Những sinh vật kỳ diệu sống ở Bắc Cực: Sống trong bóng tối gần như hoàn toàn

Một nhóm các nhà khoa học, tìm cách xác định lượng ánh sáng tối thiểu mà thực vật cần để tồn tại, đã nhốt thuyền của họ trong băng Bắc Cực trong suốt một năm. Dữ liệu họ thu thập được cho thấy một số loài có thể quang hợp ở mức thấp hơn nhiều so với bất kỳ mức nào từng thấy trước đây.

Các nhà khoa học từ lâu đã tính toán lượng ánh sáng mặt trời tối thiểu lý thuyết cần thiết cho quá trình hóa học duy trì sự sống trên Trái đất, nhưng chưa từng thấy loài nào đạt đến ngưỡng đó—cho đến bây giờ. Khám phá này có nghĩa là sự sống có thể tồn tại ở những phần của đại dương trước đây được coi là không thể tiếp cận.

Clara Hoppe, một nhà khoa học về địa chất biển tại Viện Alfred Wegener, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, cho biết: “Thật ấn tượng khi thấy tảo có thể sử dụng hiệu quả lượng ánh sáng thấp như vậy”. tuyên bố. “Điều này một lần nữa cho thấy khả năng thích nghi của sinh vật với môi trường của chúng tốt như thế nào.”

Để tìm hiểu thêm về lượng ánh sáng nhỏ cần thiết cho quá trình quang hợp, Hoppe và các đồng nghiệp của bà đã đậu một tàu nghiên cứu có tên là RV chim cánh cụt trong băng Bắc Cực trong một năm trọn vẹn, bắt đầu từ tháng 9 năm 2019. Nhóm nghiên cứu ở lại trên tàu, và cũng ở trong những chiếc lều dựng gần đó, khi con tàu trôi theo băng. Trong thời gian đó, họ đã đo lường sản lượng carbon, là kết quả của quá trình quang hợp và mức độ ánh sáng trong băng và nước.

https://gizmodo.com/app/uploads/2024/09/arctic-ice-photosynthesis-study-300x169.jpg 300w, https://gizmodo.com/app/uploads/2024/09/arctic-ice-photosynthesis-study-1024x576.jpg 1024w, https://gizmodo.com/app/uploads/2024/09/arctic-ice-photosynthesis-study-768x432.jpg 768w, https://gizmodo.com/app/uploads/2024/09/arctic-ice-photosynthesis-study-512x288.jpg 512w, https://gizmodo.com/app/uploads/2024/09/arctic-ice-photosynthesis-study-680x383.jpg 680w, https://gizmodo.com/app/uploads/2024/09/arctic-ice-photosynthesis-study-896x504.jpg 896w" sizes="(max-width: 1023px) calc(100vw - 2rem), (max-width: 1279px) calc(100vw - 26rem), 680px"/>

Trong kết quả học, được xuất bản trong Truyền thông thiên nhiênHoppe và nhóm của bà chỉ ra rằng quang hợp dựa trên đại dương chỉ có thể xảy ra ở phần trên cùng của nước, nơi ánh sáng mặt trời vẫn có thể chiếu tới. Phần thấp nhất của vùng đó chỉ nhận được 1% ánh sáng mặt trời trên bề mặt, nhưng nghiên cứu trước đây đã xác định rằng, ít nhất là về mặt lý thuyết, quang hợp vẫn có thể xảy ra với ít ánh sáng hơn. Tuy nhiên, ngay cả hầu hết các loài tảo băng, đã thích nghi với điều kiện ánh sáng yếu, cũng có nhu cầu vượt quá ngưỡng đó.

Trong đêm cực, một khoảng thời gian kéo dài hàng tháng khi Mặt trời không bao giờ chiếu sáng gần Bắc Cực, thực vật phù du và tảo không tạo ra bất kỳ carbon nào, cho thấy quá trình quang hợp không diễn ra. Điều đó đã được dự đoán, nhưng điều đáng ngạc nhiên là mọi thứ đã trở lại cuộc sống nhanh như thế nào. Các loài thực vật đã nở hoa vào giữa tháng 3, khi mức độ ánh sáng vẫn còn cực kỳ thấp ở Bắc Cực. Ngay cả các sinh vật nằm ngay dưới lớp băng phủ tuyết, nơi chỉ một vài photon có thể xuyên qua, cũng có thể bắt đầu phát triển. Mức độ ánh sáng thấp đến mức chúng đo được khoảng một phần trăm nghìn phần trăm ánh sáng mặt trời mà con người trải qua vào một ngày nắng trên bề mặt.

Trong khi nghiên cứu tập trung vào một khu vực cụ thể của Bắc Cực, Hoppe cho biết kết quả cho phép đưa ra giả định rằng các sinh vật đã thích nghi với điều kiện ánh sáng yếu ở các khu vực khác của đại dương trên thế giới. Điều đó có nghĩa là oxy và thức ăn cho cá ở những khu vực trước đây được cho là không thể sinh sống được.

Mặc dù được phát hiện vào thế kỷ 17, các nhà khoa học vẫn đang khám phá về bản chất của quá trình quang hợp. Oxy là sản phẩm phụ của quá trình này; như bất kỳ ai đã từng nín thở đều có thể nói với bạn, nguyên tố đó có phần quan trọng đối với con người để không chết. Vì quang hợp đóng vai trò quan trọng trong cách thực vật loại bỏ carbon khỏi khí quyển, nên việc hiểu được quá trình cơ bản này của sự sống trên Trái đất ngày càng trở nên quan trọng.