Khoa học ma quái về cách bào tử bất tử

[ad_1]

Cài Win online

Đây là một ma quái câu hỏi hóc búa: Bào tử sống hay chết?

Gürol Süel, một nhà sinh vật học tại Đại học California, San Diego, sẽ không đổ lỗi cho bạn nếu bạn bỏ phiếu cho người chết: “Không có gì để phát hiện: không có nhịp tim, không có biểu hiện gen. Không có gì xảy ra, ”anh ta nói.

Nhưng một bào tử thực sự có thể chỉ ở trạng thái ngủ đông – trong trạng thái hoạt hình lơ lửng sâu có nghĩa là tồn tại lâu hơn trong các điều kiện khắc nghiệt có thể tồn tại hàng triệu năm, cho đến ngày bào tử “thức dậy”, giống như thây ma, sẵn sàng phát triển. Trong nhiều năm, những câu hỏi về việc làm thế nào bào tử biết khi nào sẽ phục hồi và cách chúng thực sự làm điều đó, vẫn là những câu hỏi còn bỏ ngỏ. Một tờ báo mới trong Khoa học bởi nhóm của Süel đã giúp điền vào những chỗ trống đó — và câu trả lời có thể phân chia mọi thứ từ việc tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác đến các phương pháp chống lại các bào tử nguy hiểm, chẳng hạn như những bào tử gây bệnh do thực phẩm.

Bào tử thường là các tế bào đơn lẻ với các phần tử nội được xếp chặt chẽ có thể tạo ra các sinh vật mới. Trong khi nhiều loài thực vật tạo ra chúng để phát tán hạt giống của chúng, vi khuẩn cũng có thể hình thành bào tử trong thời gian nhiệt độ khắc nghiệt, khô hạn hoặc thiếu chất dinh dưỡng. Tế bào bào tử sau đó về cơ bản sẽ ngủ đông trong thời gian khó khăn.

Nhóm của Süel đã bị hấp dẫn bởi khái niệm về một tế bào “gần như chết” hồi sinh khi môi trường xung quanh trở nên thuận lợi hơn cho sự tồn tại. Süel nói: “Rõ ràng là làm thế nào để các bào tử sống lại nếu bạn đổ nhiều thứ tốt lên chúng,” như một lượng lớn chất dinh dưỡng. Tương tự như vậy, khi môi trường cực kỳ khắc nghiệt (ví dụ, nếu không có nước), bào tử sẽ không thể nảy mầm. Nhưng hầu hết các môi trường, nhóm nghiên cứu nhận ra, không phải là hai màu đen và trắng. Ví dụ: các tín hiệu “tốt”, như sự hiện diện của chất dinh dưỡng L-alanin, có thể xuất hiện không liên tục, sau đó biến mất. Liệu một bào tử ngủ gật có thể cảm nhận và xử lý một gợi ý tinh tế như vậy không?

Đọc chính xác môi trường xung quanh nó là điều quan trọng đối với bào tử, vì sẽ lãng phí nếu tiêu hao năng lượng cần thiết để thức dậy và nảy mầm trong một môi trường không thân thiện. Điều đó có thể cản trở sự phát triển thành công, hoặc thậm chí dẫn đến tử vong. Kaito Kikuchi, một sinh viên trước đây trong phòng thí nghiệm của Süel và là đồng tác giả nghiên cứu, nói: “Bạn cần phải trở lại cuộc sống với thời điểm tốt đẹp, bởi vì nếu không bạn sẽ vứt bỏ ký túc xá đẹp đẽ của mình. “Bạn muốn đảm bảo rằng bạn đang vứt bỏ các biện pháp bảo vệ của mình khi và chỉ khi nào, môi trường đủ tốt.”

Đầu tiên, các nhà khoa học cần xác định các quá trình sinh học nào mà bào tử có thể sử dụng khi chúng vẫn đang ngủ đông. Các quá trình này không thể sử dụng ATP (adenosine triphosphate, hoặc năng lượng tế bào) hoặc dựa vào sự trao đổi chất của tế bào (ví dụ, phân hủy đường), vì các cơ chế đó bị tắt trong thời gian ngủ.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết, có một phương pháp thay thế: Các bào tử có thể cảm nhận được những thay đổi tích lũy nhỏ trong môi trường của chúng, cho đến khi có đủ tín hiệu để kích hoạt một loại báo thức. Cơ chế gây ra những thay đổi này sẽ là sự di chuyển của các ion ra khỏi tế bào – cụ thể là các ion kali.

Những chuyển động này có thể được kích hoạt bởi các tín hiệu môi trường tích cực, như sự hiện diện của các chất dinh dưỡng. Khi các ion di chuyển ra khỏi tế bào nhờ sự vận chuyển thụ động, chúng tạo ra sự khác biệt về nồng độ kali bên trong so với bên ngoài tế bào. Sự chênh lệch nồng độ này cho phép bào tử tích trữ năng lượng tiềm tàng. Theo thời gian, khi bào tử tiếp tục cảm nhận được nhiều tín hiệu tích cực hơn, nhiều ion hơn sẽ di chuyển ra khỏi tế bào. Điều này cũng sẽ tạo ra sự sụt giảm tương ứng về mức độ kali khi các ion thoát ra. Cuối cùng, hàm lượng kali trong bào tử sẽ giảm xuống một ngưỡng nhất định, báo hiệu rằng tế bào thức dậy là an toàn. Điều đó sẽ kích hoạt sự tái sinh và nảy mầm.

Nói cách khác, Süel nói, bào tử về cơ bản hoạt động tương tự như một tụ điện, hoặc một thiết bị chứa năng lượng điện. Ông nói: “Tụ điện về cơ bản là một chất cách điện phân tách gradient nồng độ của các điện tích. “Bạn thực sự có thể lưu trữ rất nhiều năng lượng theo cách này, bởi vì màng tế bào rất mỏng.”

cài đặt phần mềm online
[ad_2]