Sinh vật nhỏ bé mở ra cánh cửa tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh

Khi các kính viễn vọng như James Webb bắt đầu hé mở những chân trời xa xôi, câu hỏi lớn nhất trong vũ trụ vẫn là: liệu có nơi nào khác ngoài Trái Đất tồn tại sự sống? Giờ đây, một sinh vật nhỏ bé mọc trên đá sa mạc lại đang khiến các nhà khoa học phải nhìn lại các giả thuyết cơ bản về “điều kiện sống được”.

Loài mà chúng ta nói đến là địa y (tên khoa học: Clavascidium lacinulatum), thường sống ở sa mạc Mojave (Mỹ), với khả năng chống chọi trước bức xạ UVC, thứ được xem là tử thần với sự sống.

Được biết, địa y không phải là một loài sinh học riêng biệt mà là một thể thống nhất có hình thái ổn định, thường mọc trên đá, đất, vỏ cây và cả trong các môi trường khắc nghiệt như sa mạc, núi cao hay vùng cực. Chúng hình thành từ sự kết hợp chặt chẽ giữa nấm và tảo lục hoặc vi khuẩn lam, và sống sót như một dạng sinh vật cộng sinh đặc biệt.

Nghiên cứu gần đây cho thấy địa y này có thể tồn tại suốt 3 tháng dưới chiếu xạ UVC mạnh, một loại bức xạ cực ngắn, mang năng lượng cao thường được sử dụng để khử trùng và tiêu diệt vi sinh vật.

Dù bị tổn thương nặng nề, 50% tế bào trong địa y vẫn phục hồi được khả năng sinh sản sau khi tiếp xúc lại với nước. Đây là một biểu hiện đáng chú ý của tiềm năng hồi sinh trong điều kiện khắc nghiệt.

Bí quyết sống sót của địa y trong “địa ngục” bức xạ

Phát hiện trên xuất phát từ một quan sát tưởng như rất đơn giản của nhà nghiên cứu Henry Sun thuộc Viện Nghiên cứu Sa mạc (DRI) khi ông thấy các mảng địa y ông thấy ở Mojave không có màu xanh như thông thường, mà là màu đen.

Màu sắc kỳ lạ này dẫn đến một giả thuyết: Phải chăng địa y sở hữu một dạng "kem chống nắng tự nhiên", phủ bên trên ngoại hình cơ bản của chúng?

Nhóm nghiên cứu ngay lập tức tiến hành phân tích, và thực sự đã phát hiện thấy lớp trên cùng sẫm màu của địa y hoạt động như một lớp "da sinh học" mỏng dưới 1mm, có thể chặn được tia cực tím, đặc biệt là tia UVC.

Không chỉ vậy, cấu trúc cộng sinh giữa nấm và tảo của địa y cũng đóng vai trò sống còn trong khả năng chống chịu bức xạ. Tại đó, nấm tạo nên lớp bảo vệ, trong khi tảo nhận nhiệm vụ quang hợp. Khi bị tách rời, tảo sẽ chết trong vài phút dưới tia UVC, cho thấy nấm mới là lá chắn chính.

Các nhà hóa học cũng đồng thời phát hiện ra rằng, địa y sản sinh ra axit có cấu trúc tương tự phụ gia ổn định UV dùng trong nhựa công nghiệp, giúp ổn định cấu trúc dưới ánh sáng mạnh.

Điều này cho thấy kỹ thuật bảo vệ khỏi bức xạ của địa y không phải do tiến hóa để thích nghi với UVC, vốn không chạm đến bề mặt Trái Đất nhờ khí quyển, mà là một phần thưởng phụ từ khả năng chống UVA và UVB – hai loại tia mà địa y thường xuyên tiếp xúc.

Mở ra cánh cửa tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh

Sự bền bỉ của địa y trong điều kiện chiếu xạ cao khiến các nhà khoa học đặt lại câu hỏi: Liệu sự sống ngoài hành tinh, đặc biệt là trên các hành tinh chịu phát xạ cực mạnh từ UVC trong các đợt bùng nổ sao có thực sự bị tiêu diệt bởi bức xạ như chúng ta từng nghĩ?

Nói cách khác mô hình sống sót của địa y đưa ra một khả năng mới. Tại đó, sự sống có thể tiến hóa để thích nghi với bức xạ cao, thông qua cơ chế bảo vệ vật lý và hóa học như loài này.

Điều này vô hình chung đã mở toan cánh cửa tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh. Thay vì tìm kiếm các môi trường "giống Trái Đất", các nhà khoa học giờ cần nghĩ đến những sự sống rám nắng, ẩn mình dưới lớp vỏ sinh học siêu bền, thậm chí có thể tồn tại dai dẳng trên bề mặt hành tinh bị bức xạ nặng.

“Nghiên cứu cho thấy sức sống phi thường ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt nhất. Một khi sự sống đã nảy sinh, nó sẽ tìm mọi cách để tồn tại”, nhà nghiên cứu Tejinder Singh từ Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA nhận định.

Và biết đâu, sự sống mà ta đang kiếm tìm giữa các vì sao không xanh tươi như cỏ cây, mà sậm màu như địa y, chờ đợi trong “địa ngục” bức xạ, vẫn lặng lẽ sinh sôi.