Pando, sinh vật sống lớn nhất Trái đất, có thể 80.000 năm tuổi

Một bộ sưu tập hơn 40.000 cây ở vùng nông thôn Utah là quần thể sinh vật đơn lẻ lớn nhất thế giới, tất cả đều có nguồn gốc từ một cây con duy nhất. Nhưng đó không phải là tất cả: Theo một nhóm các nhà nghiên cứu, khu rừng – được gọi chung là Pando – cũng có thể là sinh vật sống lâu đời nhất trên thế giới.

Mặc dù bao gồm hơn 40.000 cây riêng lẻ, Pando là một sinh vật duy nhất có nguồn gốc từ một hạt giống duy nhất. Tuy nhiên, chính xác thời điểm hạt giống đó nảy mầm vẫn còn lơ lửng trong không khí. Theo một nhóm ước tính gần đây về tuổi của sinh vật này, Pando có độ tuổi từ 16.000 đến 80.000 năm. Nói cách khác, vào khoảng thời gian giữa các sông băng rút khỏi Manhattan và lần cuối cùng sao chổi Tsuchinshan-ATLAS đi qua bầu trời Trái đất, một cây con ở nơi sau này trở thành Utah đã bắt đầu hình thành Pando. Nghiên cứu của nhóm về Pando vẫn chưa được bình duyệt và được lưu trữ trên máy chủ in sẵn bioRxiv.

Theo Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ, khu rừng tạo nên Pando là sinh vật lớn nhất, dày đặc nhất từng được biết đến, nặng gần 13 triệu bảng Anh (5,9 triệu kg) và bao phủ 106 mẫu Anh (43 ha). Dựa trên nghiên cứu gần đây, Pando có thể đã 40.000 năm tuổi khi người Neanderthal biến mất khỏi hồ sơ hóa thạch khoảng 40.000 năm trước.

Rozenn Pineau, nhà nghiên cứu tại Đại học Chicago và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong email gửi Gizmodo: “Chúng tôi đã nghiên cứu một sinh vật rất mang tính biểu tượng, kích thước của nó khiến chúng tôi băn khoăn về sự tiến hóa của nó theo thời gian và không gian”. “Chúng tôi mong đợi những cây ở gần nhau trong không gian sẽ có quan hệ chặt chẽ hơn về mặt di truyền. Chúng tôi nhận thấy đúng như vậy nhưng ở mức độ thấp hơn nhiều so với những gì chúng tôi mong đợi”.

Để ước tính tuổi của bản sao, nhóm nghiên cứu đã giải mã trình tự di truyền của hơn 500 mẫu từ Pando và các nước láng giềng. Nhóm nghiên cứu đã lấy mẫu nhiều loại mô cây bao gồm lá, rễ và vỏ cây, rồi phân loại các đột biến soma của dòng vô tính từ đột biến dòng mầm. Đột biến dòng mầm xảy ra trong tế bào sinh sản của cha mẹ và được di truyền, trong khi đột biến soma là những thay đổi đối với DNA xảy ra sau khi thụ thai tế bào. Những đột biến ngẫu nhiên này xảy ra trong suốt cuộc đời của sinh vật và tốc độ của những đột biến này cho phép nhóm nghiên cứu tính toán tuổi gần đúng của khu rừng.

Nhóm nghiên cứu viết trong bài báo: “Các sinh vật sinh sản vô tính cũng có thể đạt được tuổi thọ cực kỳ dài, khiến đột biến soma trở thành một cơ chế quan trọng tạo ra biến thể di truyền cho quá trình tiến hóa theo thuyết Darwin bằng chọn lọc tự nhiên”. “Tuy nhiên, người ta biết rất ít về tỷ lệ đột biến nội sinh vật và quỹ đạo tiến hóa ở các loài sống lâu.”

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các mô hình phát sinh gen mô tả cách đột biến được đưa vào bản sao Pando theo thời gian, từ đó xác định độ tuổi của chúng cho khu rừng cổ xưa. Nhóm nghiên cứu đã xác định tuổi của Pando ở đâu đó trong khoảng từ 16.000 đến 80.000 năm—một phạm vi rộng phải thừa nhận, mặc dù điều đó được chứng thực bởi sự hiện diện của phấn hoa dương trong các mẫu trầm tích lấy từ Hồ Cá gần đó.

Nhóm nghiên cứu viết trong bài báo: “Mặc dù sự lan rộng của rễ bị hạn chế về mặt không gian, nhưng chúng tôi chỉ quan sát thấy mối tương quan tích cực khiêm tốn giữa khoảng cách di truyền và không gian, cho thấy sự hiện diện của một cơ chế ngăn chặn sự tích tụ và lan rộng của các đột biến giữa các đơn vị”. Nói cách khác, mặc dù rễ của Pando bị hạn chế về khả năng lây lan nhưng cấu trúc di truyền của nó lại đồng nhất một cách đáng kinh ngạc. Các nhà nghiên cứu cho rằng một số quá trình chưa biết dường như đang hạn chế các đột biến tích tụ khắp khu rừng.

“Để tính đến sự không chắc chắn trong bước gọi đột biến, chúng tôi đã khám phá ba tình huống và đây là lý do tại sao phạm vi của chúng tôi dành cho độ tuổi rất rộng,” Pineau nói thêm. “Rất có thể sẽ có một cửa sổ hẹp hơn. Thật vậy, các đồng nghiệp tại UC Berkeley hiện đang nỗ lực thu thập dữ liệu di truyền có độ phân giải cao hơn để giúp thu hẹp khoảng thời gian này.”

Theo Sở Lâm nghiệp, Pando đang suy giảm do bị các loài động vật móng guốc bao gồm cả hươu săn lùng, cũng như các cuộc tấn công từ bọ vỏ cây và bệnh tật. Những người kiểm lâm đang làm việc để khuyến khích Pando mọc lên những cây mới, kẻo kỳ quan sống cổ xưa này sẽ đi theo con đường của dodo. Hoặc tê giác len. Hoặc voi ma mút. Hoặc bất kỳ loài nào khác tồn tại cùng với Pando, nhưng không thể tồn tại lâu hơn nó.