Posts tonen met het label Sự sống. Alle posts tonen

vrijdag 20 november 2015

Sự sống trên 'nóc nhà của trái đất' : dãy núi Himalaya với đỉnh Everest cao nhất thế giới ở Nepal

Sự sống trên 'nóc nhà của trái đất'

Jasmin Fox-Skelly

Sống trên đỉnh những ngọn núi cao nhất thế giới là một thách thức lớn. Càng lên cao thì ánh sáng mặt trời càng gay gắt, gió lạnh thổi mạnh từ mọi phía và ngay cả việc thở cũng khó vì trong không khí có ít ôxy.

Nhưng bất chấp những điều kiện khắc nghiệt như thế, sự sống vẫn tồn tại. Nếu bạn leo lên đỉnh Everest, ngọn núi cao nhất thế giới, bạn sẽ tìm thấy sự sống ở khắp nơi. Những cánh rừng rậm bị thay thế bằng những đồng cỏ và cuối cùng là những lớp đá phủ tuyết. Tuy nhiên vẫn có sự sống ở những nơi này nếu chúng ta biết tìm chúng ở đâu.

Chân núi Himalaya

Chúng tôi bắt đầu hành trình ở chân núi dãy Himalaya nằm cách mặt nước biển khoảng 610 mét. Đây là nơi từng có rừng rậm bao phủ nhưng nhiều cây cối đã bị đốn hạ để lấy đất làm nông trại. Những cánh rừng còn lại là nơi trú ẩn của loài voi châu Á và loài tê giác. Đây còn là môi trường sinh sống của loài gấu đen, báo đốm và hơn 340 loài chim.

Loài hổ cũng sống ở vùng chân núi ở Bhutan và vào năm 2010 người ta phát hiện ra rằng loài sinh vật này sinh sống ở độ cao hơn chúng ta nghĩ rất nhiều. Nhà sinh vật học Alan Rabinowitz đã nghe những dân làng sợ hãi kể lại họ đã gặp hổ như thế nào. Sau một hành trình leo đến độ cao 4.000 mét, ông đã đặt máy quay kín.

Máy quay của ông đã quay lại hình ảnh của rất nhiều sinh vật, trong đó có cáo đỏ, mèo rừng, khỉ, báo, gấu đen Himalaya, hươu xạ và thậm chí cả gấu trúc đỏ. Địa điểm này, vốn là một bí mật được bảo vệ cẩn mật để phòng ngừa săn trộm, là nơi duy nhất mà hổ và báo tuyết sống cùng với nhau.
Đến độ cao hơn thì không còn những cánh rừng hay những nông trang nữa mà là những khu rừng cây quả nón xen lẫn với những thác nước.

Nơi đây cũng có nhiều sinh vật đa dạng như loài voọc vàng. Bộ lông dày giúp chúng chống chọi lại cái lạnh. Cũng giống như nhiều loài sinh vật khác ở vùng này, vào mùa đông loài voọc vàng sống ở những thung lũng thấp và vào mùa xuân thì leo những triền núi cao hơn.
Tuy nhiên, loài khỉ sống ở nơi cao nhất là loài khỉ mũi hếch Vân Nam. Bộ lông dày của chúng giúp chúng sống ở độ cao cao hơn bất kỳ loài linh trưởng nào khác.

Gấu trúc đỏ

Những cánh rừng rụng lá vào mùa đông trên những triền núi cao là nơi sinh sống lý tưởng của một trong những loài sinh vật đáng yêu nhất trong thế giới tự nhiên – loài gấu trúc đỏ.
Vốn là một loài cực kỳ nhút nhát, gấu trúc đỏ tránh thú săn mồi bằng cách sống ở những cánh rừng ở độ cao từ 2.000 cho đến hơn 4.000 mét. Bàn chân được phủ lông giúp chúng giữ ấm chân và không bị trượt trên tuyết.
Không giống như những sinh vật núi khác vốn tránh mùa đông khắc nghiệt bằng cách di chuyển xuống vùng thấp hơn, gấu trúc đỏ không đi đâu cả. Chúng dựa vào tre làm nguồn thức ăn cho nên chúng chỉ có thể sống được ở những nơi có rừng tre.
Gấu trúc đỏ có thể dành đến 13 tiếng mỗi ngày để tìm thức ăn mặc dù tre chủ yếu cấu tạo từ chất xơ vốn rất khó tiêu hóa trong khi ruột của chúng không thể tiêu hóa được cây cỏ.

Vào mùa hè chúng cũng có thể ăn hoa quả và côn trùng và thậm chí ăn trộm cả trứng chim. Nhưng vào mùa đông chúng có thể giảm đến 15% trọng lượng cơ thể. Do tình trạng khan hiếm thức ăn và thời tiết lạnh chúng sẽ tự làm chậm lại quá trình trao đổi chất.
Cao hơn nữa thì không còn những cánh rừng mà chỉ còn những lùm bụi khô. Cao hơn là những loài cây cỏ có hoa.
Các loài cây cỏ ở độ cao này chỉ mọc thấp nhưng mạnh mẽ và là chuyên gia trong việc giữ nước để bảo vệ mình trước những cơn gió khô. Những loài thú ăn cỏ sinh sống trên những triền núi này vào mùa hè. Chúng ta có thể tìm thấy loài dê, cừu và sói.

