20200418102904/img/tab1-cover.jpg)
Sở hữu những vũ khí tối tân nhất, nắm trong tay những công nghệ khám phá vũ trụ mạnh nhất, xây dựng nên những công trình đồ sộ nhất Trái Đất, con người những tưởng là sinh vật thống trị hành tinh này cho đến khi virus và vi khuẩn được tìm thấy.
Nhà khoa học người Hà Lan Antonie Philips van Leeuwenhoek (1632-1723) - cha đẻ của ngành vi sinh vật học thế giới - là người đầu tiên có công quan sát được vi khuẩn vào năm 1683. Hơn 200 năm sau, các nhà vi khuẩn học người Nga và Hà Lan tiếp tục phát hiện ra sự tồn tại của virus. Kể từ đó về sau, giới khoa học bắt đầu hình dung được bức tranh về virus, vi khuẩn và vai trò to lớn của chúng đối với sự sống trên Trái Đất.
Cũng như virus, vi khuẩn hiện diện khắp nơi trên hành tinh, từ đất, nước, suối nước nóng đến chất thải phóng xạ... Vi khuẩn thuộc dạng cộng sinh và ký sinh với các sinh vật khác. Chúng vừa có lợi vừa có hại với môi trường, động vật, bao gồm cả con người. Cơ thể chúng ta là nơi cư trú của hàng tỷ vi sinh vật (vi khuẩn, virus, nấm...). Chúng ở trên da, trong mũi, miệng, đường ruột và những nơi khác của cơ thể. Chúng có trong không khí mà ta thở, nước ta uống và thức ăn ta ăn.
Đối với virus, tuy rằng chúng không để lại hóa thạch trong đá như hóa thạch vi khuẩn cổ xưa nhất cách đây 3,5 tỷ năm, nhưng chúng để lại dấu vết trên bộ gen của vật chủ của chúng. Những dấu hiệu đó cho thấy rằng virus đã tồn tại hàng tỷ năm. Chúng chính là những "kẻ săn mồi vi khuẩn" duy nhất từng được biết đến. Nhiễm virus là phần không thể thiếu trong một chu kỳ sống của vi khuẩn. Đây chính là vấn đề của con người chúng ta.
Nói một cách khác, "cuộc sống con người nằm trong luồng chi phối của vi khuẩn. Thứ kiểm soát vi khuẩn chính là virus. Chúng kiểm soát vật chủ tinh vi như những con rối." - Nhà vi trùng học Martha Clokie tại Đại học Leicester ở Anh nhận định trên Insidescience.
VIRUS
Những kẻ khổng lồ vô hình
Giáo sư Edward Rybicki - Chuyên gia lĩnh vực virus học phân tử thuộc Đại học Cape Town (Nam Phi) - miêu tả virus là "những sinh vật ở bên lề của sự sống". Không ai có thể ngờ, những loại virus với kích thước chỉ tính bằng nanomet (một phần tỷ mét), nhỏ hơn vi khuẩn hàng nghìn lần, lại có thể phát sinh những mầm bệnh hủy hoại sự sống, tàn phá khủng khiếp những sinh vật lớn hơn chúng rất nhiều lần đến như vậy.
Theo đánh giá của Giáo sư hải dương học kiêm nhà sinh vật học người Mỹ Mya Breitbart và các đồng nghiệp tại Đại học Nam Florida (Mỹ) trên Insidescience thì kích thước của virus nhỏ đến nỗi phải mất 55 triệu con virus xếp gần nhau mới tạo thành dấu chấm câu ở cuối dòng này.
Virus "vô hình" vì kích cỡ siêu vi của chúng. Nhưng sự khổng lồ của những thực thể sinh học nhỏ bé này lại đến từ số lượng chúng tồn tại trên Trái Đất.
