Sự tồn tại của sinh vật hình sợi, có kích cỡ đủ lớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường này đang khiến giới chuyên gia xem xét lại định nghĩa về vi khuẩn - tổ chức sống cổ xưa nhất trên Trái Đất.
Rừng ngập mặn ở quần đảo Guadeloupe ở Caribe thuộc Pháp, nơi vi khuẩn Thiomargarita được phát hiện. Ảnh: nbcnews.com
Trong báo cáo nghiên cứu đăng trên tạp chí Science ngày 23/6, các nhà khoa học cho biết loại vi khuẩn được đặt tên là Thiomargarita magnifica đáng chú ý không chỉ vì kích thước khổng lồ của nó so với một sinh vật đơn bào - với chiều dài lên tới 2cm, mà còn vì cấu tạo bên trong của nó không giống các loại vi khuẩn khác.
Nhà sinh vật biển Jean-Marie Volland làm việc tại Phòng Năng lượng thuộc Viện nghiên cứu gene và Phòng thí nghiệm nghiên cứu hệ thống phức hợp ở California (Mỹ), đồng chủ nhiệm nghiên cứu trên cho biết Thiomargarita magnifica "lớn gấp hàng nghìn lần so với kích thước của một vi khuẩn thông thường". ADN của loại vi khuẩn này không trôi nổi tự do bên trong tế bào như ở hầu hết các vi khuẩn khác, mà tập hợp thành nhiều túi nhỏ liên kết màng. Các cấu trúc liên kết màng trong tế bào được gọi là bào quan.
Nhà sinh vật học Olivier Gros (đồng trưởng nhóm nghiên cứu trên) đã phát hiện Thiomargarita magnifica tại một vùng nước biển giàu lưu huỳnh trong một khu vực đầm lầy tại quần đảo Guadeloupe thuộc Pháp ở Caribe. Ông Gros kể lại: "Năm 2009, tôi phát hiện những sợi dài màu trắng dính vào một chiếc lá đước rụng. Trông chúng như những sợi tóc và thu hút sự chú ý của tôi.
Tôi đã mang chúng về phòng thí nghiệm để phân tích. Tôi rất ngạc nhiên khi có một loại vi khuẩn khổng lồ sống trong rừng ngập mặn của Guadeloupe. Các loài vi khuẩn thông thường dài 1-5 micromet, nhưng loài Thiomargarita magnifica này có chiều dài trung bình 10.000 micromet, thậm chí một số vi khuẩn loài này có thể dài gấp đôi kích thước đó. Vi khuẩn lớn nhất được biết đến cho đến nay chỉ dài tối đa khoảng 750 micromet".
Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào cư trú gần như khắp mọi nơi trên hành tinh, quan trọng đối với hệ sinh thái của vi khuẩn cũng như hầu hết các sinh vật sống. Vi khuẩn được cho là loài đầu tiên của các sinh vật sống trên Trái Đất và vẫn duy trì cấu trúc cơ thể khá đơn giản hàng tỷ năm sau khi xuất hiện. Trên thực tế, trong cơ thể của con người có nhiều vi khuẩn, nhưng chỉ một số ít có thể gây bệnh.
Tuy nhiên, Thiomargarita magnifica không phải là sinh vật đơn bào lớn nhất trên Trái Đất. Hiện loài sinh vật đơn bào lớn nhất là tảo biển Caulerpa taxifolia dài tới 15-30 cm.
Các đầm lầy ngập mặn ở Caribe chứa nhiều chất hữu cơ, các vi khuẩn trong trầm tích đã làm phân hủy những chất hữu cơ này và tạo ra nồng độ lưu huỳnh cao. Môi trường giàu lưu huỳnh cung cấp một nguồn năng lượng cho các vi khuẩn như Thiomargarita magnifica. Các nhà nghiên cứu đặt tên cho bào quan mang ADN của loài vi khuẩn này là "pepins", theo một từ tiếng Pháp để chỉ những hạt nhỏ bên trong trái cây.
Ông Volland cho biết: "Ngoài trường hợp trên, hiện chưa phát hiện thêm loại vi khuẩn nào khác lưu giữ ADN của chúng bên trong một bào quan có màng bao bọc. Điều này cho thấy một đặc điểm của các tế bào phức tạp hơn có nhân liên kết màng, chẳng hạn như tế bào người hoặc động vật và thực vật".
Việc lập bản đồ bộ gene của Thiomargarita magnifica cho thấy vi khuẩn này đã mất đi một số gene cần thiết cho sự phân chia tế bào và có nhiều hơn số lượng bản sao thông thường của các gene liên quan sự kéo giãn của tế bào.
Ông Volland cho biết: "Điều này có thể giải thích một phần lý do tại sao tế bào phát triển thành sợi dài. Bộ gene cũng rất lớn và chứa lượng gene nhiều gấp 3 lần số lượng trung bình thường được tìm thấy ở vi khuẩn. Chúng tôi hiện mới chỉ xác định được vai trò của 50% trong số những gene này". Theo ông, Thiomargarita magnifica có thể gợi mở cho giới khoa học giải mã về sự sống trên Trái Đất.