Các nhà khoa học đã nghiên cứu những vi khuẩn có thể tồn tại ở một trong những nơi khắc nghiệt nhất trên Trái đất: một hồ nước nóng, độc, có tính axit trong miệng núi lửa tại Costa Rica. Cách những vi khuẩn ưa nhiệt cực đoan này thích nghi với môi trường “địa ngục” của chúng có thể cho chúng ta một góc nhìn về việc liệu đã có loại vi khuẩn nào từng sống trên sao Hỏa khi hành tinh này trẻ hơn, ẩm ướt và nhiều núi lửa hơn như thế nào, Science Alert đưa tin.

"Một trong những phát hiện quan trọng của chúng tôi là bên trong hồ núi lửa cực đoan này có một số loại vi sinh vật, nhưng lại có vô số cách tiềm năng để chúng tồn tại. Chúng tôi tin rằng chúng làm được điều này bằng cách sống sót trên rìa hồ khi các vụ phun trào đang xảy ra", nhà sinh vật học Justin Wang từ Đại học Colorado Boulder cho biết.

Hồ nước này được biết đến với cái tên Laguna Caliente (nghĩa đen là "hồ nước nóng") và nó nằm trong miệng núi lửa của Núi lửa Poás đang hoạt động ở Costa Rica. Đây là một trong những hồ có tính axit cao nhất trên thế giới, với một lớp lưu huỳnh lỏng trôi dọc dưới đáy, và thường tạo ra những trận mưa và sương mù có tính axit cục bộ. Ngoài ra, nước tại đây còn chứa nhiều kim loại độc hại, khó có thể tưởng tượng được cuộc sống của những sinh vật ở đây.

Vào năm 2013, một nhóm nghiên cứu do Đại học Colorado Boulder dẫn đầu đã phát hiện ra một loài vi khuẩn duy nhất đang sống sót trong hồ, thuộc chi Acidiphilium. Chúng được tìm thấy sống trong môi trường axit và có một số mã gen hỗ trợ kiểu sống này.

Sau khi núi lửa phun trào vào năm 2017, các nhà nghiên cứu đã quay lại lấy mẫu từ hồ, bao gồm các cục lưu huỳnh và trầm tích dưới đáy hồ, rồi đưa chúng vào giải trình tự gen để xác định bất kỳ sinh vật nào có thể ẩn náu trong đó. Đáng ngạc nhiên là không chỉ Acidiphilium mà còn có một số lượng nhỏ các loài vi sinh vật khác đang tồn tại ở đây.

Acidiphilium là loài chiếm ưu thế sống trong hồ, nhưng tất cả các loài khác đều có khả năng thích nghi sinh tồn đáng kể. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng những vi khuẩn này có các gen với khả năng kháng axit, cũng như các gen chịu nhiệt - cực kỳ quan trọng khi sống trong môi trường có thể đạt đến nhiệt độ sôi.

Ngoài ra, các sinh vật này có rất nhiều gen cho phép chúng chuyển hóa các chất độc khác nhau. Những chất này bao gồm lưu huỳnh, sắt và asen. Chúng cũng có gen cho phép chuyển đổi cacbon thành các hợp chất hữu cơ.

Môi trường thủy nhiệt ngày càng được các nhà thiên văn học quan tâm. Các sinh vật cố gắng phát triển ở những nơi khắc nghiệt này thường không dựa vào ánh sáng mặt trời để tồn tại, mà khai thác các phản ứng hóa học để tạo ra năng lượng. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học có thể cung cấp chất tương tự cho các hệ sinh thái có thể được tìm thấy ở các vị trí khác xa Mặt trời, chẳng hạn như các mặt trăng của sao Thổ và sao Mộc.

Nhưng các nhà khoa học cũng tin rằng sự sống trên Trái đất có thể đã bắt đầu trong môi trường thủy nhiệt vì nó giữ tất cả các thành phần cần thiết cho sự sống an toàn trước bức xạ cực tím khắc nghiệt của Mặt trời trẻ. Có lẽ khi sao Hỏa trẻ, ẩm ướt và nhiều núi lửa hoạt động hơn, các môi trường thủy nhiệt ở đó cũng có thể khơi dậy sự sống.

“Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp một khuôn khổ cho việc 'sự sống Trái đất' có thể tồn tại trong môi trường thủy nhiệt trên sao Hỏa. Nhưng liệu sự sống có từng tồn tại trên sao Hỏa hay không và nó có giống với các vi sinh vật mà chúng ta có ở đây hay không vẫn là một câu hỏi lớn. Chúng tôi hy vọng rằng nghiên cứu của chúng tôi sẽ khiến nhiều người ưu tiên tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống trong những môi trường này, ông Wang nói.

Có những nơi trên Trái đất có thể cho chúng ta thấy sự sống có thể tồn tại trên sao Hỏa như thế nào, nếu chúng từng tồn tại vào một thời điểm nào đó trong suốt lịch sử 4,5 tỉ năm của hành tinh đỏ.