Phát hiện một loài địa y có khả năng sống sót trên Sao Hỏa

Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí khoa học IMA Fungus , hai loài địa y, một dạng sinh vật cộng sinh độc đáo gồm nấm và tảo hoặc vi khuẩn lam đã được cho tiếp xúc với môi trường mô phỏng bề mặt Sao Hỏa trong vòng năm giờ, và một trong số đó đã cho thấy khả năng chống chịu đáng kinh ngạc, thậm chí vẫn duy trì được hoạt động sinh học trong suốt quá trình thử nghiệm.

Nghiên cứu này không chỉ mở rộng hiểu biết của con người về những giới hạn sinh học trong điều kiện khắc nghiệt, mà còn gợi mở tiềm năng của việc sử dụng sinh vật Trái Đất để hỗ trợ các sứ mệnh khám phá không gian trong tương lai.

Hai loài địa y được sử dụng trong nghiên cứu là Diploschistes muscorum và Cetraria aculeata . Đây là hai đại diện điển hình của những sinh vật được tìm thấy ở những môi trường cực đoan trên Trái Đất như vùng lãnh nguyên lạnh giá hay các sa mạc khô cằn, nơi mà phần lớn các dạng sống khác khó tồn tại.

Địa y từ lâu đã được biết đến với khả năng sinh tồn đặc biệt, nhờ vào cấu trúc cộng sinh chặt chẽ giữa nấm và các vi sinh vật quang hợp. Tuy nhiên, việc một loài địa y có thể duy trì hoạt động sống trong điều kiện mô phỏng Sao Hỏa, với áp suất khí quyển thấp, nhiệt độ cực đoan và mức bức xạ ion hóa cao, là điều mà trước đây ít ai ngờ tới.

Trong quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã tái tạo một cách chi tiết các điều kiện trên bề mặt Sao Hỏa , bao gồm áp suất không khí cực thấp, nhiệt độ lạnh buốt, và đặc biệt là cường độ bức xạ X tương đương với một năm năng lượng mặt trời hoạt động mạnh trên hành tinh đỏ.

Kết quả thật bất ngờ khi Diploschistes muscorum không những không bị tổn hại nghiêm trọng mà còn duy trì được quá trình trao đổi chất, một chỉ dấu rõ ràng cho thấy sinh vật này vẫn hoạt động và tiêu thụ năng lượng, đồng nghĩa với việc nó còn sống và có thể thực hiện các chức năng sinh học thiết yếu. Trong khi đó, loài địa y còn lại là Cetraria aculeata lại cho thấy khả năng chống chịu kém hơn và không đạt được mức duy trì hoạt động sinh học như D. muscorum .

Kaja Skubała, nhà sinh vật học tại Đại học Jagiellonian và là tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ rằng đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh đối tác nấm trong cộng sinh địa y có thể duy trì hoạt động sinh học trong điều kiện gần giống bề mặt Sao Hỏa .

Bà nhấn mạnh rằng việc duy trì các quá trình trao đổi chất và kích hoạt được cơ chế phòng vệ là những dấu hiệu mạnh mẽ cho thấy D. muscorum có khả năng thích nghi vượt trội, mở ra tiềm năng cho sự sống tồn tại trong môi trường ngoài Trái Đất, ít nhất là ở cấp độ vi mô.

Skubała cũng lưu ý rằng phát hiện này buộc giới khoa học phải xem xét lại giả định lâu nay rằng bức xạ ion hóa trên Sao Hỏa là rào cản không thể vượt qua đối với sự sống. Điều đó cho thấy rằng, dưới một số điều kiện nhất định và với những loài sinh vật đặc biệt, sự sống vẫn có thể nảy nở dù trong môi trường khắc nghiệt nhất.

Điều đáng chú ý trong nghiên cứu là vai trò của nước, yếu tố sống còn cho mọi dạng sống mà con người từng biết đến. Các sinh vật được thử nghiệm ở đây là sinh vật ngậm nước, nghĩa là chúng vẫn chứa đủ độ ẩm để duy trì chức năng sinh học khi tiếp xúc với môi trường mô phỏng Sao Hỏa .

Theo Skubała, việc tìm hiểu cách các sinh vật này phản ứng với bức xạ ion hóa khi vẫn còn ngậm nước giúp cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng sống sót thực tế của chúng trong các sứ mệnh không gian dài hạn.

Điều này đặc biệt quan trọng vì nếu một loài sinh vật có thể sống sót trong điều kiện như vậy, nó có thể được đưa vào các sứ mệnh nghiên cứu để quan sát phản ứng lâu dài hoặc thậm chí là hỗ trợ việc xây dựng hệ sinh thái nhân tạo phục vụ cho con người trong tương lai.

Mặc dù NASA hay bất kỳ cơ quan không gian nào khác chưa có kế hoạch chính thức để đưa địa y đến định cư trên Sao Hỏa , nghiên cứu này đã mở ra một cánh cửa mới cho việc suy nghĩ lại về khái niệm “có thể sống được” trong các môi trường ngoài Trái Đất.

Nếu một loài sinh vật có thể không chỉ tồn tại mà còn hoạt động bình thường trong một môi trường giả lập giống Sao Hỏa , thì có thể vẫn tồn tại những dạng sống cực đoan khác – chưa được phát hiện, đang chờ được tìm thấy đâu đó trong vũ trụ.

Đồng thời, những sinh vật như địa y cũng có thể trở thành công cụ hữu ích trong các sứ mệnh dài hạn ngoài không gian, chẳng hạn như hỗ trợ tạo ra oxy, xử lý chất thải sinh học hoặc làm nguồn thực phẩm chức năng trong hệ sinh thái khép kín.

Thêm vào đó, nghiên cứu này cũng phản ánh một xu hướng rõ rệt trong khoa học hành tinh: ngày càng có nhiều nhà nghiên cứu tập trung vào khả năng thích nghi của sinh vật Trái Đất với điều kiện khắc nghiệt nhằm xác định giới hạn của sự sống và tìm kiếm những chiến lược khả thi để khám phá hoặc thậm chí là định cư ngoài hành tinh.

Việc áp dụng những sinh vật có sức sống mạnh mẽ như địa y vào các thử nghiệm môi trường cực đoan sẽ không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự sống mà còn giúp thiết kế những công nghệ phù hợp để hỗ trợ sự sống trong tương lai, cả trên Trái Đất đang chịu biến đổi khí hậu, lẫn trong các môi trường ngoài vũ trụ.

Trong khi các cuộc thám hiểm lên Sao Hỏa vẫn đang được lên kế hoạch và các công nghệ hỗ trợ con người sống sót ngoài Trái Đất đang trong quá trình phát triển, phát hiện mới về địa y này là một dấu hiệu lạc quan rằng, sự sống dù ở dạng đơn giản nhất vẫn có thể vượt qua những điều kiện tưởng chừng như không thể tồn tại.

Và nếu địa y có thể làm được điều đó, ai biết được đâu là giới hạn thực sự của sinh học? Có lẽ, trong tương lai không xa, những sinh vật cộng sinh nhỏ bé nhưng bền bỉ này sẽ là những người tiên phong đầu tiên của Trái Đất đặt chân lên hành tinh đỏ.