Cổ khuẩn (Archaea) là một trong ba miền sự sống của sinh vật trên Trái Đất bên cạnh vi khuẩn và sinh vật nhân thực. Trong thời gian dài, con người từng nghĩ chúng chỉ là một dạng vi khuẩn đặc biệt. Thế nhưng, đến cuối thế kỷ 20, các nhà khoa học phát hiện cổ khuẩn thực sự khác biệt sâu sắc về mặt di truyền và sinh hóa, đến mức phải xếp chúng vào một “nhánh sự sống” riêng biệt.

Ảnh: Wikimedia Commons.

Điều khiến cổ khuẩn nổi tiếng là khả năng sống trong những môi trường cực đoan mà phần lớn sinh vật khác khó tồn tại. Một số loài sống trong suối nước nóng có nhiệt độ gần điểm sôi, nơi nước chứa đầy lưu huỳnh và axit. Có loài tồn tại dưới đáy đại dương quanh các miệng phun thủy nhiệt sâu hàng kilomet, nơi áp suất khủng khiếp và hoàn toàn không có ánh sáng Mặt Trời. Thậm chí, một số cổ khuẩn còn thích nghi với hồ muối đậm đặc đến mức nước có màu đỏ tím như ngoài hành tinh.

Ảnh: frontiersin.

Chính vì vậy, khi các nhà khoa học tìm kiếm khả năng tồn tại của sự sống ngoài Trái Đất, cổ khuẩn thường được xem là “ứng viên mô phỏng”. Nếu sinh vật có thể sống trong điều kiện khắc nghiệt trên Trái Đất, biết đâu những dạng sống tương tự cũng tồn tại trên Sao Hỏa hay các mặt trăng băng giá như Europa.

Ảnh: frontiersin.

Một điều thú vị là dù thường được nhắc đến như sinh vật “cực đoan”, nhiều cổ khuẩn thực ra đang sống rất gần con người. Trong ruột bò và nhiều động vật nhai lại có các cổ khuẩn tạo khí methane trong quá trình tiêu hóa. Một số cổ khuẩn khác tồn tại trong đại dương, đất hoặc thậm chí trên da người. Chúng âm thầm tham gia vào chu trình carbon và nitơ toàn cầu, ảnh hưởng tới cả khí hậu Trái Đất.

Cổ khuẩn cũng sở hữu nhiều đặc điểm sinh học kỳ lạ. Màng tế bào của chúng được cấu tạo theo cách khác hoàn toàn so với vi khuẩn và sinh vật nhân thực, giúp chúng bền vững trong điều kiện khắc nghiệt. Ngoài ra, bộ máy sao chép DNA của cổ khuẩn lại có nhiều điểm giống sinh vật nhân thực hơn là vi khuẩn. Điều này khiến các nhà khoa học cho rằng tổ tiên xa xưa của động vật, thực vật và con người có thể từng có quan hệ tiến hóa gần gũi với cổ khuẩn hơn ta tưởng.

Ngày nay, nghiên cứu cổ khuẩn không chỉ giúp hiểu thêm về nguồn gốc sự sống mà còn mang lại ứng dụng thực tế. Các enzyme chịu nhiệt từ cổ khuẩn được dùng trong công nghệ sinh học và xét nghiệm DNA hiện đại. Một số nhà khoa học thậm chí hy vọng chúng có thể giúp phát triển công nghệ xử lý chất thải hoặc sản xuất năng lượng sinh học trong tương lai.

Dù vô hình với mắt thường, cổ khuẩn lại là minh chứng đáng kinh ngạc rằng sự sống trên Trái Đất đa dạng hơn rất nhiều so với những gì con người từng tưởng tượng.