Nơi chỉ có đá

Trong khi đó, những mặt hồ đóng băng ở vùng Kashmir vẫn có cá, chẳng hạn như loài cá trắm núi và cá hồi nâu. Những loài cá này có sự thích nghi với những dòng nước chảy xiết bằng cách có cấu tạo cơ thể hình trụ với cấu tạo cơ có sức mạnh để giúp chúng có thể vượt qua được những dòng chảy xiết trong khi một số loài cá khác thì ẩn nấp trong đá sỏ để tránh dòng chảy. Để tránh nhiệt độ gần như xuống đến 0 trong mùa đông, loài cá trắm núi di cư xuống vùng núi thấp hơn.
Lên cao nữa thì chỉ còn những cấu trúc đá nơi có gió thổi lồng lộng. Loài báo tuyết sống ở đây, ở độ cao từ 3.300 mét đến gần 6.000 mét so với mặt nước biển.
Những loài này có bộ lông dày để giữ ấm trong thời tiết lạnh và bộ móng to để giúp chúng bám trên địa hình núi đá. Chúng giấu mình sau những phiến đá, khe hay vách núi cao để rình con mồi.

Ở phía bên kia của dãy núi nhấp nhô, trên vùng bình nguyên Tây Tạng có độ cao gần 5.000 mét so với mặt nước biển là nơi sinh sống của loài rắn suối nước nóng. Vốn là loài có máu lạnh nên không thể giữ nhiệt trong cơ thể, loài rắn này chịu nhiều sự đe dọa từ cái lạnh. Chúng sinh tồn bằng cách nấp mình trong những dòng suối nước nóng được tạo ra từ những hoạt động núi lửa trong lòng đất.
Bình nguyên Tây Tạng còn là nơi sinh sống của loài cáo cằm vuông. Chúng cư trú ở những triền đồi cằn cỗi ở độ cao từ 3.000 đến 4.000 mét. Chúng làm hang trong những góc khuất.
Ở độ cao này cũng có con người sinh sống. Và cũng như các loài động vật khác, con người đã học cách thích nghi với điều kiện khắc nghiệt. Nhưng cách thích nghi của họ không chỉ đơn thuần là trong lối sống mà còn trong sự tiến hóa.

Đột biến gien ở con người

Vấn đề lớn nhất khi sinh sống ở vùng cao là áp suất khí quyển thấp. Điều này khiến cho khí ôxy khó vào phổi hơn.
Con người thường gặp những vấn đề vầ sức khỏe ở độ cao hơn 2.700 mét. Chúng ta sẽ cảm thấy ăn mất ngon, nôn mửa, nhức đầu và khó ngủ. Nghiêm trọng hơn thì trong não và tim sẽ tích tụ dịch, phổi bị xuất huyết và tim ngừng đập.
Tuy nhiên, người Tây Tạng dường như không gặp những vấn đề này do sự đột biến gien.
Khoảng 8.000 năm trước, một gien có tên gọi là EGLN1 đã thay đổi. Giờ đây, có 88% người Tây Tạng có gien đột biến này.

Sự thay đổi ở gien EGLN1 giúp cho cơ thể của con người không phản ứng quá mức trước nồng độ ôxy loãng trong không khí. Ở những người không có sự đột biến gien này, không khí loãng sẽ khiến cho các tế bào hồng cầu của họ phồng lên và dẫn đến tim ngừng đập.
Sự thích nghi của người Tây Tạng còn ở một gien khác có tên gọi là EPAS1 vốn liên quan đến phản ứng của cơ thể trước tình trạng nồng độ ôxy thấp.
Các tế bào hồng cầu của con người vận chuyển ôxy bằng một phân tử có tên là haemoglobin. Khi người có gien EPAS1 bình thường di chuyển đến vùng cao, nồng độ haemoglobin của họ bị gia tăng quá mức, theo ông Ramus Nielsen ở Đại học California. Điều này khiến máu trở nên đậm đặc dẫn đến tình trạng tăng huyết áp và đau tim.

Tuy nhiên, người dân Tây Tạng lại không gặp tình trạng này. Nồng độ haemoglobin và hồng cầu trong máu họ chỉ tăng nhẹ khi họ ở vùng cao, theo Nielsen.

Bò yak

Ở độ cao trên 4.800 mét, vùng lãnh nguyên đá không còn nữa mà thay vào đó là núi tuyết. Không có nhiều sinh vật có thể sống nổi ở độ cao này ngoại trừ loài bò yak vốn có thể leo đến độ cao 6.100 mét.
Loài bò yak có hai lớp lông dày để giúp chúng giữ ấm cơ thể. Tim và phổi của chúng có kích thước lớn giúp chúng có được lượng ôxy cần thiết. Loài bò yak thích nghi với độ cao đến nỗi thông thường chúng không thể sống được ở độ cao dưới 3.300 mét và hay nhiệt độ cao hơn 15°C.
Hồi năm 2012, các nhà khoa học đã đọc được bản đồ gien của loài yak và nhận thấy rằng một số gien của chúng đã tiến hóa nhanh chóng kể từ khi loài này tách ra các loài gia súc khác 4,9 triệu năm trước đây. Có ba gien đột biến có liên quan đến việc điều khiển phản ứng của cơ thể trước tình trạng mất ôxy. Năm gien khác giúp loài bò yak tối ưu hóa năng lượng chúng có được từ thức ăn, nhất là trong mùa đông khi mà thức ăn khan hiếm.

Cơ thể to của chúng còn có một lợi thế: giúp cho chúng giữ nhiệt tốt. Nhưng cũng có những sinh vật bé nhỏ vẫn sinh tồn được ở độ cao này.
Hồi năm 2008, một loài ong đã được tìm thấy trên Núi Everest. Sống ở độ cao từ 6.000 mét trở lên, đây là loài ong sống ở độ cao nhất thế giới từng biết.
Nhện cũng sống ở nơi rất cao. Loài nhện nhảy Himalaya là loài sinh vật sống ở độ cao nhất trên thế giới với độ cao trên 7.000 mét trên Núi Everest.
Bản tiếng Anh bài này đã đăng trên BBC Earth.