Trong cuốn sách "A Planet of Viruses" (tạm dịch: Hành tinh của virus - NXB Đại học Chicago, Mỹ) của tác gia khoa học Mỹ Carl Zimmer có viết: Theo tính toán của các nhà khoa học, chỉ tính riêng các đại dương trên thế giới đã có 1.000 tỷ tỷ tỷ (1030) virus đang tồn tại.
Trong cuốn sách "A Planet of Viruses" (tạm dịch: Hành tinh của virus - NXB Đại học Chicago, Mỹ) của tác gia khoa học Mỹ Carl Zimmer có viết: Theo tính toán của các nhà khoa học, chỉ tính riêng các đại dương trên thế giới đã có 1.000 tỷ tỷ tỷ (1030) virus đang tồn tại.
Nếu chưa kịp hình dung con số này lớn đến mức nào, thì hãy đặt tất cả chúng lên bàn cân, chúng sẽ bằng trọng lượng của 75 triệu con cá voi xanh. Và nếu bạn xếp 1.000 tỷ tỷ tỷ con virus này thành một hàng từ đầu đến cuối, chúng sẽ trải dài đến 60 thiên hà gần chúng ta nhất; "Hay gấp 12.000 tỷ lần khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến sao Hỏa và vòng lại" - Giáo sư Mya Breitbart nói.
[Tường giải: Theo Space.com, khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến sao Hỏa là 225 triệu km, cộng thêm khoảng cách trung bình từ sao Hỏa khi về Trái Đất sẽ được tổng 450 triệu km. Vậy nếu xếp tất cả các loại virus tồn tại trên khắp các đại dương của Trái Đất thành một hàng thì chúng có thể dài gấp 12.000 tỷ lần độ dài 450 triệu km. Cũng theo Space.com, khoảng cách ngắn nhất từ Trái Đất đến sao Hỏa là 54,6 triệu km - khoảng cách lớn nhất là 401 triệu km].
20200418102904/img/tab1-khautrang.jpg)
Nếu xem virus là một cá thể, chúng đích thị là quần thể sinh vật dồi dào nhất, đa dạng nhất Trái Đất - Hiệp hội vi sinh ứng dụng (SfAM) Anh nhận định. "Cuộc sống của 1 tỷ người trên thế giới đã bị những con siêu vi trùng này làm ảnh hưởng. Một thế kỷ trôi qua, những tiến bộ sinh học của Trái Đất cũng vì chúng mà có những bước phát triển kỳ lạ. Dù tưởng chừng như vô hình nhưng chính virus mới là tác nhân gây ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa của mọi loài động vật, thực vật và vi sinh vật.
Chúng là yếu tố thúc đẩy chu trình carbon toàn cầu; Là nơi chứa sự đa dạng di truyền lớn nhất Trái Đất; Không ngừng phát sinh các bệnh mới; Virus chịu trách nhiệm cho nhiều căn bệnh gây tử vong hàng loạt tàn khốc nhất lịch sử loài người, và sẽ không dừng kiểm soát số phận con người trong nhiều năm về sau." - Carl Zimmer viết cho lời tựa cuốn sách "A Planet of Viruses" của mình.
Vì sao chúng đặc biệt và đáng gờm đến vậy?
Hiểu đơn giản, virus là vật liệu di truyền [hoặc chứa ADN, hoặc chứa ARN] được bọc trong vỏ protein. Để sinh sôi (nhân lên), chúng bám vào một tế bào sống, xâm chiếm tế bào chủ bằng cách tiêm vật liệu di truyền của chúng. Một số virus sau đó tồn tại trong tế bào chủ, thường tự ghép vật liệu di truyền của chúng vào tế bào chủ và được sao chép cùng với vật liệu di truyền của vật chủ khi tế bào chủ phân chia. Tại một số thời điểm trong một vòng đời virus điển hình, virus chiếm quyền điều khiển máy móc của tế bào để tạo ra các virus mới, rồi tiêu diệt tế bào chủ, thoát ra ngoài, sinh sôi và tiếp tục lây lan mầm bệnh sang các tế bào khỏe mạnh khác.
