Khoảng 5.000 con tardigrades – bọ gấu nước, và 128 mực con phát sáng (những sinh vật có khả năng sống trong môi trường khắc nghiệt) sẽ được đưa đến Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) trong khuôn khổ sứ mệnh tiếp tế hàng hóa cho tàu vũ trụ SpaceX. Vào ngày 3 tháng 6 tới đây, SpaceX sẽ phóng các sinh vật trên bằng tên lửa Falcon 9 từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Florida.
Tardigrades được nhà động vật học người Đức Johann August Ephraim Goeze mô tả lần đầu tiên vào năm 1773, ông gọi chúng là gấu nước nhỏ do cách chúng di chuyển gợi nhớ đến dáng đi của loài gấu. Vào năm 1777, nhà sinh vật học người Ý Lazzaro Spallanzani đặt tên cho chúng là Tardigrada, nghĩa là "động cơ bước chậm".
Với thân hình ngắn đầy đặn cùng bốn cặp chân mập mạp có móng vuốt, bọ gấu nước có chiều dài từ 0.3 đến 0.5 mm, loài lớn nhất có thể đạt tới 1.2 mm. Hầu hết tardigrades là loài ăn thực vật hoặc ăn vi khuẩn.
Được coi là “công dân toàn cầu”, chúng được tìm thấy ở khắp mọi nơi: trong sinh quyển Trái đất, từ đỉnh núi đến biển sâu và bùn núi lửa, từ rừng nhiệt đới đến Nam Cực. Khi ngâm một mẩu rêu trong nước, chúng ta có thể dễ dàng quan sát chúng dưới kính hiển vi.
Hóa thạch Tardigrade ở Bắc Mỹ cho thấy chúng đã xuất hiện từ kỷ Phấn trắng, cách đây 145 đến 66 triệu năm. Là một trong những sinh vật kiên cường nhất, Tardigrades đã sống sót sau nhiều lần tuyệt chủng trên địa cầu. Chúng có thể sống sót trong điều kiện khắc nghiệt: từ âm 200 độ C đến hơn 149 độ C, áp suất lớn, thiếu không khí, bức xạ, mất nước, và chết đói, v.v., những hoàn cảnh có thể giết chết các sinh vật khác.
Vào ngày 11 tháng 4 năm 2019, tàu vũ trụ Beresheet của Israel đã chở hàng nghìn bọ gấu trong tình trạng thiếu nước và đâm vào mặt trăng trong nỗ lực hạ cánh bất thành. Những con bọ gấu khi đó sở hữu một “siêu năng lực”, chúng co đầu và chân lại, đẩy nước ra khỏi cơ thể và thu nhỏ thành các quả bóng. Các nhà khoa học đã phát hiện rằng Tardigrades có thể hồi sinh từ trạng thái mất nước này sau 10 năm hoặc hơn. Sau sự cố, nhiều người nói đùa rằng bây giờ khi bạn nhìn lên mặt trăng, có thể vài nghìn bọ gấu nước đang nhìn lại bạn!
Chính những khả năng này khiến Tardigrades trở thành đối tượng nghiên cứu hữu ích trên ISS, nơi các phi hành gia hy vọng giải mã được gen giúp sinh vật thích nghi với môi trường căng thẳng cao.
-
- Hình ảnh hiển vi điện tử quét của Tardigrade. (Ảnh: Commons Wikimedia)
Thomas Boothby, trợ lý giáo sư sinh học phân tử tại Đại học Wyoming và là điều tra viên chính của thí nghiệm chia sẻ: "Tardigrades đã được chứng minh là có thể sống sót và sinh sản trong khi bay vào không gian, và thậm chí có thể tồn tại trong thời gian dài tiếp xúc với chân không của không gian vũ trụ".
Theo nghiên cứu của Boothby, các phi hành gia sẽ kiểm tra phân tử sinh học của Tardigrades để tìm kiếm dấu hiệu của bất kỳ sự thích nghi tức thời và lâu dài nào đối với cuộc sống ở quỹ đạo Trái đất thấp, môi trường khắc nghiệt không trọng lực và nhiều bức xạ. Ông hy vọng rằng thông tin thu thập từ các sinh vật nhỏ bé, hiện trong trạng thái chuẩn bị được rã đông, sẽ đem đến hiểu biết quan trọng về liệu pháp bảo vệ sức khỏe cho các phi hành gia trong các nhiệm vụ không gian kéo dài.
Một thí nghiệm riêng biệt và song song cũng bao gồm đem mực con phát sáng (tên khoa học là Euprymna scolopes ) lên Trạm Vũ Trụ Quốc Tế. Những con mực dài 3 mm có thể tạo ra ánh sáng nhờ vi khuẩn phát quang sinh học. Khi mới sinh ra, những con mực không hề có vi khuẩn, sau đó chúng có được từ đại dương xung quanh.
Các nhà nghiên cứu lên kế hoạch bổ sung vi khuẩn vào mực ngay khi chúng được rã đông tại ISS. Họ có thể quan sát mực thiết lập mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn, và xem xét vi khuẩn có lợi tương tác với mô động vật trong không gian như thế nào.
Jamie Foster, nhà vi sinh vật học tại Đại học Florida cũng là điều tra viên chính của thí nghiệm Hiểu biết về Vi Trọng lực đối với sự tương tác giữa động vật và vi sinh vật (UMAMI) chia sẻ: "Nhờ vi khuẩn có lợi, con người và các loài động vật mới có thể duy trì hệ tiêu hóa và miễn dịch khỏe mạnh.”
Bằng cách nghiên cứu các phân tử được tạo ra trong quá trình này, các nhà nghiên cứu có thể xác định loài mực đã bật và tắt gen nào để đạt được kỳ tích trong không gian. Hiểu biết này sẽ giúp con người chăm sóc tốt hơn vi sinh vật trong hệ thống miễn dịch và đường ruột trong các hành trình không gian xa xôi.
Nguyễn Hảo