Quay lại đầu

http://www.bbc.com/vietnamese/culture_social/2015/06/150606_challenges_of_living_high_altitude_vert_earth

woensdag 21 oktober 2015

Mẫu đá cho thấy sự sống có trên Trái Đất 4,1 tỷ năm trước

Thứ tư, 21/10/2015 | 20:34 GMT+7

Thứ tư, 21/10/2015 | 20:34 GMT+7

Mẫu đá cho thấy sự sống có trên Trái Đất 4,1 tỷ năm trước

Bằng chứng phát hiện ở tây Australia cho thấy sự sống trên Trái Đất có từ 4,1 tỷ năm trước, chứ không phải 3,8 tỷ năm theo ước tính trước đây.

Thiên thạch có thể mang sự sống đầu tiên tới Trái Đất / NASA có thể sắp công bố bằng chứng sự sống trên sao Hỏa

mau-da-cho-thay-su-song-co-tren-trai-dat-4-1-ty-nam-truoc

Carbon tìm thấy trong mẩu đã zircon đẩy lùi thời gian sự sống xuất hiện trên Trái Đất 300 triệu năm so với ước tính trước đây. Ảnh: Stanford/UCLA

Theo IB Times, các nhà nghiên cứu ở đại học California và Stanford hôm 19/10 công bố báo cáo trên tạp chí PNAS cho thấy, những mẫu đá zircon tìm thấy ở Jack Hill, Australia có niên đại khoảng 4,4 tỷ năm trước.
Trong 10.000 mẫu đá zircon, có một mẫu chứa phân tử carbon niên đại khoảng 4,1 tỷ năm. Mẫu đá này giàu carbon-12, loại carbon có nguồn gốc từ sinh vật hữu cơ, và có thể là "bằng chứng cho thấy sinh quyển đã xuất hiện" sớm hơn 300 triệu năm so với ước tính trước đây.
Những mẫu đá này còn nguyên vẹn, không bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Phát hiện có ý nghĩa quan trọng, Huffington Post dẫn lời đánh giá của Mark Harrison, đồng tác giả nghiên cứu kiêm giáo sư địa chất học, đại học California Los Angeles.

mau-da-cho-thay-su-song-co-tren-trai-dat-4-1-ty-nam-truoc-1

Giáo sư Harrison cầm mẫu đá zircon. Ảnh: Huffington Post

"Hai mươi năm trước, sẽ khó có người tin vào điều này. Lúc tìm ra bằng chứng sự sống xuất hiện 3,8 tỷ năm trước, giới khoa học từng vô cùng kinh ngạc", Harrison nói. Trái Đất hình thành khoảng 4,54 tỷ năm trước. Phát hiện này đồng nghĩa với việc "hành tinh lúc đó có thể rất giống ngày nay, với những đại dương, châu lục và các mảng kiến tạo, so với hình dung của chúng ta trước đây về một Trái Đất khô hạn, không có sự sống 4 tỷ năm trước".
"Sự sống trên Trái Đất có lẽ đã nảy sinh gần như ngay lập tức. Chỉ cần đầy đủ nhiên liệu cần thiết, sự sống dường như đã hình thành nhanh chóng", Harrison nói.

Hồng Hạnh

http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/mau-da-cho-thay-su-song-co-tren-trai-dat-4-1-ty-nam-truoc-3299005.html

donderdag 19 maart 2015

Sự sống ở nơi sâu nhất địa cầu : Rãnh Mariana.sâu 10.898 mét

Ở nơi sâu nhất địa cầu

Jasmin Fox-Skelly

Vào ngày 26/3 năm 2012, đạo diễn Hollywood James Cameron cúi khom người trong một khoang tàu ngầm chật hẹp ở ngoài khơi Thái Bình Dương. Trong khoảng thời gian hai tiếng rưỡi, Cameron đã điều khiển con tàu Deepsea Challenger xuống độ sâu 10.898 mét và thiết lập một kỷ lục thế giới mới về lặn một mình. Ông đã lặn đến nơi sâu nhất của đại dương: Rãnh Mariana.

Nỗ lực mới nhất

Cameron chỉ là người thứ ba chiêm ngưỡng quang cảnh hoang vu như trên Mặt Trăng ở đáy rãnh. May mắn cho chúng ta là ông đã đem theo máy quay ba chiều. Những thước phim ông quay lại cho thấy những sinh vật biển đáng kinh ngạc từ dưới biển cho đến tận đáy rãnh. Những hình ảnh này đã được các nhà khoa học trên khắp thế giới nghiên cứu kỹ để tìm hiểu xem phải làm sao sống được ở dưới đáy biển sâu.
Đây là nỗ lực mới nhất của con người trong hành trình 200 năm khám phá nơi sâu nhất dưới đáy biển – nơi cuối cùng trên Trái Đất mà chúng ta chưa biết được.

Ở dưới đáy rãnh sâu như Rãnh Mariana, nước biển lạnh giá, không có ánh sáng còn áp lực có thể nghiền nát mọi thứ. Ấy vậy mà, sự sống vẫn có thể tồn tại được và chúng ta chỉ mới bắt đầu hiểu được tại sao.
Cho đến cuối thế kỷ 19 thì nhân loại vẫn còn biết rất ít về đại dương. Dân gian và thần thoại sáng tạo ra hình ảnh những con quái vật biển khủng khiếp còn nhà văn khoa học viễn tưởng Jules Verne của Pháp đã tưởng tượng rằng ở giữa lòng đại dương có ‘sự sống khổng lồ từ thời đại khác’. Nhưng đa số các nhà khoa học cho rằng bóng tối và sự lạnh lẽo khiến đáy biển là nơi không thể sống được.
Vào thời đại Victoria ở nước Anh, nhà khoa học Edward Forbes đã nạo vét biển Aegae và phát hiện ra rằng càng xuống sâu thì càng có ít sinh vật. Ông đã đi đến kết luận rằng không có sự sống bên ngoài độ sâu 550 mét.

