Các nhà nghiên cứu do Đại học Arizona dẫn đầu khảo sát quá trình diễn thế vi sinh sơ cấp trên các dòng dung nham mới tại núi lửa Fagradalsfjall, ở mũi tây nam Iceland. Núi lửa này phun trào ba lần giữa 2021 và 2023, và việc lấy mẫu sau mỗi lần phun đã tạo nên một bộ ba hiếm hoi để so sánh trong tự nhiên. Đội nghiên cứu lấy mẫu dung nham ngay trong vài giờ sau khi nó đông cứng, cùng với nước mưa, khí aerosol, đất và đá trong khu vực.
Nhóm trích xuất DNA từ các mẫu rồi dùng phân tích thống kê và phương pháp học máy để nhận diện các sinh vật và suy đoán nguồn gốc của chúng. Dung nham mới rất nghèo nước và chất hữu cơ, và ở nhiệt độ hơn 2,000 degrees Fahrenheit ban đầu gần như vô trùng; tuy vậy, các sinh vật đơn bào vẫn đến tương đối nhanh. Đa dạng sinh học tăng trong năm đầu nhưng "giảm mạnh" sau mùa đông đầu tiên, khi điều kiện khắc nghiệt chọn lọc một tập hợp nhỏ các loài có thể sống sót.
Phân tích mẫu hé lộ một mô hình nguồn gốc: những loài đến sớm phần lớn xuất phát từ đất và hạt aerosol lắng trên dung nham, trong khi sau thay đổi do mùa đông, nhiều vi sinh vật mới đến theo nước mưa. Tác giả lưu ý nước mưa không vô trùng, có thể mang vi sinh vật và đồng thời những vi sinh này đóng vai trò là nhân ngưng tụ mây. Nhóm nghiên cứu cho rằng kết quả có thể giúp đặt câu hỏi về cách núi lửa tạo ra điều kiện tạm thời có thể sống được trên các hành tinh như Sao Hỏa và về các dấu hiệu sinh học cần tìm.
Các đồng tác giả khác thuộc Đại học Arizona và Đại học Iceland tại Reykjavik. Kinh phí nghiên cứu đến từ nhiều nguồn, trong đó có National Science Foundation và Heising–Simons Foundation.
Từ khó
- diễn thế — thay đổi theo thời gian của cộng đồng sinh vật
- vi sinh — sinh vật rất nhỏ, thường chỉ thấy bằng kínhvi sinh vật
- dung nham — dung dịch nóng chảy từ núi lửa trên mặt đấtdòng dung nham, dòng dung nham mới
- đông cứng — quá trình chuyển từ lỏng sang rắn
- phân tích thống kê — phân tích dữ liệu để tìm mẫu và xu hướng
- học máy — kỹ thuật máy tính để dự đoán từ dữ liệuphương pháp học máy
- nhân ngưng tụ mây — hạt giúp nước mưa hoặc mây kết tụ
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Kết quả nghiên cứu gợi ý gì về khả năng tồn tại điều kiện có thể sống được tạm thời trên hành tinh như Sao Hỏa? Hãy nêu ý chính và lý do.
- Khi lấy mẫu dung nham ngay vài giờ sau khi nó đông cứng, những khó khăn an toàn hoặc kỹ thuật nào có thể gặp? Hãy nêu hai ví dụ.
- Phương pháp trích xuất DNA kết hợp phân tích thống kê và học máy giúp các nhà nghiên cứu xác định điều gì trong những mẫu này? Hãy giải thích ngắn