Trong khi đó, kể từ khi phát hiện sự tồn tại của virus vào cuối thế kỷ 19, các nhà khoa học hiện đại không ngừng tìm kiếm chúng. Và ở bất cứ nơi nào họ "nhìn", từ sâu trong lòng đất đến những hạt cát được thổi từ sa mạc Sahara nóng bỏng xuống đại dương sâu thẳm hay những lớp băng dày vĩnh cửu lạnh giá ở Nam Cực... đâu đâu cũng có virus. Trong hệ sinh đầy thái khắc nghiệt này, virus là kẻ săn mồi vi khuẩn duy nhất từng được biết đến. Virus tồn tại ở khắp mọi nơi!
"Virus có tác động rất lớn đến Trái Đất và con người mà không phải ai cũng hiểu được điều này. Chúng thực sự có thể điều chỉnh sinh quyển - nơi sự sống vẫn đang sinh sôi, nảy nở từng giây, từng giờ" - Gary Trubl, nhà sinh thái học thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở California (Mỹ) cho biết.
Vậy, virus âm thầm kiểm soát hành tinh và góp phần thay đổi số phận con người như thế nào?
20200418102904/img/tab1-tit01.jpg)
Năm 2019, nhóm các nhà nghiên cứu công bố con số loại virus khác nhau trong đại dương trên Cell, theo đó, đại dương thế giới chứa gần 200.000 loại virus khác nhau, tăng hơn 12 lần so với nghiên cứu năm 2015. Điều này cho thấy, càng nghiên cứu các nhà khoa học càng nhận thấy sự đa dạng của virus.
20200418102904/img/tab1-1.jpg)
Những con số này không đồng nghĩa với việc chúng ta bơi trên biển là một bản án tử hình định sẵn, bởi chỉ một phần virus trong đại dương có thể lây nhiễm cho người, cho cá hay các sinh vật biển khác. Mục tiêu "đi săn" lớn nhất của virus trong đại dương chính là vi khuẩn và các sinh vật phù du.
Trên khắp các đại dương của thế giới, mỗi một giây qua đi, virus lại lây nhiễm cho 100 nghìn tỷ tỷ vi sinh vật dưới nước. 24 giờ qua đi, khoảng một nửa số vi khuẩn tồn tại trong các đại dương trên thế giới chết vì bị virus xâm nhiễm - trích số liệu trong "A Planet of Viruses". Và vô hình chung, con người hưởng lợi từ sự chết chóc hàng loạt này của vi khuẩn.
Lấy ví dụ, bệnh dịch tả (Cholera) ở người do vi khuẩn Vibrio cholerae gây ra (có thể do con người ăn phải hải sản bị nhiễm bệnh). Khi số lượng vi khuẩn Vibrio cholerae bùng nổ và gây ra dịch tả thì virus cũng không nằm ngoài cuộc đua xâm nhiễm loại vi khuẩn này.
Tốc độ nhân lên của quần thể virus nhanh đến mức có thể giết chết vi khuẩn Vibrio cholerae trước khi chúng kịp sinh sôi. Nhờ đó, sự bùng nổ của vi khuẩn giảm dần và dịch bệnh tả biến mất trong đại dương (ở một giai đoạn nhất định).
Ngăn chặn dịch tả chỉ là một trong số những tác động nhỏ của virus đại dương. Thứ chúng làm sau đây còn có thể ảnh hưởng đến bầu khí quyển trên khắp hành tinh.
Ngăn chặn dịch tả chỉ là một trong số những tác động nhỏ của virus đại dương. Thứ chúng làm sau đây còn có thể ảnh hưởng đến bầu khí quyển trên khắp hành tinh.
20200418102904/img/tab1-tit01-01.jpg)
Dưới con mắt của các nhà khoa học, vi khuẩn được xem là "những nhà địa lý vĩ đại của hành tinh" bởi vi khuẩn cùng với tảo và các sinh vật phù du dưới biển quang hợp và tạo ra một nửa oxy cho con người chúng ta hít thở.