HMS Challenger

Trong những năm từ 1872 cho đến 1876, tàu HMS Challenger đã đi một hành trình dài 127.653km để ghi chép lại các sinh vật ở tất cả các vùng biển và đại dương trên thế giới. Tổng cộng đã có 4.700 sinh vật mới được phát hiện, trong số đó có những sinh vật sống dưới đáy lần đầu tiên được biết đến.
Chuyến thám hiểm này cũng đã phát hiện được điểm sâu nhất của đại dương. Nằm ở phía Nam Nhật Bản, có một rãnh nứt hình lưỡi liềm được gọi là Rãnh Mariana và ở đầu phía nam của rãnh, đáy biển dưới như biến mất. Vào năm 1875, các nhà khoa học trên tàu HMS Challenger đã ghi nhận độ sâu 8.184 mét. Giờ đây chúng ta biết nó có độ sâu ít nhất là 10.916 mét. Hố lõm gần như không có đáy này được đặt tên là Challenger Deep, tức đặt tên theo tên con tàu.

Gần một thế kỷ sau, con người đã đến đáy của khe Challenger Deep. Vào ngày 23/1 năm 1960, nhà hải dương học Jacques Piccard và Đại úy Don Walsh của Hải quân Mỹ đã lái chiếc tàu ngầm có tên Trieste đi thám hiểm đáy đại dương.
Hành trình này mất 4 giờ 47 phút. Khi họ đến được đáy, họ đã không thể chụp được tấm ảnh nào do bùn bị khuấy lên và che khuất. Dù sao đi nữa thì cuộc tranh cãi về việc có sự sống dưới đáy biển hay không đã được giải quyết. Đèn pha của tàu Trieste đã phát hiện một sinh vật mà Piccard cho là cá bẹt nhưng giờ đây đã được xác định là một loài dưa chuột biển.

Có nhiều sự sống

Giờ đây, mọi người đều biết rằng đáy biển dường như có rất nhiều sự sống. Hồi cuối năm 2014, ông Jeffrey Drazen tại Đại học Hawaii ở Honolulu đã dẫn đầu một cuộc thám hiểm đến Rãnh Mariana. Nhóm của ông đã sử dụng năm thiết bị di chuyển điều khiển từ xa để khám phá phần sâu nhất của rãnh cũng như dọc theo vách rãnh. Ông đã rất ngạc nhiên khi thấy sự phong phú và đa dạng của sự sống dọc theo vách rãnh.
Thách thức đầu tiên đối với các sinh vật khi chúng sống ở đáy biển là bóng tối hoàn toàn. Một số loài có đôi mắt khổng lồ để bắt được những tia sáng dù là mờ nhất. Một số khác đã từ bỏ chức năng của thị giác và dựa vào xúc giác cũng như sự rung động để cảm nhận con mồi. Có những loài có khả năng tự phát sáng nhờ một quá trình gọi là phát sáng sinh học. Ánh sáng này có thể dùng để thu hút con mồi hay bạn tình.

Bóng tối cũng gây ra một vấn đề nữa. Không có ánh sáng mặt trời cũng đồng nghĩa với việc không có tảo hay cây cỏ nào để cung cấp cho chuỗi thức ăn. Do đó, thức ăn dưới đáy biển rất hiếm hoi. Các sinh vật dưới đáy phải dựa vào xác phân hủy của các sinh vật khác từ phía tầng nước trên chìm xuống sau khi chết. Nguồn xác phân hủy dồi dào có lẽ là lý do tạo ra hệ sinh thái phong phú mà Drazen tìm thấy ở Rãnh Mariana.
Đôi khi xác một con cá voi là một đại tiệc cho các sinh vật dưới đáy. Có loài cá làm hang phía trong xác và ăn từ trong ra ngoài trong khi loài sâu ăn xương thì tiêu thụ phần xương. Ngoài ra cũng có các loài săn mồi nhưng loài bọt biển bóng bàn (ping-pong tree sponge) sử dụng những chiếc xiên nhọn để đâm xuyên con mồi.

Môi trường chết chóc

Tuy nhiên, chính đặc điểm vật lý dưới đáy biển khiến nó trở thành môi trường chết chóc. Nhiệt độ lạnh giá trong khoảng -1 cho đến 4 độ C ở hầu hết các nơi. Đáng sợ hơn nữa, áp lực lên đến tám tấn mỗi inch – tức là nhiều hơn mức sức ép bình thường ở trên mặt biển một ngàn lần.
Sự kết hợp giữa giá lạnh và áp lực đã có những tác động lạ lùng lên cơ thể các sinh vật. Tất cả tế bào ở động vật đều được bao quanh bởi một lớp màng bằng chết béo. Lớp màng này phải ở dạng lỏng để truyền tín hiệu thần kinh và giúp cho quá trình trao đổi chất bên trong và bên ngoài tế bào. Điều kiện dưới đáy biển sẽ làm cho lớp màng này cô đặc lại. Do đó, các động vật dưới đáy phải điều chỉnh lớp màng này sao cho chúng luôn ở dạng lỏng. Chúng làm điều này bằng cách tích trữ nhiều mỡ không bão hòa – một nhóm các hóa chất trong đó có dầu thực vật – trong lớp màng này.

