Cây sự sống, mô tả cách cuộc sống phát triển và đa dạng trên hành tinh, đang trở nên phức tạp hơn rất nhiều.
Khi bạn hình dung cây sự sống, có lẽ bạn tưởng tượng một cái gì đó như thế này:
Hình: cafepress.com
Nhưng, hóa ra, cây sự sống, mô tả cách cuộc sống phát triển và đa dạng trên hành tinh, đang trở nên phức tạp hơn rất nhiều.
Trong 15 năm qua, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra hơn 1.000 loại vi khuẩn và Archaea mới - vi sinh vật một tế bào khác biệt về mặt di truyền với vi khuẩn - ẩn nấp trong các ngóc ngách của Trái đất. Các nhà nghiên cứu tại Đại học California Berkeley đã đánh giá lại cây để giải thích cho các dạng sống mới siêu nhỏ này. Đây là phiên bản của họ:
Đây là một cái nhìn mới và mở rộng về cây sự sống, với các cụm vi khuẩn (trái), vi khuẩn không thể phát hiện được gọi là 'bức xạ phyla ứng cử viên' (ở giữa, màu tím) và, ở phía dưới bên phải, Archaea và eukaryote (màu xanh lá cây), bao gồm cả con người . Tín dụng hình ảnh: Đồ họa của Zosia Rostomian, Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley
Cây mới, được công bố trực tuyến ngày 11 tháng 4 năm 2016 trên tạp chí Vi sinh vật tự nhiên, củng cố một lần nữa rằng cuộc sống mà chúng ta thấy xung quanh chúng ta - thực vật, động vật, con người và những người được gọi là sinh vật nhân chuẩn khác - chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong đa dạng sinh học thế giới.
Phần lớn sự đa dạng vi sinh vật này vẫn được giấu kín cho đến khi cuộc cách mạng bộ gen cho phép các nhà nghiên cứu tìm kiếm trực tiếp bộ gen của chúng trong môi trường, thay vì cố gắng nuôi cấy chúng trong đĩa thí nghiệm. Nhiều vi khuẩn không thể được phân lập và nuôi cấy vì chúng không thể tự sống: chúng phải cầu xin, mượn hoặc ăn cắp những thứ từ động vật hoặc vi khuẩn khác, như ký sinh trùng, sinh vật cộng sinh hoặc xác thối.
Dòng dõi vi khuẩn mới đã được tìm thấy ở nhiều địa điểm khác nhau, từ giếng nước lấp lánh đến miệng cá heo. Tất cả đã giúp mở rộng cây sự sống. Cắt dán bởi Laura Hug.
Các nhà nghiên cứu, bao gồm một suối nước nóng ở Công viên Quốc gia Yellowstone, một căn hộ muối ở sa mạc Atacama của Chile, trầm tích trên cạn và đất ngập nước, một mạch nước phun lấp lánh, đất đồng cỏ và bên trong miệng của một con cá heo. Tất cả những sinh vật mới được công nhận này chỉ được biết đến từ bộ gen của chúng.
Laura Hug là tác giả đầu tiên của nghiên cứu. Cô ấy nói:
Điều thực sự rõ ràng trên cây là rất nhiều sự đa dạng đến từ dòng dõi mà chúng ta thực sự chỉ có trình tự bộ gen. Chúng ta không có quyền truy cập trong phòng thí nghiệm, chúng ta chỉ có màu xanh và khả năng trao đổi chất từ trình tự bộ gen của chúng . Điều này nói lên, về cách chúng ta nghĩ về sự đa dạng của sự sống trên Trái đất và những gì chúng ta nghĩ rằng chúng ta biết về vi sinh.
Một khía cạnh nổi bật của cây sự sống mới là một nhóm vi khuẩn được mô tả là ứng cử viên bức xạ phyla bức xạ thành một nhánh rất lớn. Chỉ được công nhận gần đây và dường như chỉ bao gồm các vi khuẩn có lối sống cộng sinh, bức xạ phyla ứng cử viên hiện dường như chứa khoảng một nửa tất cả sự đa dạng tiến hóa của vi khuẩn.
Brett Baker, thuộc Đại học Texas, Austin, là đồng tác giả của bài báo. Baker nói:
Sự đa dạng đáng kinh ngạc này có nghĩa là có một số lượng lớn các sinh vật mà chúng ta mới bắt đầu khám phá hoạt động bên trong của nó có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về sinh học.
Charles Darwin lần đầu tiên phác họa một cây sự sống vào năm 1837 khi ông tìm cách cho thấy thực vật, động vật và vi khuẩn có liên quan với nhau như thế nào. Ý tưởng bắt nguồn từ thế kỷ 19, với các đầu cành cây đại diện cho sự sống trên Trái đất ngày nay, trong khi các nhánh kết nối chúng với thân cây ngụ ý mối quan hệ tiến hóa giữa các sinh vật này. Một nhánh phân chia thành hai nhánh gần ngọn cây ngụ ý rằng những sinh vật này có tổ tiên chung gần đây, trong khi một nhánh rẽ gần thân cây ngụ ý một sự phân chia tiến hóa trong quá khứ xa xôi.
Đối với bài báo mới, hơn một chục nhà nghiên cứu đã giải trình tự các loài vi sinh vật mới, tập hợp 1.011 bộ gen chưa được công bố trước đây để thêm vào trình tự bộ gen của các sinh vật đại diện cho các họ lớn của sự sống trên Trái đất.
Cây bao gồm 92 phyla vi khuẩn có tên, 26 phyla archaeal và tất cả năm nhóm siêu nhóm Eukaryotic. Dòng dõi chính được gán màu tùy ý và được đặt tên, với tên dòng dõi đặc trưng, in nghiêng. Lineages thiếu một đại diện biệt lập được làm nổi bật với tên không in nghiêng và các chấm đỏ. Để biết chi tiết về lấy mẫu taxon và suy luận cây, xem Phương pháp. Tên Tenericutes và Thermodesulfobacteria được đặt trong ngoặc để chỉ ra rằng các dòng này phân nhánh trong Firmicutes và Deltaproteobacteria, tương ứng. Các siêu nhóm sinh vật nhân chuẩn được ghi nhận, nhưng không được phân định rõ ràng do độ phân giải thấp của các dòng dõi này. Phyla CPR được chỉ định một màu vì chúng bao gồm hoàn toàn các sinh vật không có đại diện biệt lập và vẫn đang trong quá trình định nghĩa ở các mức phân loại thấp hơn.
Tóm lại: Một cây sự sống mới, được xuất bản trực tuyến vào ngày 11 tháng 4 năm 2016 trên tạp chí Vi sinh vật tự nhiên bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học California Berkeley, một lần nữa củng cố rằng cuộc sống mà chúng ta thấy xung quanh chúng ta - thực vật, động vật, con người - chiếm một tỷ lệ nhỏ trong đa dạng sinh học thế giới.