Tin tức Vũ trụ TV

Quy luật của cuộc sống: Từ một cái ao đến bên kia

Ngày:
Th2 19, 2020
Tóm lược:

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trong lưu vực Cuatro Cienegas nghèo dinh dưỡng ở Mexico. Mục tiêu của họ là làm sáng tỏ các đặc điểm cơ bản của bộ gen của sinh vật – kích thước, cách mã hóa thông tin và mật độ thông tin – ảnh hưởng đến khả năng phát triển của nó trong môi trường khắc nghiệt.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Nghiên cứu cho nghiên cứu này đã được thực hiện tại lưu vực Cuatro Ciénegas ở sa mạc Chihuahuan của Mexico. Khu vực này ban đầu là một vùng biển nông trở nên biệt lập với Vịnh Mexico khoảng 43 triệu năm trước. 

Hình ảnh lịch sự của Luis David Alcaraz và Valeria Souza
Nghiên cứu cho nghiên cứu này đã được thực hiện tại lưu vực Cuatro Ciénegas ở sa mạc Chihuahuan của Mexico. Khu vực này ban đầu là một vùng biển nông trở nên biệt lập với Vịnh Mexico khoảng 43 triệu năm trước.
Hình ảnh lịch sự của Luis David Alcaraz và Valeria Souza

Lưu vực Cuatro Cienegas nằm ở sa mạc Chihuahuan ở Mexico từng là một vùng biển nông bị cô lập khỏi Vịnh Mexico khoảng 43 triệu năm trước.

Lưu vực này có một đặc điểm khác thường là đặc biệt nghèo dinh dưỡng và chứa một “thế giới bị mất” của nhiều vi khuẩn thủy sinh dưới mặt đất và trên mặt đất của tổ tiên biển cổ đại.

Vì những đặc điểm này, nó là một nơi vô giá để các nhà nghiên cứu nghiên cứu và hiểu làm thế nào sự sống có thể tồn tại trên các hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta.

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí eLIFE, một nhóm các nhà nghiên cứu bao gồm tác giả chính Jordan Okie của Trường khám phá không gian và trái đất thuộc Đại học bang Arizona và tác giả cao cấp Jim Elser của Trường Khoa học sự sống, đã tiến hành thí nghiệm trong lưu vực Cuatro Cienegas.

Ao Lagunitas trong lưu vực Cuatro Ciénegas của Mexico. 

Ảnh của Phòng thí nghiệm Elser / ASU
Ao Lagunitas trong lưu vực Cuatro Ciénegas của Mexico.
Ảnh của Phòng thí nghiệm Elser / ASU

Mục tiêu của họ là làm sáng tỏ các đặc điểm cơ bản của bộ gen của sinh vật – kích thước, cách mã hóa thông tin và mật độ thông tin – ảnh hưởng đến khả năng phát triển của nó trong môi trường khắc nghiệt.

Tác giả chính của Okie cho biết: “Khu vực này rất nghèo chất dinh dưỡng đến mức nhiều hệ sinh thái của nó bị vi khuẩn thống trị và có thể có những điểm tương đồng với hệ sinh thái từ đầu Trái đất cũng như môi trường ẩm ướt hơn trên Sao Hỏa có thể hỗ trợ sự sống”.

Đối với thí nghiệm của họ, các nhà nghiên cứu đã tiến hành giám sát thực địa, lấy mẫu và hóa học nước thường xuyên trong 32 ngày trong một ao nông, nghèo dinh dưỡng có tên Lagunita trong lưu vực Cuatro Cienegas.

Đầu tiên, họ cài đặt mescocosms (hệ sinh thái thu nhỏ) phục vụ như một nhóm kiểm soát và tách biệt với phần còn lại của ao. Sau đó, họ đã thêm một giải pháp phân bón giàu nitơ và phốt pho để tăng sự phát triển của vi sinh vật trong ao.

Vào cuối thí nghiệm, họ đã kiểm tra xem cộng đồng trong ao đã thay đổi như thế nào để đáp ứng với các chất dinh dưỡng bổ sung, tập trung vào khả năng xử lý thông tin sinh hóa trong tế bào của họ.