Mà không chỉ lớp màng tế bào. Áp lực cũng tác động làm tê liệt các protein, tức các phân tử lớn chịu trách nhiệm phần lớn các hoạt động bên trong tế bào, chẳng hạn như chuyển hóa thức ăn thành năng lượng. Để có thể hoạt động được, các protein phải được tự do thay dổi hình dạng và kích thước nhưng điều này rất khó thực hiện trong môi trường có áp lực cao.
Chuyến đi của đạo diễn James Cameron đã phát hiện được rất nhiều sinh vật dưới đáy biển. Đối với đa số chúng ta thì những sinh vật này hoàn toàn khác thường.

Những sinh vật lạ lùng

Máy quay của tàu ngầm đã ghi hình lại được những động vật trôi nổi như loài giáp xác chân hai loại có hình dạng giống như loài tôm. Mặc dù đa phần các loài sinh vật trôi nổi trên đại dương chỉ dài khoảng 3cm nhưng những loài tìm thấy ở khe Challenger Deep lại dài đến hơn một foot.
Loài sinh vật xuất hiện nhiều nhất trong đoạn phim được Cameron quay lại là loài trùng lỗ, tức là những sinh vật đơn bào khổng lồ. Chúng sinh sống ở những ở lớp đất dưới đáy biển trên khắp thế giới, bao gồm ở những nơi môi trường cực kỳ khắc nghiệt.
Đoạn băng này cũng cho thấy các sinh vật giống như một loạt những vật hình que chôn vùi trong cát. Nhưng các nhà khoa học đã nhanh chóng nhận ra chúng là dưa chuột biển: một loài giống như sâu với cơ thể dai và chùm xúc tu gần miệng.

Nhưng cho dù có phát hiện nào đi nữa thì phát hiện mang tính đột phá nhất về sự sống dưới đáy đại dương có lẽ những sinh vật mà chúng ta không nhìn thấy được thậm chí với cả máy quay có độ phân giải cao của James Cameron: vi khuẩn.
Phân tích cấu trúc gien của vi khuẩn cho thấy chúng có thể sinh tồn bằng cách tiêu thụ các khí như methane và hydrogen vốn thoát ra từ đáy biển khi các mảng kiến tạo địa chất ở cả hai phía của rãnh Mariana cọ xát vào nhau. Môi trường dưới đáy biển sâu như thế là một trong những nơi được cho là khởi thủy sự sống trên Trái đất. Do đó, các vi khuẩn ở rãnh Mariana sẽ giúp chúng ta hiểu được sự sống bắt đầu như thế nào.
Bản tiếng Anh bài này đã được đăng trên BBC Earth.

Quay lại đầu

http://www.bbc.co.uk/vietnamese/culture_social/2015/03/150319_deep_sea_life_vert_earth

vrijdag 12 december 2014

Sự sống 'nơi tận cùng Trái Đất', nơi có điều kiện sống khắc nghiệt nhất

Sự sống 'nơi tận cùng Trái Đất'

Có những sinh vật kỳ quặc và kỳ diệu, có khả năng sinh sôi nảy nở ở những nơi có điều kiện sống khắc nghiệt nhất. Tuy nhiên, có một vài nơi hiếm hoi trên Trái Đất, sinh tồn là điều bất khả thi kể cả với những sinh vật có sức sống mạnh mẽ nhất. Rachek Nuwer tìm hiểu dưới đây.

Life in the cracks Một phần sa mạc Atacama Desert của Chile không hề có giọt mưa nào trong suốt 50 năm (Hình: Thinkstock)

Tại sa mạc Atacama thuộc bắc Chile, dường như không gì có thể tồn tại được. Đây là một trong những nơi khô hạn nhất thế giới; một số chỗ thì giống như sao Hỏa và suốt 50 năm không hề có một giọt nước mưa.
Nhà thơ Alonso de Ercilla viết hồi 1959: “Tới Atacama gần với bờ biển hoang vắng, bạn sẽ thấy một vùng đất không bóng người, không cánh chim, không con thú, không cả một nhành cây ngọn cỏ.”
Thế nhưng Atacama không phải là nơi không có sự sống.
Các loài vi sinh vật được gọi là endolith tồn tại bằng cách náu mình vào lỗ chân lông các tảng đá, nơi chỉ có lượng nước vừa đủ cho chúng sinh tồn.
“Chúng hỗ trợ cho toàn bộ cộng đồng các sinh vật chuyên ăn các thứ phẩm mà chúng thải ra trong quá trình trao đổi chất,” Jocelyne DiRuggiero, một nhà vi sinh vật học từ Đại học Johns Hopkins nói. “Mà tất cả các loài vi sinh vật đó đều cùng náu trong các tảng đá, khá là thú vị.”
Sự sống dường như luôn tìm được cách thích hợp để đối phó với hoàn cảnh.
Các loài vi sinh vật thực tế đã tồn tại từ gần bốn tỷ năm nay, một thời gian đủ dài để chúng có thể thích nghi được với một số những điều kiện sống khắc nghiệt nhất trong thế giới tự nhiên.
Nhưng liệu trên Trái Đất có nơi nào quá nghiệt ngã khiến chúng phải chịu thua?

