu như người chỉ có hai chân, thú có bốn chân côn trùng có sáu chân thì vi khuẩn cũng có đủ loại chân và chúng cũng quẫy lộn trong nước theo đủ mọi kiểu.

Chúng ta hãy thử theo dõi anh chàng vi khuẩn có độc một chân kia xem sao. Chân anh ta bé lắm, chỉ bằng 0,01 mi-crô-mét nghĩa là bằng một sợi tóc chẻ làm... 10.000 phần! Còn chiều dài thì cũng đo được khoảng 6 mi-crô-mét. Tính ra cũng phải dài gấp 6 lần cơ thể. Người ta gọi kiểu chân "khẳng khiu" quá mức này là tiên mao. Vậy thì vi khuẩn làm thế nào mà di bằng được bằng một chân?.

Thoạt tiên anh giơ tiên mao ra phía trước. Sau đó anh cứ thế là quay tít nó như chong chóng, Nhờ đó, cơ thể tiến nhanh về phía trước. Thật khó mà tưởng tượng sợi tiên mao mảnh mai như thế mà không hề bị đứt khi quay títnước.

Chỉ có dưới ống hiểu vi điện tử chúng ta mới hiểu được điều bí ẩn này. Thì ra tiên mao không phải là một sợi mà là hàng chục sợi xoắn bện với nhau như dây thừng. Nhờ đó nó trở nên rất bền. Hơn nữa, các sợi này cấu tạo chủ yếu là prô-tê-in một loại hợp chất cao phân tử có các liên kết rất bền vững. Tiên mao mọc ra từ lớp nguyên sinh chất ở phía ngoài. Nó nhận được từ nguyên sinh chất những xung động làm cho tiên mao chuyển động quay tròn.

Với kiểu "đi" độc đáo này, mỗi giây trung bình vi khuẩn có thế vượt qua một quãng đường dài khoảng 5 mi-crô-mét. Tốc độ này so với cơ thể bé nhỏ của vi khuẩn thì không phải là chậm. Nếu chúng ta xác định tốc độ một sinh vật theo cách là xác định trong một giây nó vượt qua đoạn đường gấp mấy lần chiều dài cơ thể thì tốc độ trung bình của vi khuẩn như trên tương đương với tốc độ của người chạy nhanh. Ngoài ra, loại vi khuẩn tả mỗi giây có thể vượt qua đoạn đường gấp 60 lần cơ thể, tương đương với một người chạy 100m mà chỉ hết... 1 giây.

Ngoài loại vi khuẩn chỉ có một chân gọi là đơn mao còn có loại vi khuẩn hai chân gọi là lưỡng mao. Nhưng khốn nỗi hai chân lại không ở cùng một phía mà lại mọc ở hai đầu cơ thể. Loại chùm mao khuẩn thì lại có một lô chân cùng mọc ở một phía tựa như quả cầu lông vậy. Còn anh chàng cùng trong họ nhà chùm mao nhưng có hai túm ở đầu thì lại được xếp vào loại lưỡng chùm mao.

Đặc biệt có loại chân mọc ra xung quanh mình gọi là chu mao. Loại này dùng chân như bơi chèo đồng loạt đạp vào nước để tiến lên. Khi cần quay sang trái thì chỉ những chân ở bên phải hoạt động và ngược lại.

Đôi khi cũng có những người thiếu kinh nghiệm quan sát lại nhầm lẫn loại chu mao khuẩn với những vi khuẩn có lông quanh mình gọi là các tiêm mao. Thực ra những lông này khác hẳn tiên mao vì nó chỉ ngắn chừng 0,5 đến 1 mi-crô-mét, nghĩa là ngắn hơn tiên mao khoảng chục lần hoặc hơn. Nhiệm vụ của tiêm mao cũng khác. Nó không hề dính dáng gì đến việc đi lại của vi khuẩn mà chỉ làm nhiệm vụ bám chặt vào chỗ có thức ăn và giúp tế bào tăng thêm diện tích hấp thụ thức ăn của cơ thể.

Có loại vi khuẩn còn hẩm hiu hơn. Trên cơ thể chúng cứ nhẵn nhụi, không có chân mà cũng chẳng có lông. Chắc các bạn đoán là nó quanh năm suốt tháng chỉ nằm một chỗ chờ người khác dâng thức ăn đến như kiểu vua Lê ngọa triều phải không? Thực tế hoàn toàn trái ngược hẳn, chúng vẫn chuyển động được, nhưng rất lung tung. Cuộc đời chúng thật đúng là cái kiểu "cũ đành nhắm mắt đưa chân, thử xem con tạo xoay vần ra sao".

Vậy ai đã giúp những kẻ không chân này đi lại? Chính các phân tử chất lỏng khi chuyển động hỗn loạn trong môi trường lúc thì thúc vào lưng, lúc thì huých vào sườn, làm cho vi khuẩn như quả bóng cứ lăn lóc hết góc này đến góc khác thế chúng giao cho cái lớp da khá dày đảm nhiệm hết. Muốn thấy rõ bộ da của vi khuẩn ra sao bạn chỉ cần quẳng chúng vào vại nước muối như kiểu ta muối dưa muối cà vậy. Muối sẽ rút nước ở trong cơ thể vi khuẩn làm cho "thịt" nó co lại và tách rời khỏi lớp da ngoài.

