Phát hiện vi khuẩn lớn nhất thế giới có kích thước bằng lông mi người

Nghiên cứu này đã được công bố hôm 26.6 trên tạp chí Science. Vi khuẩn mới Thiomargarita magnifica có kích thước đặc biệt với chiều dài tế bào trung bình lớn hơn 9.000 micromet (tức gần 1 cm). Trong khi đó, tế bào của hầu hết các loài vi khuẩn có chiều dài khoảng 2 micromet, mặc dù những tế bào lớn hơn có thể đạt tới 750 micromet.

Theo Jean-Marie Volland, đồng tác giả nghiên cứu, nhà khoa học và sinh vật học hải dương ở Phòng thí nghiệm nghiên cứu hệ thống phức tạp California, vi khuẩn T. magnifica có thể phát triển tới 2 cm. Ông nói: “Để hiểu được vi khuẩn mới có kích thước khổng lồ như thế nào, chúng ta có thể hình dung việc tìm thấy một người cao bằng đỉnh Everest”.

Hơn 625.000 vi khuẩn E. coli có thể đặt vừa trên bề mặt của một vi khuẩn T. magnifica. Tuy nhiên, bất chấp kích thước lớn, vi khuẩn này có bề mặt rất nguyên thủy, khác hẳn vi khuẩn sống trên thực vật và động vật sống.

Trước đây, giới nghiên cứu cho rằng vi khuẩn không thể phát triển đến kích thước có thể nhìn thấy bằng mắt thường vì cách chúng tương tác với môi trường và sản sinh năng lượng. Nhưng T. magnifica có một mạng lưới màng mở rộng có thể tạo ra năng lượng để nó không chỉ dựa vào bề mặt để hấp thụ chất dinh dưỡng qua tế bào.

Volland có thể quan sát các tế bào khổng lồ của T. magnifica ở chế độ 3D với sự trợ giúp của chụp cắt lớp X quang, kính hiển vi quét laser đồng tiêu và kính hiển vi điện tử truyền qua. Không giống như hầu hết các vi khuẩn có vật chất di truyền trôi nổi tự do bên trong tế bào đơn của chúng, tế bào T. magnifica có ADN được chứa trong các túi nhỏ có màng gọi là pepins.

“Đây là một khám phá rất thú vị, mở ra rất nhiều câu hỏi mới bởi vì cấu tạo này không phải là thứ thường được thấy ở vi khuẩn. Thực tế nó là một đặc điểm của các tế bào phức tạp hơn, cấu thành cơ thể người hoặc động vật và thực vật. Chúng tôi muốn hiểu những pepins đó là gì và chính xác thì chúng đóng vai trò thế nào trong việc tiến hóa theo kích thước khổng lồ ở vi khuẩn”, Volland nói.

Theo nghiên cứu, T. magnifica được phát hiện lần đầu tiên dưới dạng những sợi trắng mỏng trên bề mặt lá cây mục nát ở đầm lầy ngập mặn tại Guadeloupe. Theo Volland, những vi khuẩn khổng lồ này phát triển trên các lớp trầm tích ở đáy vùng nước giàu lưu huỳnh, nơi chúng khai thác năng lượng hóa học của lưu huỳnh và sử dụng oxy từ nước xung quanh để sản xuất đường. T. magnifica cũng có thể làm thức ăn từ carbon dioxide.

Các nhà nghiên cứu cho rằng với kích thước lớn hơn nhiều so với vi khuẩn bình thường, tế bào T. magnifica có thể tiếp cận tốt hơn với cả oxy và lưu huỳnh trong môi trường cùng một lúc. Cũng có thể do kích thước lớn của tế bào T. magnifica so với các vi khuẩn khác trong quần thể, có nghĩa là chúng không cần phải lo lắng về việc bị kẻ thù ăn thịt.

Tanja Woyke, một nhà khoa học cấp cao tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley ở California, cho rằng nhiều khả năng vi khuẩn khổng lồ này hoặc các loài có liên quan có thể được tìm thấy trong các khu rừng ngập mặn khác trên thế giới. Bà nói thế giới vi sinh vật “vẫn còn là một hộp đen bí ẩn”.

Nghiên cứu kết luận: “Sự xác nhận mặc định về kích thước vi rút đã ngăn cản việc tìm ra vi rút khổng lồ trong hơn một thế kỷ. Phát hiện T. magnifica cho thấy rằng vi khuẩn lớn và phức tạp hơn có thể đang ẩn náu trong tầm nhìn dễ thấy. Chỉ bởi vì chúng ta chưa nhìn thấy nó, không có nghĩa là nó không tồn tại”.