Nhiệt độ cực cao

Loài vi sinh vật sống dưới đáy biển sâu này sống trong điều kiện cực nóng ở miệng giếng phun thủy nhiệt ở Đại Tây Dương (Hình: Philippe Crassous/SPL)

Sự sống sinh sôi quanh rìa miệng giếng phun thủy nhiệt dưới đáy biển sâu, nhưng hầu như không sinh vật nào chịu được nhiệt độ cao hơn bên trong giếng (Hình: B Murton/Southampton Oceanography Centre/SPL)

Sức nóng là một điểm khởi đầu tốt cho quá trình đi tìm lời đáp cho câu hỏi này.
Khả năng chịu nóng kỷ lục hiện đang thuộc về nhóm các vi sinh vật được gọi là hyperthermophile methanogens, có khả năng sinh sôi ở rìa giếng phun thủy nhiệt nằm sâu dưới đáy biển. Một số có thể sinh sôi ở nhiệt độ tới 122 độ C.
Tuy nhiên, hầu hết các nhà nghiên cứu tin rằng 150 độ C trên lý thuyết là mức nóng tối đa mà sự sống có thể chịu được.
Ở nhiệt độ đó, các chất protein bị phân hủy, các phản ứng hóa học không thể diễn ra, khiến sự sống không thể tồn tại trên Trái Đất.
Điều này có nghĩa là các loài vi sinh vật có thể tồn tại được ở xung quanh các miệng giếng phun thủy nhiệt dưới đáy biển, nhưng không thể là ở bên trong, nơi mà nhiệt độ có thể lên tới 464 độ C.
Với các núi lửa đang tồn tại trên mặt đất cũng vậy. “Tôi thực sự cho rằng nhiệt độ là tham số khắc nghiệt nhất,” Helena Santos nói. Bà là nhà nghiên cứu chuyên về vi sinh vật tại Đại học New University Lisbon đồng thời là chủ tịch hiệp hội quốc tế chuyên nghiên cứu các điều kiện sống khắc nghiệt, International Society for Extremophiles.

Nghiên cứu về lớp vỏ nằm sâu dưới mặt đất cho thấy sự sống vẫn tồn tại ở nơi có nhiệt độ cực cao và áp suất cực lớn (Hình: Toshifumi Kitamura/AFP/Getty)

Khi nóng tới mức độ nào đó thì “sự sống sẽ không thể tồn tại, mọi thứ đều bị phá hủy”, bà nói.
Ngược lại, áp suất cao gây ít tác hại hơn đối với sự sống. Tức là nhiều khả năng nhiệt độ cao chứ không phải độ sâu mới là tác nhân dẫn tới việc sự sống có thể tồn tại sâu tới đâu dưới bề mặt Trái Đất.
Ở lõi Trái Đất, mức nhiệt 6.000 độ C rõ ràng không thể tồn tại được bất kỳ sự sống nào, tuy người ta vẫn đang tìm hiểu xem mức sâu tối đa là bao nhiêu.
Một loài vi sinh vật có tên gọi là Desulforudis audaxviator đã được phát hiện ở độ sau gần 3,2km dưới lòng đất tại một mỏ vàng ở Nam Phi. Có lẽ nó chưa từng tiếp xúc với bề mặt Trái Đất từ hàng triệu năm qua và tồn tại được nhờ vào việc hút dưỡng chất mà các khối đá hấp thụ được từ quá trình phân rã phóng xạ.

Nhiệt độ cực thấp

Sự sống cũng tồn tại ở những nơi có thái cực nghiệt ngã khác – nơi nhiệt độ cực lạnh. Vi khuẩn thuộc chi Psychrobacter có thể sống tốt ở nơi dưới âm 10 độ C của vùng băng giá vĩnh cửu thuộc Siberia và ở vùng bùn sông băng của Nam Cực.

Một loại vi khuẩn lạ tồn tại bên dưới sông băng Taylor Glacier ở Nam Cực, sống nhờ vào chất sulphur và chất sắt (Hình: Wikimedia Commons)

Các tế bào sống gần đây đã xuất hiện ở một hồ bùn nằm dưới lớp băng Nam Cực. Hồ Deep Lake siêu mặn của Nam Cực là nơi có những loài sinh vật chịu mặn độc đáo sinh sống ngay cả ở mức âm 20 độ C.
Để tồn tại được ở những môi trường như thế này, các loài vi sinh vật phải có những cấu tạo phù hợp giúp chúng thích nghi được với hoàn cảnh, như có lớp màng hoặc có cấu trúc protein đặc biệt, và có các phân tử chống đóng băng trong tế bào.
Bởi Trái Đất từng bị băng giá bao phủ nhiều lần kể từ khi sự sống bắt đầu thành hình, “một cái hồ phủ đầy băng ở Nam Cực chưa phải là đã quá khắc nghiệt,” Jill Mikuchi, nhà vi sinh vật học từ Đại học Tennessee nói.

Phóng xạ và Hóa chất

Phóng xạ từ vụ nổ hạt nhân Chernobyl giết chết nhiều thứ, nhưng có những sinh vật vẫn sinh sôi nảy nở ngay cả bên trong các thùng chứa chất thải hạt nhân (Hình: Thinkstock)

Phóng xạ thường cũng không chặn được các vi sinh vật. Nếu không nằm trực tiếp trên đường nổ của nguyên tử, là điều sẽ khiến chúng bị cháy trụi, thì chúng có thể sinh sôi trong các thùng chứa chất thải phóng xạ hoặc ở gần trung tâm nơi xảy ra thảm họa Chernobyl chẳng hạn.
Deinococcus radiodurans, một trong những loại vi sinh vật kháng sóng vô tuyến mạnh nhất, đã tồn tại được trong các hành trình vào vũ trụ và chịu được các liều phóng xạ tới 15.000 gray (tức đơn vị đo mức hấp thụ phóng xạ). Mức phóng xạ chỉ 5 gray đã đủ để gây tử vong ở người.
Tương tự, ở những nơi chúng ta coi là môi trường hóa chất gây chết người thì một số loài chịu được điều kiện khắc nghiệt lại thấy đó là môi trường sống lý tưởng.
Một số loài sinh vật cần có chất độc arsenic, thủy ngân hay các kim loại nặng khác mới phát triển và tồn tại được, trong lúc lại có một số loài thích môi trường cyanua.
Trong những mùa hè nóng nực ở Kamchatka của Nga, nhiều vi sinh vật dựa vào sulphur hoặc khí carbon monoxide để tiến hành trao đổi chất.
“Khó mà tìm thấy một hóa chất nào có khả năng giết chết tất cả mọi sự sống,” Frank Robb, một nhà vi sinh vật học từ Đại học Maryland nói.

