Các nhà khoa học đã phát hiện ADN từ các vi sinh vật cổ đại. Một số trong đó có niên đại khoảng 1 triệu năm trước, được phát hiện dưới đáy biển ở Nam Cực.

ADN cổ nhất

Loài người khó có thể biết được sự sống đã tồn tại bao lâu trên Trái đất. Để đi tìm lời giải, các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu và khám phá giải mã những bí ẩn của nhân loại. Vừa qua, các nhà khoa học đã đào được những đoạn ADN có niên đại từ một triệu năm trước. Nghiên cứu mới cho thấy, đây là ADN cổ nhất từng được phát hiện từ trầm tích dưới đáy biển.

Nghiên cứu được thực hiện bởi tiến sĩ Linda Armberecht và các cộng sự từ Viện nghiên cứu Biển và Nam Cực (IMAS), Trung tâm Sinh thái và đa dạng sinh học thuộc Trường Đại học Tasmania, Trung tâm ADN cổ đại Australia, Khoa Khoa học kỹ thuật và công nghệ Đại học Adelaide (Australia).

Các nhà khoa học đã tình cờ thu thập được những mẫu gen bất thường, được gọi là ADN cổ đại trầm tích hoặc ADN seda, dài tới 584 feet (178 mét) dưới đáy biển Scotia. Các mẫu này được phát hiện trong khuôn khổ cuộc khảo sát năm 2019 thuộc Chương trình Khám phá Đại dương Quốc tế ở Biển Scotia phía Bắc Nam Cực.

Biển Scotia là một trong những vùng biển khắc nghiệt nhất thế giới, ngay bên bờ lục địa Nam Cực, với phần lớn diện tích thuộc về Nam Băng Dương, một phần nhỏ nằm trên địa phận Đại Tây Dương.

Trong nghiên cứu mới, được công bố trực tuyến vào ngày 2/10 trên tạp chí Nature Communications, lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã phân tích các mẫu ADN seda. ADN được chiết xuất từ đáy đại dương đã trải qua một quy trình kiểm soát ô nhiễm toàn diện. Nhờ đó, đảm bảo rằng các dấu hiệu tuổi trong vật liệu là chính xác.

Nhóm nghiên cứu đã xem xét kỹ các mô hình trong những đoạn ADN được phục hồi. Nhờ đó, nhằm xác định chính xác tuổi của những đoạn ADN đó. Những mảnh vỡ lâu đời nhất có niên đại khoảng 1 triệu năm tuổi.

Trước đó, ADN seda lâu đời nhất, được tìm thấy bên trong lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực, có niên đại khoảng 650.000 năm trước. ADN seda từng được tìm thấy trong nhiều môi trường khác, dễ sống hơn, ví dụ trong các hang động trên cạn và bên dưới lớp băng vĩnh cửu của Bắc Cực.

“Các mảnh vỡ này là ADN seda biển được xác thực lâu đời nhất chúng tôi từng phát hiện cho đến nay”, tác giả chính của công trình – bà Linda Armbrecht, nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Biển và Nam Cực thuộc Trường Đại học Tasmania cho biết. Cũng theo bà Armbrecht, các mẫu đã được bảo quản đặc biệt tốt do nhiệt độ thấp, nồng độ oxy giảm và không có bức xạ UV.

Các nhà khoa học đã thu thập được những mẫu gen bất thường, được gọi là ADN dài tới 584 feet dưới đáy biển Scotia.

Nhìn về quá khứ và tương lai

Các nhà khoa học không rõ ADN seda lâu đời nhất thuộc về loài nào, mặc dù họ chắc chắn đó là từ sinh vật nhân chuẩn. Điều đó có nghĩa là nó đến từ động vật, thực vật hoặc nấm, thay vì vi khuẩn hoặc virus. Tuy nhiên, phần lớn các mẫu ADN thuộc về tảo cát. Đây là một loại thực vật phù du vẫn tồn tại trong các đại dương trên thế giới ngày nay. Chúng đồng thời là cơ sở của hầu hết các mạng lưới thức ăn biển.

Ghi chép ADN Seda từ biển Scotia cho thấy, có khả năng đã xảy ra sự bùng nổ trong khối lượng tảo cát cách đây khoảng 540.000 năm. Đây là khoảng thời gian Trái đất đang trải qua giai đoạn ấm lên tự nhiên. Các nhà nghiên cứu nhận định, vào thời điểm đó, lượng băng mất đi ở Nam Cực và nhiệt độ đại dương tăng cao có thể thúc đẩy sự phát triển, sinh sản nhanh chóng của tảo cát. Tất cả dữ liệu này giúp cung cấp thông tin tổng quan cho chúng ta về cách thế giới đã phát triển trong những khoảng thời gian rộng lớn.

Các nhà nghiên cứu cho biết, biến đổi khí hậu do con người gây ra có thể sẽ tạo ra những điều kiện tương tự. Điều bắt buộc là phải tìm hiểu thêm về cách các hệ sinh thái thay đổi trong thời kỳ ấm lên trước đó. Từ đó, hiểu rõ hơn về cách chúng sẽ thay đổi trong tương lai.

“Nam Cực là một trong những khu vực dễ bị tổn thương nhất đối với biến đổi khí hậu trên Trái đất. Vì vậy, việc nghiên cứu các phản ứng trong quá khứ và hiện tại của hệ sinh thái biển vùng cực này đối với biến đổi môi trường là một vấn đề cấp bách”, bà Armbrecht cho biết.

Theo nhà địa chất học Michael Weber từ Trường Đại học Bonn (Đức), đây là một thay đổi thú vị và quan trọng liên quan đến sự gia tăng mực nước biển nhanh chóng trên toàn thế giới. Trong khi đó, lượng băng ở Nam Cực bị mất đi do hiện tượng ấm lên tự nhiên.

Nghiên cứu mới nhất này là bằng chứng cho thấy, những kỹ thuật ADN seda có thể hữu ích trong việc tái tạo lại các hệ sinh thái qua hàng trăm nghìn năm. Nhờ đó, mang lại cho chúng ta một mức độ hiểu biết hoàn toàn mới về cách các đại dương đã thay đổi.

Các nhà khoa học đang dần cải thiện trong việc loại bỏ các đoạn ADN cổ đại này khỏi mặt đất. Đồng thời, loại bỏ yếu tố gây “nhiễu” và sự can thiệp của tất cả các ADN hiện đại tồn tại từ đó. Qua đó, giúp có được cái nhìn chân thực về quá khứ.