Nhưng mỗi một ngày, virus xâm chiếm và giết hàng nghìn tỷ con vi khuẩn dưới đại dương. Trong quá trình thoát khỏi xác vi khuẩn, chúng sẽ giải phóng hàng tỷ tấn carbon ra đại dương mỗi ngày. Một số lượng carbon được giải phóng đó hoạt động như "phân bón", kích thích sự phát triển của các vi khuẩn khác; lượng carbon còn lại chìm xuống đáy đại dương.
20200418102904/img/tab1-2.jpg)
Không chỉ kiểm soát và tiêu diệt vi khuẩn, virus còn làm điều tương tự với tảo silic và vô vàn sinh vật phù du dưới đại dương, do đó, chúng chiếm một phần quan trọng trong chu trình carbon của đại dương.
Nhà sinh thái học vi sinh vật Curtis Suttle thuộc Viện Đại học British Columbia (Canada) cho biết, virus đóng vai trò chính trong các chu trình sinh địa hóa toàn cầu (global biogeochemical cycles), bao gồm cả chu trình carbon, theo đó carbon di chuyển giữa sinh quyển và khí quyển của Trái Đất.
"Các đại dương hiện đang hấp thụ khoảng một nửa lượng khí thải carbon do con người gây ra và lượng Carbon dioxide (CO2) được hấp thụ tiếp tục tăng. Trong khi đó, khoảng 20 - 40% số vi khuẩn của Trái Đất bị tiêu diệt mỗi ngày bởi virus. Khi một vi khuẩn bị giết chết do nhiễm virus, thành tế bào của nó phát nổ. Sự chết đi của vi khuẩn giải phóng carbon ra Trái Đất (trong đó phần lớn ở đại dương), và một số lượng carbon cuối cùng bị cô lập ở sâu trong đại dương.
20200418102904/img/tab1-tit01-02.jpg)
Virus không chỉ khiến giới khoa học bất ngờ về số lượng tồn tại khổng lồ của chúng mà sự đa dạng di truyền của chúng cũng khiến họ ngạc nhiên không kém. Vật liệu di truyền của virus không giống với hầu hết sinh vật trên Trái Đất.
Trong một cuộc khảo sát về virus ở Bắc Băng Dương,Vịnh Mexico, Bermuda và bắc Thái Bình Dương, các nhà khoa học đã xác định được 1,8 triệu gen virus khác nhau. Chỉ 10% trong số gen đó phù hợp với gen của vi khuẩn, động vật, thực vật hoặc các sinh vật khác. 90% gen còn lại HOÀN TOÀN MỚI đối với các nhà khoa học.
Trong 200 lít nước biển, các nhà khoa học thường tìm thấy 5.000 loại virus khác biệt về mặt di truyền. Trong 1 kg trầm tích biển, có thể có một triệu loại gen khác nhau!
Nguyên nhân đằng sau giải thích cho tất cả sự đa dạng về gen của virus biển là: Virus biển có rất nhiều mục tiêu để xâm nhiễm. Mỗi dòng virus khi xâm nhiễm với vật chủ phải phát triển sự thích ứng mới để vượt qua cơ chế phòng vệ của vật chủ đó. Nhờ đó, khi virus mới ra đời, nó vô tình "mượn" thêm một số gen của vật chủ, rồi lại lang thang trong đại dương, kiếm tìm những vật chủ mới phù hợp để xâm nhiễm.
Nhờ quá trình "mượn gen" không ngừng này mà virus vô tình tạo ra một lượng lớn oxy cho Trái Đất. Đây là lúc nói đến vi khuẩn lam trong đại dương - sinh vật tạo ra 1/4 lượng oxy cho khí quyển.
Giống như thực vật, vi khuẩn lam (Cyanobacteria) sử dụng quang hợp để biến đổi ánh sáng Mặt Trời thành năng lượng có thể sử dụng, giải phóng oxy dưới dạng sản phẩm phụ.