Ở các suối nước nóng của Kamchatka tại Nga, các sinh vật tồn tại trong môi trường chất sulphur và carbon monoxide (Hình: Thinkstock)

Hồ Salty, rocky, lifeless? The Don Juan Pond ở Nam Cực là nơi "siêu mặn" khiến hầu hết các loài sinh vật không thể tồn tại được (Hình: Kevin Schafer/Alamy)

Tuy nhiên, có thể có những ngoại lệ đơn lẻ. Hồ Don Juan Pond ở Nam Cực là nơi mặn nhất trên Trái Đất mà con người từng biết tới với tỷ lệ mặn lên tới 40%, trong lúc ở Biển Chết, tỷ lệ này là khoảng 33%.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra dấu vết của sự sống vi sinh trong hồ này, nhưng họ vẫn đang tìm hiểu xem liệu đó có phải là những vi sinh thực sự sinh sôi phát triển tại đây không, hay đó chỉ là các vi sinh vật từ nơi khác theo gió cuốn tới.
Don Juan Pond được coi là “một ví dụ về nơi trên Trái Đất mà chúng ta cho là có tồn tại sự sống, nhưng lại không thể xác định được là có sự hiện diện của sự sống tại đó,” Corien Bakermans, một nhà vi sinh vật học từ Đại học Penn State nói.
Vào lúc này, nhiệt độ cực cao và một số môi trường thí nghiệm nhân tạo khác có lẽ là những nơi duy nhất có các điều kiện mà ta có lẽ không thể tìm thấy sự sống nào.
Các sinh vật mới thường được phát hiện khiến con người thay đổi giới hạn nhận thức về sự sống, tuy chúng ta vẫn chưa xác định được đâu sẽ là ranh giới cuối cùng. Hay nói như Santos, “Những thứ không tồn tại thì khó chứng minh hơn so với những thứ có tồn tại.”
Ngay cả khi nếu có những nơi nào đó trong thế giới tự nhiên vắng bóng sự sống, thì nếu môi trường đó được duy trì liên tục trong một thời gian dài, nhiều khả năng các sinh vật sẽ luôn tìm được cách để thích nghi.
“Hãy cho chúng đủ thời gian và rồi chúng sẽ tìm ra cách,” DiRuggiero nói.
Bản gốc tiếng Anh bài này đã được đăng trên BBC Future.

http://www.bbc.co.uk/vietnamese/culture_social/2014/11/141120_last_place_on_earth_without_life_vert_fut

zaterdag 16 november 2013

Phát hiện sự sống dưới lớp băng dày 3 km ở Nam Cực

Thứ hai, 8/7/2013 10:08 GMT+7

Phát hiện sự sống dưới lớp băng dày ở Nam Cực

Giới khoa học vừa tìm thấy sự sống bên dưới lớp băng khắc nghiệt ở Nam Cực, nơi mà các nghiên cứu trước đây khẳng định không gì có thể tồn tại.

Phát hiện thiên thạch lớn ở Nam Cực
Tàu biển có thể đi qua Bắc Cực vào năm 2050
Trung Quốc sắp xây hai trạm nghiên cứu Nam Cực

Giàn khoan lấy mẫu nghiên cứu của các nhà khoa học và vị trí hồ băng ngầm Vostok ở Nam Cực. Ảnh: Wikimedia Commons.

Phát hiện trên được Scott Rogers, giáo sư khoa sinh học, trường Đại học Bowling Green State, Ohio, Mỹ và các đồng nghiệp đưa ra sau khi phân tích kỹ những mẫu băng lấy từ hồ Vostok. Mẫu băng lấy từ độ sâu hơn 3 km từ hồ ngầm Vostok - hồ ngầm cổ ở sâu dưới lớp băng tại Nam Cực.

Giới khoa học kết hợp phân tích DNA và RNA (RNA là một trong hai loại axit nucleic, là cơ sở di truyền ở cấp độ phân tử) từ vật chất thu thập được trong mẫu băng. Họ xác định được hàng ngàn vi khuẩn, trong đó một số thường xuất hiện ở hệ tiêu hóa của cá và nhiều loài sinh vật biển khác, gồm cả loài sống ở nước ngọt và nước mặn.

Nhóm nghiên cứu còn thấy nấm và hai loài vi khuẩn cổ đơn bào thường sống trong môi trường khắc nghiệt khi phân tích mẫu băng.

Theo giáo sư Rogers, phát hiện trên chứng tỏ hồ Vostok từng thông với đại dương và được nối với các sông băng lớn. "Phát hiện cho thấy sự sống thật kỳ lạ, nó kiên cường tại nơi mà vài chục năm trước chúng tôi từng nghĩ không gì có thể tồn tại được”, giáo sư Rogers nói.

Hồ Vostok là hồ nước sâu thứ 4 thế giới, đây cũng là hồ nước lớn nhất trong số 400 hồ băng ngầm ở Nam Cực. Hồ nước được tạo thành khoảng 60 triệu năm về trước khi các mảng lục địa dịch chuyển, và nó bị cô lập cách đây từ 15 đến 25 triệu năm. Vostok được so sánh với một hành tinh ngoài trái đất vì sự khắc nghiệt của độ sâu, tối tăm, nhiệt độ thấp và không thể tồn tại sự sống.

Nghiên cứu trên giúp các nhà khoa học có cái nhìn mới về sự sống ở Nam Cực, và sẽ có nhiều cuộc khám phá mới về lục địa này trong tương lai.

