Các nhà khoa học đã xác định nhiệt độ thấp nhất mà cuộc sống đơn giản có thể sống và phát triển.
Ảnh tín dụng: Anne Froehlich
Nghiên cứu, được công bố trên PLoS One, cho thấy rằng dưới -20 ° C, các sinh vật đơn bào bị mất nước, đưa chúng vào trạng thái thủy tinh hóa - giống như thủy tinh - trong đó chúng không thể hoàn thành vòng đời.
Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng, vì các sinh vật không thể sinh sản dưới nhiệt độ này, -20 ° C là giới hạn nhiệt độ thấp nhất cho sự sống trên Trái đất.
Các nhà khoa học đã đặt các sinh vật đơn bào trong môi trường nước và hạ nhiệt độ. Khi nhiệt độ giảm, môi trường bắt đầu biến thành băng và khi các tinh thể băng phát triển, nước bên trong các sinh vật thấm ra để tạo thành nhiều băng hơn. Điều này làm cho các tế bào mất nước đầu tiên, và sau đó đông lạnh. Một khi tế bào đã đông lạnh, các nhà khoa học không còn coi nó sống vì nó không thể sinh sản, nhưng các tế bào có thể được đưa trở lại cuộc sống khi nhiệt độ tăng trở lại.Giai đoạn thủy tinh hóa này tương tự như hạt giống thực vật nhà nước nhập vào khi chúng khô.
Điều thú vị về thủy tinh hóa là nói chung một tế bào sẽ tồn tại, nơi nó sẽ sống sót khi đóng băng, nếu bạn đóng băng bên trong thì bạn sẽ chết. Nhưng nếu bạn có thể thực hiện một quá trình thủy tinh hóa có kiểm soát, bạn có thể sống sót, Giáo sư Andrew Clarke của NERCiến Anh khảo sát Nam Cực, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. Một khi tế bào được thủy tinh hóa, nó có thể tiếp tục sống sót đến nhiệt độ cực thấp. Nó chỉ có thể làm được nhiều thứ cho đến khi nó ấm lên.
Hình ảnh qua hành tinh Trái đất Onlne
Các sinh vật phức tạp hơn có thể tồn tại ở nhiệt độ thấp hơn vì chúng có thể kiểm soát môi trường mà các tế bào ngồi ở một mức độ nào đó.
Vi khuẩn, tảo đơn bào và nấm đơn bào - trong đó có một lượng rất lớn trên thế giới - sống tự do vì chúng không dựa vào các sinh vật khác, ông Clarke giải thích.
Mọi thứ khác, như cây cối và động vật và côn trùng, có khả năng kiểm soát chất lỏng bao quanh các tế bào bên trong của chúng. Trong trường hợp của chúng tôi, nó có máu và bạch huyết. Trong một sinh vật phức tạp, các tế bào ngồi trong một môi trường mà sinh vật có thể kiểm soát. Các sinh vật sống tự do don lồng có điều này; nếu băng hình thành trong môi trường, chúng phải chịu mọi căng thẳng.
Nếu một tế bào sống tự do nguội đi quá nhanh, nó sẽ không thể mất nước và thủy tinh hóa; thay vào đó, nó sẽ đóng băng và sẽ sống sót.
Điều này đi theo một cách nào đó để giải thích tại sao bảo quản thực phẩm bằng cách sử dụng các công việc cấp đông sâu. Hầu hết các tủ đông tủ lạnh hoạt động ở nhiệt độ gần -20 ° C. Nghiên cứu này cho thấy nhiệt độ này hoạt động vì nấm mốc và vi khuẩn không thể nhân lên và làm hỏng thức ăn.
‘Chúng tôi thực sự hài lòng rằng chúng tôi đã có một kết quả có liên quan rộng hơn, vì nó cung cấp một cơ chế giải thích tại sao máy làm lạnh trong nước lại thành công như họ, ông Clar Clarke nói.
Các nhà khoa học tin rằng giới hạn nhiệt độ mà họ đã phát hiện ra là phổ biến, và dưới 20 ° C, các dạng đơn bào của sự sống đơn bào không thể phát triển trên Trái đất. Trong quá trình nghiên cứu, họ đã xem xét một loạt các sinh vật đơn bào, sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau, từ ánh sáng đến khoáng chất, để chuyển hóa. Mỗi loại thủy tinh hóa dưới nhiệt độ này.
Khi bạn có một sinh vật đơn bào và làm lạnh nó cho đến khi nước đá hình thành trong môi trường bên ngoài, trong mọi trường hợp, chúng tôi nhìn vào các tế bào bị mất nước và sau đó được thủy tinh hóa trong khoảng từ -10 ° C đến -25 ° C. Không có trường hợp ngoại lệ, lời giải thích của Clarke.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi nguồn tài trợ từ NERC, Hội đồng nghiên cứu châu Âu và National de la Recherche Agronomique.
Qua hành tinh trái đất trực tuyến