Khi phân tích ADN của vi khuẩn lam, các nhà khoa học phát hiện thấy loại gen của virus PHÙ HỢP với gen của vi khuẩn làm và có khả năng điều khiển quá trình quang hợp của vi khuẩn này.
20200418102904/img/tab1-quote01.jpg)
Bằng một phép tính nhỏ, 10% của tất cả các quá trình quang hợp trên Trái Đất được thực hiện bằng gen của virus. Về bản chất, điều này có nghĩa là cứ 10 lần bạn hít thở khí oxy thì virus có công đóng góp 1 lần cho bạn - tác gia Carl Zimmer viết.
20200418102904/img/tab1-tit01-03.jpg)
Sự xáo trộn gen này đã ảnh hưởng rất lớn đến lịch sử của mọi sự sống trên Trái Đất bởi đại dương vốn vẫn được xem là cái nôi của sự sống. Dấu vết sự sống được xem là cổ xưa nhất mà các nhà khoa học tìm được là hóa thạch của vi khuẩn biển niên đại 3,5 tỷ năm.
Virus không để lại hóa thạch trong đá, nhưng chúng để lại dấu vết trên bộ gen của vật chủ của chúng. Những dấu hiệu đó cho thấy rằng virus đã tồn tại hàng tỷ năm.
Kể từ khi nhà vi sinh học gốc Pháp Félix d'Herelle (1873-1949) có công tìm ra bacteriophage (virus có đặc tính xâm lấn vi khuẩn) năm 1917, giới khoa học hiện đại bắt đầu ghi nhận vai trò to lớn của chúng đối với hành tinh chúng ta. Riêng với virus biển, chúng có ảnh hưởng đến hệ sinh thái của các đại dương trên thế giới, để lại dấu ấn không thể chối cãi với khí hậu toàn cầu.
Không những thế, virus còn đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của sự sống trong hàng tỷ năm. Nói một cách khác, virus chính là "ma trận sống của sinh học".
20200418102904/img/tab1-tit01-04.jpg)
Những tưởng các nhà khoa học chỉ tìm thấy bằng chứng về thế giới "con rối" vi khuẩn bị virus kiểm soát ở đại dương, nhưng càng tìm hiểu thì họ càng tìm thấy những điều tương tự với hệ sinh thái trên cạn.
Khoảng 30% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi đất đai và phần còn lại được bao phủ bởi đại dương. Tuy nhiên, sự phong phú của sinh vật nhân sơ (nhóm sinh vật mà tế bào không có màng nhân) trên phần bề mặt của đất - so với đại dương lớn hơn rất nhiều, với con số tương ứng: 2,55 x 1029 - 1,18 x 1029.
Hệ sinh thái trên cạn đóng vai trò quan trọng đối với đa dạng sinh học trên mặt đất và nền văn minh của loài người. Nó cũng được xem là vựa sống phong phú của virus, từ hệ vi sinh vật rễ đến suối nước nóng, sâu bên dưới lòng đất hay những nơi được xem là khắc nghiệt nhất hành tinh như núi lửa, băng vĩnh cửu... vẫn có mặt của virus.
Các nhà khoa học nhận định, hệ sinh thái khổng lồ bên dưới mặt đất (gọi là sinh quyển sâu, sâu ít nhất 5 km trở xuống) mới là nơi sinh sống dồi dào nhất của vi khuẩn, vi khuẩn cổ và virus. Thông thường, có khoảng 1,2 tỷ con virus trong 1 gram đất khô.
"Virus là nguồn ADN và ARN phổ biến nhất trên Trái Đất. Tất cả nằm ngay dưới chân chúng ta" - Giáo sư Edward Holmes thuộc Viện nghiên cứu Marie Bashir về Bệnh truyền nhiễm & An toàn sinh học thuộc Đại học Sydney (Úc) nhận định.