Đức Huy (theo Natureworldnews)

http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/moi-truong/phat-hien-su-song-duoi-lop-bang-day-o-nam-cuc-2844730.html

zondag 30 juni 2013

Phát hiện ba "siêu trái đất" có thể tồn tại sự sống

Chủ nhật, 30/6/2013 08:46 GMT+7

Phát hiện ba "siêu trái đất" có thể tồn tại sự sống

Các nhà khoa học vừa phát hiện ba hành tinh cách trái đất 22 năm ánh sáng và chúng có những khả năng tồn tại sự sống.

Bí mật sự sống đầu tiên của trái đất nằm ở... mặt trăng
Một phần ba hành tinh giống trái đất có sự sống?
Không có dấu hiệu của sự sống ngoài trái đất

Minh họa bề mặt của các hành tinh Gliese 667C. Ảnh: NASA.

Một nhóm chuyên gia gồm Anglada-Escude của Đại học Gottingen, Đức và Mikko Tuomi của trường Đại học Hertfordshire, Anh làm trưởng nhóm đã phát hiện các hành tinh trên bằng kính thiên văn thuộc Đài quan sát thiên văn Silla ở Chile, và kính thiên văn không gian Kepler.

Theo BBC, ba hành tinh mới phát hiện xoay quanh một hành tinh tên Gliese 667C nằm cánh trái đất 22 năm ánh sáng trong hệ thống 7 hành tinh, và chúng nằm trong chòm sao Scorpius. Theo các nhà nghiên cứu thì dựa vào nhiệt độ bề mặt, độ sáng phù hợp, các hành tinh này có thể có nước ở trạng thái lỏng. Chu kỳ quỹ đạo của các hành tinh này lần lượt là 28, 39 và 62 ngày. Ba hành tinh có khối lượng nặng hơn trái đất từ 4 đến 8 lần. Nhóm nghiên cứu gọi chúng là các “siêu trái đất”.

Tuy nhiên theo giới nghiên cứu, tất cả các điều trên chỉ là phỏng đoán, vì với khoảng cách 22 năm ánh sáng, khoa học khó tiếp cận với các hành tinh này để có nghiên cứu chính xác hơn.

Kích thước của 3 hành tinh Gliese 667C so với Trái Đất. (Ảnh : NASA)

Kích thước của ba hành tinh Gliese 667C so với trái đất. Ảnh : NASA.

Trước đó, các nhà khoa học cũng phát hiện nhiều hành tinh khác có thể có sự sống. Gần đây nhất là hành tinh Kepler-22b, được công bố vào tháng 12/2011, hành tinh này có đường kính lớn gấp 2,4 lần trái đất và cách trái đất 600 năm ánh sáng.

Đức Huy

http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/phat-hien-ba-sieu-trai-dat-co-the-ton-tai-su-song-2840564.html

zaterdag 31 maart 2012

Sự sống 'có thể tồn tại trên hàng tỷ hành tinh'

31/3/2012

Các nhà thiên văn châu Âu tuyên bố sinh vật sống có thể tồn tại trên vài tỷ hành tinh trong dải Ngân Hà.
>9 nơi thích hợp để tìm sự sống ngoài trái đất

Hình minh họa những hành tinh xoay quanh một ngôi sao lùn đỏ. Ảnh: Science Daily.

“Siêu trái đất” là những hành tinh đá xoay quanh ngôi sao riêng trong “vùng Goldilocks” – nơi nhiệt độ không quá nóng hoặc quá lạnh, mà chỉ ở mức vừa phải để nước có thể tồn tại ở dạng lỏng. Sự tồn tại của nước ở dạng lỏng là điều kiện để sự sống phát sinh và phát triển.

AFP đưa tin một nhóm nghiên cứu của Đài Thiên văn Nam Âu (ESO) sử dụng HARPS - một kính thiên văn lớn có đường kính tới 3,6 m và được đặt tại sa mạc Atacama của Chile – để theo dõi 102 sao lùn đỏ và những hành tinh xoay quanh chúng. Những ngôi sao này nằm trong "vùng Goldilocks" và thuộc dải Ngân Hà.

Trong quá trình theo dõi, các chuyên gia phát hiện 9 hành tinh đá giống như địa cầu.

“Kết quả quan sát của chúng tôi cho thấy khoảng 40% sao lùn đỏ trong toàn vũ trụ có hành tinh nằm trong vùng mà nước có thể tồn tại ở đạng lỏng trên bề mặt”, Xavier Bonfils, một nhà thiên văn Pháp và là thành viên trong nhóm nghiên cứu, phát biểu.

Sao lùn đỏ là dạng thiên thể khá phổ biến trong vũ trụ. Khoảng 160 tỷ sao lùn đỏ tồn tại trong dải Ngân Hà.

“Con số đó khiến chúng tôi tin rằng chỉ riêng dải Ngân Hà đã chứa vài chục tỷ hành tinh có thể nuôi dưỡng sự sống”, Bonfils nói.

Theo tính toán của ESO, khoảng 100 “siêu trái đất” đang xoay quanh những ngôi sao lùn đỏ cách địa cầu dưới 30 năm ánh sáng.

Đối với vũ trụ, khoảng cách đó chỉ tương đương khoảng cách mà một con bọ chét đạt được trong một cú nhảy trên địa cầu. Nhưng với công nghệ hiện nay, nhân loại chưa thể nghĩ tới việc thám hiểm những “siêu trái đất”.

Minh Long

http://vnexpress.net/gl/khoa-hoc/2012/03/su-song-co-the-ton-tai-tren-hang-ty-hanh-tinh/

TulipGarden9

vrijdag 20 november 2015