Hợp chất thực vật cổ phát hiện trong tường muối của nơi xử lý chất thải

Người ta vừa phát hiện xen-lu-lô có niên đại cách đây 253 triệu năm cùng với một số mẫu có lẽ là ADN cổ đại trong những tinh thể muối dưới một bãi chất thải hạt nhân trong lòng đất ở miền Nam Mexico.

Theo Jack D. Griffith, giảng viên vi sinh học và miễn dịch học tại Trường Y ĐH North Carolina “Chúng tôi thực chất có phát hiện ADN cổ trong muối, nhưng không nhiều và chúng tôi phải tiếp tục kiểm nghiệm để chắc rằng đó là mẫu ADN cổ.” Xen-lu-lô là một hợp chất hữu cơ, thành phần chính trong thành tế bào của thực vật xanh và tảo.

Hợp chất được phát hiện khóa chặt trong những tinh thể muối trong suốt, ngả màu nâu đỏ tại Nhà máy cô lập rác thải (WIPP) của chính phủ gần Carlsbad.

Những tinh thể này được lấy từ những vùng mới khai thác bên dưới bề mặt sa mạc của WIPP khoảng 610m vào mùa thu năm ngoái và cách đây khoảng 2 năm.

“Chúng tôi phát hiện trong một bức tường ngang khoảng 70cm, nhìn gần giống như một tảng băng đông cứng khổng lồ. Những phần khác được phát hiện trong tinh thể nhỏ hơn và mịn hơn, lẫn lộn với sun-phua và đất sét.”

Griffith cho rằng tìm xen-lu-lô trong mỏ muối có thể đưa ra hướng tìm kiếm sự sống trên những hành tinh khác, vì loại hợp chất cứng này sẽ là mục tiêu lý tưởng trong việc tìm kiếm những dấu hiệu sinh vật cổ.

Ông và cộng sự trình bày phát hiện của mình trên ấn bản tháng 4 của tờ Astrobiology.

Ảnh trên: Các nhà khoa học trích xuất mẫu muối từ các vách tường của nhà máy xử lý chất thải hạt nhân của chính phủ. Ảnh dưới: Những tinh thể muối 253 triệu năm tuổi chứa xen-lu-lô và có thể có ADN cổ đại. (Ảnh: Jack D. Griffith/UNC-Chapel Hill)

Không phải hóa thạch

Nhóm của Griffith sử dụng những mũi khoan nhỏ chỉ bằng một chiếc ria mèo để khoan vào những khối tinh thể mang nước và thu về những giọt nước.

“Những nhóm vật chất này chứa nước muối bão hòa mà về mặt cơ bản là một loại công cụ đo thời gian có niên đại 250 triệu năm.”

Vòng tuần hoàn hơi nước bốc lên từ biển trong giai đoạn Permian, kéo dài cách đây khoảng 299 đến 251 triệu năm, đã tạo ra những dải muối dày đến 600m và chứa các loại chất thải. Mẫu giọt nước được đặt vào trong máy ly tâm và chất lắng từ nước được kiểm tra bằng kính hiển vi electron.

“Chúng tôi nghĩ rằng có thể tìm thấy vi khuẩn hoặc virus hoặc ADN. Nhưng lại có những dạng vật chất sợi xơ này”, mà các bài kiểm tra và nghiên cứu sau này phát hiện đó là xen-lu-lô.

Xen-lu-lô trông như mạng lưới mì ống cực mỏng đan xen vào nhau. Những sợi này lớn gấp đôi đường kính của một phân tử ADN.

Theo Karl Niklas, giảng viên Khoa sinh học thực vật tại ĐH Cornell và không tham gia vào công trình trên, phát hiện chất xen-lu-lô, có lẽ thuộc một loại tảo sợi, có tính quan trọng và thú vị. “Thành tế bào được bảo quản rất tốt, vì vậy nhóm của Griffith có được xen-lu-lô nguyên chất.”

Xen-lu-lô cổ đại không bị hóa thạch – quá trình mà các vật liệu sinh học bị thay thế bằng khoáng chất. Xen-lu-lô là “một cấu trúc khá đơn giản. Và nó có lẽ là một bước đơn giản đối với những dạng sống đầu tiên cách đây hàng tỉ năm để bắt đầu nối những thứ này lại với nhau.”

“Những nhóm vi khuẩn có thể dùng nó để tổng hợp những dạng thảm. Chúng có thể bao bọc bản thân chúng trong đó để tự bảo vệ. Xen-lu-lô không chỉ cực kỳ ổn định mà nó lại là loại phân tử nhiều nhất trên trái đất.”

Cây cỏ, tảo và vi khuẩn sản xuất ra hàng trăm tỉ tấn xen-lu-lô một năm. Griffith và sinh viên đã bàn đến việc khảo sát những khối muối lâu đời hơn – ví dụ như mỏ muối gần 400 triệu năm tuổi bên dưới khu vực Detroit, Michigan – để tìm xen-lu-lô.