20200418102904/img/tab1-3.jpg)
Cần phải nhắc lại rằng, virus cực kỳ đa dạng và mới lạ về vật liệu di truyền (ADN và ARN): Trong 200 lít nước biển, các nhà khoa học thường tìm thấy 5.000 loại virus khác biệt về mặt di truyền. Trong 1 kg trầm tích biển, có thể có một triệu loại gen khác nhau. Còn trong ruột người, có ít nhất 1.000 loại virus sở các loại gen khác nhau đang âm thầm hoạt động.
Hiệp hội vi sinh ứng dụng (SfAM) của Anh còn chỉ ra rằng, virus không chỉ đa dạng về mặt vật liệu di truyền, chúng còn di chuyển gen từ sinh vật này sang sinh vật khác; cũng như di chuyển vật liệu di truyền giữa các hệ sinh thái khác nhau.
Các nhà khoa học đã thu được bằng chứng cho thấy virus từ môi trường này có thể lây nhiễm và nhân lên thành công trên các vi khuẩn sống ở môi trường khác. Những kết quả này cho thấy virus có thể di chuyển khắp thế giới và di chuyển gen giữa các hệ sinh thái. Không dừng ở đó, các loại virus mới vẫn đang được phát hiện ngày một nhiều và phần lõi của chúng đang tiếp tục tiết lộ vô số gen mới với các chức năng tiềm năng mới.
Các nhà khoa học đã thu được bằng chứng cho thấy virus từ môi trường này có thể lây nhiễm và nhân lên thành công trên các vi khuẩn sống ở môi trường khác. Những kết quả này cho thấy virus có thể di chuyển khắp thế giới và di chuyển gen giữa các hệ sinh thái. Không dừng ở đó, các loại virus mới vẫn đang được phát hiện ngày một nhiều và phần lõi của chúng đang tiếp tục tiết lộ vô số gen mới với các chức năng tiềm năng mới.
Năm 2018, giới khoa học phát hiện thấy gen phân hủy carbohydrate thực vật trong các loại virus sống trong đất đóng băng vĩnh cửu ở Thụy Điển. Điều này đồng nghĩa với việc các virus đang "giúp" vật chủ của chúng tiêu hóa carbohydrate như hemicellulose và tinh bột. Nhà vi trùng học Mỹ Lindsey Solden sau phân tích dữ liệu di truyền trong đất đã tìm thấy 2 loại gen của virus có khả năng phân hủy hai loại carbohydrate thực vật đặc biệt dai dẳng mà hầu hết các vi khuẩn không thể tiêu hóa được.
Cũng trong năm này, Tiến sĩ Matthew Sullivan và Giáo sư Virginia Rich tại Đại học bang Ohio (Mỹ) còn tìm thấy gen phân hủy carbohydrate thực vật của virus trong nhiều môi trường, bao gồm đất, đại dương, hồ, ruột người và dạ cỏ của các loài động vật nhai lại.
20200418102904/img/tab1-quote02.jpg)
Việc virus phân hủy carbohydrate phức tạp thành các chất đơn giản là bước đầu tiên trong quá trình trao đổi chất tạo ra Carbon dioxide (CO2) và mê-tan (CH4), cả hai loại khí nhà kính gây nóng lên toàn cầu, biến đổi khí hậu.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, có đến 25% khí mê-tan trong khí quyển đến từ dạ dày của các loài động vật nhai lại (trâu, bò, dê, cừu, lạc đà, hươu cao cổ, bò rừng bizon, hươu, nai...). Dạ dày của các loài động vật nhai lại có 4 ngăn: Dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ túi khế. Hầu hết khí mê-tan sinh ra trong quá trình lên men ruột. Vi khuẩn và virus trong dạ cỏ phá vỡ những gì động vật nhai lại ăn (cỏ) thông qua một quá trình gọi là methanogenesis và sinh ra khí mê-tan, thoát ra không khí qua quá trình động vật nhai lại ợ ra.
