Đây là loài động vật duy nhất trên hành tinh chúng ta có thể tồn tại trong nhiều môi trường sống, kể cả khi bị ném vào không gian vũ trụ hay ở trong môi trường lạnh trong một thời gian dài chúng vẫn không gặp vấn đề gì hết.
Bạn có tin vào sự bất tử của một sinh vật trên Trái Đất hay không? Nếu không tin thì loài động vật đặc biệt có tên Gấu nước này sẽ khiên bạn phải suy nghĩ lại. Các nhà khoa học đang từng bước giải mã được bí ẩn đằng sau “khả năng sinh tồn” kinh điển này của Gấu nước mà không sinh vật nào trên Trái Đất sánh kịp.
Biệt danh “Sự bất tử” của loài Gấu nước đến từ đâu?
Một con gấu nước (Ảnh: Awesome Pumpkin Ads)
Gấu nước (tên khoa học là Tardigrada) là một loài động vật có kích thước siêu nhỏ (chỉ từ 1-1,5mm). Chúng được tìm thấy khắp các ngóc ngách trên Trái Đất từ đỉnh Himalaya (6000m so với mực nước biển) cho đến đáy đại dương (ở độ sâu 4000m) và ở cả hai cực của địa cầu. Gấu nước được phát hiện lần đầu vào 1702 bởi nhà khoa học người Hà Lan Anton van Leeuwenhoe.
Hình dạng của chúng giống một chú sâu bướm với thân được bao bọc bởi một lớp vỏ đặc biệt giúp chúng có thể hấp thụ oxi để cung cấp cho quá trình hô hấp. Chúng có tám chân nhỏ, có móng vuốt và đi lại khá chậm chạp. Tuy là một loài động vật nhưng cấu tạo bên trong của Gấu nước rất giống với các loài côn trùng.
Cấu tạo bên trong của Gấu nước. (Ảnh: Astrosurf)
Dù kích thước của Gấu nước nhỏ như vậy nhưng không có nghĩa là chúng yếu kém và không có gì nổi bật. Điều làm các nhà khoa học ấn tượng và kinh ngạc nhất về Gấu nước là khả năng sinh tồn tuyệt vời ngoài sức tưởng tưởng, kể cả trong những môi trường khắc nghiệt nhất.
Các nhà khoa học đã liên tiếp làm nhiều thí nghiệm khắc nghiệt nhất có thể để thử thách sức chịu đựng của Gấu nước. Nhưng chẳng có gì thay đổi trước khả năng sinh tồn đáng kinh ngạc của sinh vật lạ lùng này, chúng chẳng hề hấn gì hết cứ như thể là “mình đồng da sắt, không gì có thể xuyên phá”.
Nhiệt độ cao và giá lạnh
Cơ thể có thể sống sót trong điều kiện không có nước là điều không thể đối với mọi loài sinh vật. Nhưng đối với gấu nước thì chẳng có vấn đề gì hết.
Năm 1842, nhà khoa học người Pháp Doyère đã cho Gấu nước vào trong môi trường có nhiệt độ lên đến 1250C nhưng chẳng có hiện tượng bất thường gì xảy ra. Đến 1920, linh mục người Đức Benedict Gilbert Franz Rahm cho Gấu nước vào môi trường có nhiệt tới 1510C trong vòng 15 phút rồi Rahm tiếp tục tra tấn đám bọ bằng cách ngâm chúng trong không khí hoá lỏng ở -2000C suốt 21 tháng, sau đó là trong nitrogen lỏng ở -2530C suốt 25 giờ và cuối cùng là trong helium lỏng ở -2720C suốt 8 giờ. Sau các màn cực hình như vậy mà Gấu nước vẫn cựa quậy khi được tiếp xúc với nước lỏng thông thường.
– 2720C – Mức nhiệt độ khiến nguyên tử đứng yên bất động vì không có chút nhiệt động học phân tử nào hết mà vẫn không thể làm gì được Gấu nước. Vậy thì ở nơi có nhiệt độ thấp nhất hiện nay là Nam Cực mới là -89,20C thì miễn bàn!
Băng giá như Nam Cực thì cũng không là vấn đề với Gấu nước. (Ảnh: Wildscreen Arkive)
Áp suất
Áp suất chống chịu cũng là một khả năng gây kinh ngạc cho các nhà khoa học. Năm 1998, một nghiên cứu do Kunihiro Seki và Masato Toyoshima thuộc ĐH Kanagawa (Nhật) cho thấy Gấu nước có thể chịu được áp suất lên tới 600 MPa ở trạng thái “đơ”. Con số này quả thực ngoài dự đoán ban đầu vì nơi sâu nhất trên Trái Đất là đáy vực Mariana Trench ở Thái Bình Dương sâu 11 km chỉ có áp suất nước cũng chỉ ở ngưỡng 100 MPa.