Các thùng hình trụ rõ ràng và một lưới kim loại để hỗ trợ lối đi đã được lắp đặt tạm thời trong ao trong suốt thời gian thí nghiệm. Những mesocosms này chứa chấp cộng đồng ao dinh dưỡng thấp ban đầu trong khi phần còn lại của ao được làm giàu chất dinh dưỡng.

Ảnh của Phòng thí nghiệm Elser / ASU
Các thùng hình trụ rõ ràng và một lưới kim loại để hỗ trợ lối đi đã được lắp đặt tạm thời trong ao trong suốt thời gian thí nghiệm. Những mesocosms này chứa chấp cộng đồng ao dinh dưỡng thấp ban đầu trong khi phần còn lại của ao được làm giàu chất dinh dưỡng.
Ảnh của Phòng thí nghiệm Elser / ASU

Phó giáo sư của Viện J. Craig Venter, Christopher Dupont, một tác giả cao cấp của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng các vi sinh vật được tìm thấy trong môi trường oligotrophic (dinh dưỡng thấp) sẽ không cần thiết, dựa vào các chiến lược tài nguyên thấp để sao chép DNA , phiên mã RNA và dịch mã protein. Ngược lại, môi trường copiotrophic (chất dinh dưỡng cao) ủng hộ các chiến lược sử dụng nhiều tài nguyên. “

Cuối cùng, họ phát hiện ra rằng một cộng đồng giàu chất dinh dưỡng đã bị chi phối bởi các loài có thể xử lý thông tin sinh hóa với tốc độ nhanh hơn trong khi cộng đồng dinh dưỡng thấp ban đầu chứa các loài có chi phí xử lý thông tin sinh hóa giảm.

“Nghiên cứu này là duy nhất và mạnh mẽ bởi vì nó lấy ý tưởng từ nghiên cứu sinh thái của các sinh vật lớn và áp dụng chúng cho các cộng đồng vi sinh vật trong một thí nghiệm toàn hệ sinh thái”, Elser nói. “Bằng cách đó, lần đầu tiên, chúng tôi đã có thể xác định và xác nhận rằng có những đặc điểm cơ bản của bộ gen liên quan đến phản ứng của vi sinh vật có hệ thống với tình trạng dinh dưỡng của hệ sinh thái, mà không liên quan đến danh tính loài của các vi khuẩn đó.”

Điều này có thể gợi ý cho sự sống trên các hành tinh khác là các sinh vật, bất kể chúng ở đâu đều phải có máy móc xử lý thông tin tinh chỉnh theo các tài nguyên quan trọng xung quanh chúng. Đổi lại, việc cung cấp các tài nguyên này sẽ phụ thuộc vào môi trường hành tinh.

“Điều này rất thú vị, vì nó cho thấy có những quy tắc của cuộc sống thường được áp dụng cho cuộc sống trên Trái đất và hơn thế nữa”, Okie nói.

Nhà nghiên cứu Zarraz Lee chuẩn bị lấy mẫu làm người trợ giúp đại học đo độ pH và nhiệt độ của nước.

Ảnh của Phòng thí nghiệm Elser / ASU
Nhà nghiên cứu Zarraz Lee chuẩn bị lấy mẫu làm người trợ giúp đại học đo độ pH và nhiệt độ của nước.
Ảnh của Phòng thí nghiệm Elser / ASU

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Arizona . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Jordan G Okie, Amisha T poret-Peterson, Zarraz MP Lee, Alexander Richter, Luis D Alcaraz, Luis E Eguiarte, Janet L Siefert, Valeria Souza, Chris L Dupont, James J Elser. Thích ứng bộ gen trong xử lý thông tin làm cơ sở cho chiến lược chiến thắng trong một thí nghiệm làm giàu dinh dưỡng toàn hệ sinh thái . eLife , 2020; 9 DOI: 10.7554 / eLife.49816

Bài viết liên quan

Bài viết khác