Tương tự như vậy, virus trong đất có thể góp phần vào việc phát thải khí nhà kính (mê-tan) bằng cách sử dụng gen phân hủy carbohydrate phá vỡ vật liệu thực vật chết tại các vùng ngập nước như đồng ruộng, đầm lầy, ao hồ... (đây là nguồn phát thải khí mê-tan lớn nhất ra bầu khí quyển, chiếm hơn 50%).
Tất nhiên, dù virus đóng vai trò hay tác động như thế nào đối với khí hậu Trái Đất thì chúng cũng đã làm điều đó trong hàng triệu năm qua. Không phải virus đột nhiên kiểm soát khí hậu Trái Đất, vấn đề nằm ở chỗ, các nhà khoa học chỉ vừa mới phát hiện ra chúng và cách chúng tác động lớn đến chúng ta ra sao mà thôi.
Tất nhiên, dù virus đóng vai trò hay tác động như thế nào đối với khí hậu Trái Đất thì chúng cũng đã làm điều đó trong hàng triệu năm qua. Không phải virus đột nhiên kiểm soát khí hậu Trái Đất, vấn đề nằm ở chỗ, các nhà khoa học chỉ vừa mới phát hiện ra chúng và cách chúng tác động lớn đến chúng ta ra sao mà thôi.
Cho đến nay, các nhà khoa học mới đưa ra nhận định rằng: Thế giới vi sinh vật trong đất rất khác với thế giới vi sinh vật trong môi trường nước về thành phần và vòng đời vi sinh vật. Các yếu tố đất và môi trường như hàm lượng chất hữu cơ, độ pH, nhiệt độ, cường độ ion (độ mặn), độ ẩm và cấu trúc đất... tác động trực tiếp đến tương tác của virus - vật chủ, cũng như ảnh hưởng đến sự bất hoạt và sự sống của virus trong đất.
"Dù có rất ít thông tin về vai trò sinh thái của virus trong hầu hết các hệ sinh thái nhưng các bằng chứng đều cho thấy virus đang đóng một vai trò rất quan trọng cho chu trình sinh địa hóa của Trái Đất", nhà vi trùng học Mỹ Lindsey Solden cho biết.
Điều này cho thấy, con người chỉ mới chạm vào bề mặt của một thế giới khổng lồ của virus. Virus vẫn cứ thế tồn tại, xâm chiếm, điều khiển tế bào chủ rồi góp phần thay đổi sinh quyển hành tinh, số phận con người. Dù nhỏ bé, nhưng với khả năng kiểm soát cực kỳ tinh vi của chúng, siêu vi đang khiến những sinh vật lớn gấp hàng tỷ tỷ lần nó phải khốn đốn.
Chúng ta vẫn chỉ đang tìm hiểu về sự đa dạng của virus trên toàn cầu, mà chưa có nhiều hiểu biết về chức năng của các loại gen trong virus và vai trò của chúng trong tương tác với vật chủ, tác động đến chu trình sinh địa hóa và tiến hóa trên Trái Đất. Những thập kỷ tới, hứa hẹn sẽ có nhiều phát kiến trên mặt trận này.
20200418102904/img/tab1-tit02.jpg)
Đầu năm 2020, nhóm các nhà nghiên cứu do giáo sư khoa học Trái Đất và hành tinh Jillian Banfield thuộc trường Đại học California, Berkeley (Mỹ) dẫn đầu công bố phát hiện 350 loại virus chuyên ký sinh vi khuẩn có kích thước lớn bất thường. Một số loại virus còn lớn hơn vi khuẩn và có thể quan sát dưới kính hiển vi. Giới khoa học gọi những virus kích thước khổng lồ này là "Huge phages".
Để dễ hình dung, các nhà khoa học so sánh: Virus cúm A có 8 gen, có nghĩa là nó đã có 1.300 cặp bazơ ADN - trong khi đó, con virus lớn nhất mới được phát hiện sở hữu hàng trăm gen với hơn 1 triệu cặp bazơ ADN (lớn gấp 10 lần so với virus kích cỡ trung bình).