Bức xạ
Đặc biệt nhất là năm 2007 khi hàng triệu cá thể Gấu nước nhỏ đã được đưa vào không gian vũ trụ cùng các phi hành gia, chúng đã được thả vào môi trường chân không bên ngoài Trái Đất. Khi quay trở về, phần đông trong số những cá thể này không hề có tổn thương nào về mặt sinh học, thậm chí chúng vẫn có thể sinh sản một cách bình thường sau chuyến du hành vào không gian này. (Có thể nói vui qua thử nghiệm này rằng: “Cái này vẫn chưa hề hấn gì đâu, còn thứ khác mạnh hơn nữa không!“)
Trong lịch sử nghiên cứu của khoa học hiện đại, chưa một loài sinh vật nào của Trái Đất có thể sống sót trong môi trường được mệnh danh là “hủy diệt” bên ngoài Trái Đất.
Gấu nước là động vật duy nhất có thể sống sót trong không gian vũ trụ. (Ảnh: Tumblr)
Cuối cùng, để hoàn thiện bản thành tích có một không hai của mình, những chú Gấu nước được thử nghiệm với sự khô kiệt cực điểm của môi trường. Thật bất ngờ! Vẫn không thể làm gấu nước bị thương. Chúng đã tự khiến mình trở nên khô kiệt với chỉ cơ thể chỉ chứa 1% lượng nước so với lượng nước của thân thể trong trạng thái bình thường. Ở giai đoạn khô kiệt này, các ADN theo lý thuyết sẽ bị bẻ thành những mảnh nhỏ và Gấu nước sẽ ở vào trạng thái gần nhất với cái chết, các hoạt động chuyển hóa của chúng giảm xuống chỉ còn 0,01% trong khi chờ đợi điều kiện thuận lợi hơn để có thể “tái sinh”.
Cơ chế tự làm khô kiệt để bảo vệ sự sống của Gấu nước trong những điều kiện khắc nghiệt nhất (Ảnh dẫn qua astrosurf.com)
Có thể nói rằng Gấu nước là nhà vô địch trong giới tự nhiên về khả năng sinh tồn trong các môi trường khác nhau, cho dù đó là môi trường không trọng lượng và đầy bức xạ vũ trụ ngoài Trái Đất.
Vậy điều gì đã tạo nên đã tạo nên sức mạnh phi thường như vậy cho gấu nước?
Gấu nước (Tardigrade) đã được giới khoa học biết tới từ thế kỉ 18, trong suốt một thời gian dài chúng đã khiến các nhà khoa học hết lần này tới lần khác ngạc nhiên về sức mạnh sinh tồn của mình. Thậm chí nhiều nhà khoa học còn đưa ra giả thuyết về nguồn gốc ngoài Trái Đất của Gấu nước để giải thích về khả năng sinh tồn phi thường của chúng nhưng tất cả đều không có bằng chứng thuyết phục.
Gấu nước khi quan sát dưới kính hiển vi. (Ảnh: cnhinews.com)
Tuy nhiên chúng ta cũng không phải chờ đợi quá lâu để biết được câu trả lời cho vấn đề này. Mới đây, các nhà khoa học đã tìm ra lời giải thích hợp lý đầu tiên cho khả năng siêu nhiên này của Gấu nước. Chìa khóa nằm ở một protein mà Gấu nước sở hữu mà không một sinh vật nào trên Trái Đất sở hữu.
Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát hiện ra một protein với tên TDP, nó có cấu trúc khá kỳ lạ và lộn xộn, khác biệt so với cấu trúc của protein thông thường.
Theo một nghiên cứu khoa học thuộc Đại học Chicago công bố ngày 16 tháng 3 năm 2017, trên tạp chí Cell, Hoa Kỳ cho biết khi những chú gấu nước nhỏ bé bắt đầu quá trình tự làm khô bản thân trong các trường hợp cần thiết, các protein TDP sẽ được kích hoạt và trở thành một màn chắn có tính chất giống thủy tinh. Màn chắn này sẽ bảo vệ quanh các vật chất di truyền nằm trong mỗi tế bào của Gấu nước để đảm bảo cho sự an toàn tuyệt đối của những vật chất này (trong điều kiện môi trường thông thường, các vật chất di truyền như ADN thường rất dễ bị phá hủy).
Gấu nước (Hypsibius dujardini) dưới kính hiển vi. (Ảnh: Pinterest)
Khi điều kiện sống thuận lợi quay trở lại, cơ thể Gấu nước được tiếp xúc với đủ lượng nước cần thiết, màng chắn được tạo thành bởi protein TDP sẽ tan chảy, trở về dạng lỏng ban đầu, giải phóng các vật chất di truyền, đây chính là lúc mà Gấu nước tái sinh.
Không những vậy, các nhà khoa học còn phát hiện thêm một khả năng đặc biệt khác của Gấu nước, đó chính là cơ “chế tự sửa chữa các thông tin di truyền (ADN)”. Chính nhờ cơ chế này và protein TDP mà bất cứ quá trình làm khô hay đông lạnh cũng không thể tiêu diệt sự sống của loài động vật tí hon này.
Nguồn: ĐKN