Hệ vi sinh vật rạn san hô Great Barrier được bản đồ hóa với 500 loài vi khuẩn mới

Các nhà khoa học đã tiến hành phân tích DNA từ mẫu nước biển lấy ở 48 rạn san hô thuộc rạn san hô Great Barrier ở Australia, qua đó vẽ lại hệ vi sinh vật đa dạng tồn tại tại đây. Công trình được thực hiện dưới sự lãnh đạo của Đại học Queensland và Viện Khoa học Biển Australia (AIMS), công bố trên tạp chí Nature. Kết quả ghi nhận hơn 360.000 virus riêng biệt cùng 5.283 bộ gen vi khuẩn và cổ khuẩn, trong đó có 584 loài vi khuẩn hoàn toàn mới với khoa học.

Dr Yun Kit Yeoh, nhà khoa học cấp cao tại AIMS, đồng tác giả nghiên cứu, nhấn mạnh vai trò quan trọng của những vi sinh vật này đối với hệ sinh thái rạn san hô, giúp duy trì các chuỗi thức ăn dưới biển. Nhiều vi sinh vật trong số đó có khả năng quang hợp giống thực vật khi chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành oxy từ carbon dioxide. Chúng tạo nên nền tảng thức ăn cho các sinh vật biển khác như ruồi nhỏ và động vật phù du.

Việc nghiên cứu vi sinh vật rạn san hô trước đây bị giới hạn do khó nuôi cấy nhiều loài trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, nhờ công nghệ giải trình tự DNA môi trường (metagenomics) hiện đại ứng dụng sức mạnh tính toán tăng theo cấp số nhân, các nhà nghiên cứu đã có thể giải mã toàn bộ cộng đồng vi sinh vật chỉ từ một mẫu nước biển. Theo giáo sư Philip Hugenholtz, chuyên gia vi sinh tại Đại học Queensland và đồng tác giả nghiên cứu, đây giống như hoàn thành hàng nghìn bức tranh ghép hình đồng thời, với mỗi giọt nước chứa DNA của hàng nghìn vi sinh vật khác nhau.

Nghiên cứu bắt đầu hơn năm năm trước và sử dụng công nghệ giải trình tự DNA dài, cho phép đọc các đoạn gen lớn hơn, thuận tiện trong việc ghép lại cấu trúc bộ gen virus và vi khuẩn mà không phải chia nhỏ DNA thành các phần nhỏ hơn.

Qua phân tích, nhóm nghiên cứu phát hiện 808.585 bộ gen virus thuộc khoảng 362.802 loại virus khác nhau. Đặc biệt, trong số 876 loài vi khuẩn và cổ khuẩn được xác định, có tới 584 loài chưa từng được ghi nhận. Những con số này phản ánh sự rộng lớn và đa dạng của thế giới vi sinh vật trong đại dương.

Việc khám phá ra hàng trăm loài vi khuẩn mới đặt ra câu hỏi liệu chúng có là đặc hữu của rạn san hô Great Barrier hay cũng tồn tại trong các hệ sinh thái rạn san hô khác. Đây cũng là một trong những hệ sinh thái được nghiên cứu sâu rộng nhất sau hệ vi sinh vật con người.

Nghiên cứu còn mở ra hướng sử dụng hệ vi sinh vật như một công cụ theo dõi sức khỏe toàn diện của rạn san hô. Theo Dr Yeoh, các cộng đồng vi sinh vật có thể phản ánh trạng thái môi trường và phát hiện sớm các thay đổi tiêu cực do biến đổi khí hậu, nhiệt độ tăng, hiện tượng tẩy trắng rạn, hoạt động của con người hay các tác động môi trường khác.

Chức năng giám sát này còn có thể giúp phát hiện hoạt động đánh bắt trái phép trong các vùng bảo tồn hoặc ô nhiễm kim loại nặng. Giáo sư Hugenholtz cho biết xét nghiệm vi sinh vật nhằm phản ánh biến đổi do kim loại nặng gây ra rẻ hơn nhiều so với việc phân tích trực tiếp các kim loại trong môi trường.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.