20200418102904/img/tab1-4.jpg)
Không chỉ có kích thước khổng lồ, những loại virus này còn sở hữu khả năng tạo ra những mánh khóe phức tạp thường thấy trong các sinh vật sống cao cấp hơn. Cụ thể, ở một số Huge phages xuất hiện loại gen quan trọng có tên CRISPR. Đây là loại gen mà giới khoa học cho rằng chỉ có ở vi khuẩn và vi khuẩn cổ, đóng vai trò như một "bộ nhớ" phòng thủ, có chức năng phát hiện và phá hủy ADN từ những chủng virus đã từng tấn công vi khuẩn trước đó.
Gen CRISPR ở Huge phages thực hiện chức năng khuếch đại hệ thống phòng thủ của vật chủ dưới hình thức "nội chiến giữa các virus" để xác định mục tiêu và tiêu diệt các virus khác cạnh tranh với chúng trong cùng một tế bào chủ".
Nhóm nghiên cứu đến từ 9 quốc gia do giáo sư Mỹ Jillian Banfield dẫn đầu cho biết: Họ tìm thấy virus khổng lồ này ở khắp nơi, từ các hồ nước ở Pháp, trong nước suối Tây Tạng và dưới đáy biển Nhật Bản - đến các mạch nước phun ở bang Utah (Mỹ), muối ở sa mạc Atacama (Chile), thậm chí trong dạ dày của nai sừng tấm Alaska và mẫu nước bọt của 1 người tại Mỹ.
Nhóm nghiên cứu đến từ 9 quốc gia do giáo sư Mỹ Jillian Banfield dẫn đầu cho biết: Họ tìm thấy virus khổng lồ này ở khắp nơi, từ các hồ nước ở Pháp, trong nước suối Tây Tạng và dưới đáy biển Nhật Bản - đến các mạch nước phun ở bang Utah (Mỹ), muối ở sa mạc Atacama (Chile), thậm chí trong dạ dày của nai sừng tấm Alaska và mẫu nước bọt của 1 người tại Mỹ.
Việc phát hiện virus khổng lồ trong miệng người cho thấy, rất có thể trong miệng chúng ta chứa hàng triệu con virus loại này mà chúng ta không hề hay biết. Virus có hại một khi xâm nhập vào cơ thể người có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây nguy cơ mắc một số bệnh.
Trong sinh học, khái niệm ký sinh chỉ mối quan hệ cộng sinh không tương hỗ giữa các loài, trong đó có một loài là ký sinh, sống bám vào loài kia là vật chủ hay ký chủ.
Ở mối quan hệ ký sinh này, vật chủ là đối tượng bị thiệt hại. Vì virus chỉ chứa các vật liệu di truyền nhưng không có cấu tạo tế bào, không tự sinh sản và phụ thuộc hoàn toàn vào tế bào chủ, nên chúng có đời sống ký sinh bắt buộc với vi khuẩn (còn gọi là thực khuẩn thể - Bacteriophage, gọi tắt là Phage).
Do đó, khi con người nhiễm vi khuẩn chứa virus gây bệnh, chuyện gì sẽ xảy ra? Cơ thể chúng ta sẽ chiến đấu hay "nằm yên" để virus mặc sức hoành hành, mời bạn bấm sang tab tiếp theo để theo dõi chi tiết...
20200418102904/img/1-hover.jpg)
20200418102904/img/2.jpg)
20200418102904/img/3.jpg)
20200418102904/img/4-hover.jpg)
Nội dung: Trang Ly
Ảnh: iSotck, NYT, WH, Internet, Tuấn Mark
Artwork: PT
Thiết kế: Bạch Quả
Interactive: Tiến Đạt, Phương Anh
Phần nhận xét hiển thị trên trang
