Thời cổ đại, vi khuẩn ăn gì?

Dấu vết vi khuẩn để lại trong đá ở Australia.

Các nhà khoa học cho biết: Căn cứ vào kết quả phân tích đất đá, họ đã nắm được “thực đơn” của vi khuẩn 3, 5 tỷ năm trước. Các hợp chất lưu huỳnh tìm thấy trong những tảng đá ở miền Tây Australia chính là “thức ăn thừa” mà vi khuẩn thời cổ đại để lại.

Nghiên cứu tập trung vào 2 dạng hợp chất lưu huỳnh trong đá là sunfat và sunfít. Một số loài vi khuẩn, trong đó có những loài vẫn tồn tại đến nay, tiêu thụ sunfat và thải ra sunfít. Dạng lưu huỳnh phổ biến nhất có 16 proton và 16 nơtron trong hạt nhân. Một dạng đồng vị khác nặng hơn, có 18 nơtron. Khi lượng sunfat dồi dào, vi khuẩn có xu hướng ăn sunfat nhẹ hơn, vì nhờ đó chúng sẽ tiêu tốn ít năng lượng để tiêu hóa.

Khi nghiên cứu những tảng đá ở miền Tây Australia, các nhà khoa học nhận thấy lượng lưu huỳnh nặng trong sunfit ít hơn 12% so với trong sunfat. Họ cho rằng sunfít này chính là sản phẩm mà vi khuẩn thải ra sau khi ăn sunfat. 

Trong tự nhiên, một số quá trình hoá học và địa lý tự nhiên có thể tách lưu huỳnh nặng khỏi lưu huỳnh nhẹ, nhưng không nhiều đến mức đó. “Rõ ràng đây là sunfit được tạo ra theo một cơ chế sinh học (đồng - dị hóa)” - Tiến sĩ Donald Canfield, thành viên nhóm nghiên cứu, Đại học Odense, Đan Mạch, nhận định.

Trái đất cổ đại thiếu ôxy

Thông tin thu được về quá trình trao đổi chất giữa vi khuẩn và môi trường đã giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về môi trường sống của vi khuẩn. Các tảng đá được nghiên cứu đều nằm trong những vũng nước mặn gần đại dương. Do sunfat được hình thành trong điều kiện có ôxy xúc tác, sự hiện diện của vi khuẩn ăn sunfat cho thấy các vũng nước nói trên phải rất giàu ôxy, hơn bất kỳ nơi nào khác, bởi những tảng đá cùng niên đại ở các địa điểm khác không hề có dấu hiệu tồn tại của vi khuẩn ăn sunfat. Nghiên cứu cũng gián tiếp cho thấy bầu khí quyển và các đại dương trên trái đất 3,5 tỷ năm về trước hầu như không có ôxy.

Các thông tin thu được khá thú vị, bởi lâu nay, người ta gần như không biết gì về các cư dân đầu tiên của trái đất - chúng ăn gì, quá trình trao đổi chất giữa chúng với môi trường diễn ra như thế nào. Các nhà khoa học mới chỉ nắm được thông tin về những sinh vật xuất hiện trên hành tinh từ 2,75 tỷ năm trở lại đây.

Đoan Trang (theo New York Times, 21/3)