Lúc này với sự giúp đỡ của kính hiển vi điện tử ta có thể thấy rõ da ngoài của vi khuẩn mỏng dính chỉ bằng khoảng 10 đến 20 Na-nô-mét[1]. Như vậy là ta phải chồng ít nhất 3000 tấm da vi khuẩn mới đạt được chiều dày bằng tờ giấy bóng kính mỏng tang. Ấy vậy mà mỗi tấm da này gồm đến bốn lớp hợp chất cao phân tử sắp xếp rất phức tạp. Bên trong cùng là lớp phân tử gly-cô-pép-tít tương đối mỏng, Bên trên là lớp phân tử prô-tê-in dày gấp năm lần nhưng lại sắp xếp rất lỏng và có nhiều khoảng trống. Kế đó là một lớp Li-pô-pô-ly-sắc-ca-rít. Lớp này có những rãnh nhỏ rạch ngang dọc trên bề mặt như tấm vải thủng lỗ chỗ khi soi lên ánh mặt trời. Ngoài cùng là lớp li-pô-pô-tê-ít đắp thành những mảng, khối đủ các loại hình thù quái dị như tác phẩm sơn dầu của những họa sĩ thuộc trường phái ấn tượng vậy.

Các bạn đừng tưởng da vi khuẩn mỏng như thế mà không lột được đâu. Nếu các nhà thuộc da cần thì ta có thể nghiền vi khuẩn bằng những hạt bi thủy tinh có đường kính 0,1 mm hoặc dùng siêu âm phá vỡ tế bào. Sau đó dùng máy siêu li tâm tách riêng từng phần của tế bào ta sẽ được những tấm da vẫn còn giữ nguyên vẹn hình dáng vi khuẩn khi còn sống. Đến đây ta lại thấy da vi khuẩn còn kiêm luôn cả nhiệm vụ làm bộ "xương" cho nó nữa. Tuy nhiên cả "xương lẫn da" của vi khuẩn cũng không chiếm quá mười phần trăm khối lượng cơ thể.

Không phải tất cả mọi vi khuẩn đều cam chịu cảnh sống quanh năm "trần như nhộng" thời nguyên thủy. Một số cũng đã cố gắng kiếm cho mình một manh áo che thân. Áo của vi khuẩn được may bằng loại "vải" đặc biệt dệt từ hợp chất pô-li-sắc-ca-rít có pha thêm các sợi prô-tê-in. Đây là loại vật liệu có dạng chất keo trong suốt nom hệt như lòng trắng trứng. Loại áo này được gọi là màng nhầy hay vỏ bọc. Mỗi loại vi khuẩn thích may một kiểu áo riêng. Nhiều vi khuẩn chỉ mặc chiếc áo mỏng chừng 0,1 mi-crô-mét. Nhưng trong những dịch đđể lâu người ta đã tìm thấy vi khuẩn mặc chiếc áo dày gấp... 20 lần cơ thể, nom chắc khác gì một người quấn quanh mình một chiếc chăn bông loại 50 kg. Đặc biệt vi khuẩn than bình thường thì chỉ "trần trùng trục". Nhưng hễ nó lọt được vào cơ thể động vật như trâu, bò... thì lúc bấy giờ nó mới chịu khoác lên mình chiếc áo màng nhầy. Như vậy, chỉ cần nhìn "mốt" quần áo của vi khuẩn có thể dễ dàng "gọi mặt chỉ tên" của từng đứa trong bọn.

Nói như vậy nhưng vi khuẩn mặc áo kiểu màng nhầy không phải để khoe với mọi người mà chủ yếu là làm thứ vũ khí chống lại kẻ thù đáng sợ của chúng là thực bào. Chẳng hạn như vi khuẩn lao nếu được trang bị quần áo đầy đủ thì nó cứ điềm nhiên vượt qua các tuyến phòng thủ trong cơ thể người tiến thẳng vào hai lá phổi để hoạt động phá hoại. Còn nếu nó bị lột mất chiếc "áo linh" lợi hại thì chỉ vừa gặp trạm gác đầu tiên là nó bị ngay đội "cảnh vệ" bạch cầu vồ lấy nuốt tươi ngay.

Ngoài tác dụng bảo vệ, vi khuẩn còn sử dụng màng nhầy của mình làm nguồn dự trữ thức ăn phòng khi đói kém. Những lúc không còn kiếm đâu ra miếng ăn, vi khuẩn liền đem chiếc áo diện ra và gặm dần giống như kiểu các thủy thủ bị bão đánh giữa biển phải ăn cả chiếc ủng da cho đỡ đói lòng. Thật quả là "nhất cử lưỡng tiện".

Chú thích

  1. Na-nô-mét (nm) một phần triệu mi-li-mét.

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!