Điều đặc biệt là những vi khuẩn này đã bị cô lập trong hàng tỷ năm, dài hơn bất kỳ cộng đồng vi khuẩn nào từng được biết đến dưới lòng đất.
Tế bào vi khuẩn được tô sáng bằng thuốc nhuộm màu xanh lá cây trong mẫu đá. (Nguồn: Microbial Ecology)
Phát hiện này đã phá vỡ kỷ lục trước đó về tuổi thọ của vi khuẩn dưới lòng đất, vốn chỉ mới đạt 100 triệu năm. Nhà vi sinh vật địa chất Yohey Suzuki, Đại học Tokyo cho biết: "Đây thực sự là một khám phá cực kỳ thú vị".
Một điều đáng chú ý là, do bị cô lập trong môi trường khép kín, các vi khuẩn này tiến hóa chậm hơn đáng kể so với những loài sống trong môi trường đông đúc. Điều này cho thấy việc nghiên cứu chúng có thể giúp con người hiểu sâu hơn về quá trình tiến hóa vi khuẩn trên Trái Đất. Hơn nữa, phát hiện này cũng mở ra khả năng rằng vi khuẩn có thể tồn tại sâu dưới lòng đất trên sao Hỏa, ngay cả khi bề mặt hành tinh này đã khô cạn từ lâu.
Ông Suzuki cho biết: "Chúng tôi vẫn chưa chắc chắn liệu những tảng đá 2 tỷ năm tuổi này có thể duy trì sự sống hay không. Tuy nhiên, việc nghiên cứu DNA và bộ gen của những vi khuẩn này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự sống trong thời kỳ đầu của Trái Đất".
Mẫu đá được các nhà khoa học lấy từ độ sâu 15 mét dưới lòng đất, thuộc phức hợp đá Bushveld ở đông bắc Nam Phi. Khối đá khổng lồ này, với diện tích lên tới 66.000 km2, được hình thành từ magma nóng chảy khoảng 2 tỷ năm trước. Ông Suzuki cùng nhóm nghiên cứu cho rằng, quá trình hình thành và tiến hóa chậm của khối đá có thể đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự sống kéo dài của vi khuẩn.
Để nghiên cứu, họ đã khoan và lấy mẫu lõi dài 30 cm từ bên trong khối đá và kiểm tra sự hiện diện của vi khuẩn. Trước tiên, nhóm phải đảm bảo rằng vi khuẩn tìm thấy là bản địa, không phải do quá trình khoan gây nhiễm. Họ đã phát triển một kỹ thuật đặc biệt để khử trùng bề mặt mẫu và cắt chúng thành từng lát để kiểm tra.
Các nhà khoa học đã sử dụng thuốc nhuộm cyanine để phát hiện DNA - nếu có DNA, mẫu sẽ phát sáng khi chiếu tia hồng ngoại. Kết quả cho thấy các mẫu đã phát sáng, chứng tỏ sự hiện diện của vi khuẩn. Những mẫu này còn chứa đất sét, giúp cung cấp dưỡng chất và "khóa chặt" vi khuẩn bên trong, ngăn chặn bất kỳ yếu tố ngoại lai nào, kể cả từ dung dịch khoan.
Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục phân tích chi tiết DNA của cộng đồng vi khuẩn này để xác định liệu chúng có thay đổi trong 2 tỷ năm qua hay không. Đồng thời, họ dự định lấy thêm mẫu từ Phức hợp Bushveld để có cái nhìn sâu sắc hơn về lịch sử tiến hóa của sự sống trên Trái Đất.
Khám phá này mở ra khả năng tìm thấy sự sống trên các hành tinh khác. Ông Suzuki nhấn mạnh: "Tôi rất hứng thú với việc tìm kiếm vi khuẩn dưới lòng đất không chỉ trên Trái Đất mà còn trên các hành tinh khác. Tàu thám hiểm Perseverance của NASA hiện đang thu thập những mẫu đá có độ tuổi tương tự trên sao Hỏa. Nếu chúng ta tìm thấy sự sống vi khuẩn trong những mẫu đá từ Trái Đất cách đây 2 tỷ năm, tôi rất kỳ vọng vào những gì chúng ta có thể phát hiện trên sao Hỏa".
