Giáo sư Byron Adams và các đồng nghiệp thực hiện thí nghiệm trên đất Nam Cực.
 

Các nhà nghiên cứu đã mở khóa chiếc "hộp đen" về thế giới dưới lòng đất, là nơi ở của hàng tỷ các sinh vật cực nhỏ.

Việc hé nhìn lần đầu tiên vào bên trong lòng đất này có thể giải thích vì sao số lượng loài trong một hệ sinh thái thay đổi cách nó hoạt động.

"Các sinh vật sống trong đất làm tất cả những thứ quan trọng đối với chúng ta - chúng phân hủy và làm sạch chất thải và các hóa chất độc hại của chúng ta, làm sạch nước của chúng ta, chống xói mòn và cải tạo sự màu mỡ của đất," Byron Adams, giáo sư sinh học và đồng tác giả nghiên cứu cho biết. "Nhưng chúng ta biết rất ít về cách chúng làm điều này. Những thứ mà các loài cần để tồn tại? Các công việc khác mà chúng ta cần chúng làm là những việc gì?

Trong phân tích của mình, Adams và các đồng nghiệp lấy 16 mẫu đất từ ​​tất cả các vùng đến được trên thế giới, từ Nam Cực đến các khu vực rừng nhiệt đới, sau đó chiết xuất DNA của tất cả các sinh vật trong mỗi mẫu, và giải trình tự chúng.

Với thông tin về bộ gen của từng loại vi khuẩn trong đất, các nhà nghiên cứu đã nhìn thấy sinh vật nào làm cái gì, và vai trò chức năng của chúng thì phổ biến hay duy nhất.

"Mọi người nghĩ rằng một nắm bụi ở bất kỳ đâu trên thế giới cũng có lượng vi khuẩn giống nhau làm cùng những thứ gần giống như nhau," Adams cho biết. "Điều này không đúng. Chúng hoạt động rất khác nhau tùy theo môi trường. Và khi bạn có nhiều loài hơn thì bạn sẽ có nhiều chức năng hơn và khác biệt nhau.

Có một số loài khác nhau cùng làm những công việc tương tự có nghĩa là, nếu một loài bị tuyệt chủng thì những loài khác có thể thay thế. Ngược lại, trong các hệ sinh thái giống như sa mạc, nơi có vài loài và thậm chí ít công việc hơn, thì việc mất đi một số loài có thể dẫn đến sự sụp đổ của hệ sinh thái, làm cho hệ sinh thái không thể cung cấp những lợi ích mà chúng ta cần.

Hiểu biết về mối quan hệ giữa đa dạng sinh học và các công việc khác nhau của vi khuẩn trong đất là bước đi đầu tiên hướng tới sự hiểu biết về cách khai thác tốt hơn các sinh vật này nhằm ngăn chặn sự sụp đổ của các hệ thống cung cấp những lợi ích sinh thái quan trọng, như làm đất đai màu mỡ và làm sạch nước.

"Ứng dụng rõ ràng nhất của sự hiểu biết này có lẽ là trong các hệ sinh thái nông nghiệp," Adams nhận định.

Hiểu biết tốt hơn về hệ sinh thái dưới mặt đất có thể giúp con người dự đoán những hệ thống này sẽ phản ứng ra sao với những thứ như biến đổi khí hậu hoặc những sự nhiễu loạn cho đất, như ​​khai thác mỏ, khoan hoặc chất thải. Và, hy vọng rằng, sự hiểu biết đó có thể giúp ngăn ngừa các thảm họa môi trường hoặc thảm họa nông nghiệp.

"Chúng ta đã và đang đi trên đất từ lúc sơ khai nhưng chưa bao giờ thật sự biết được những gì đang diễn ra bên dưới chúng ta,” Adams nhận xét. "Bây giờ thì chúng ta có thể đưa ra dự đoán về cách hoạt động của các hệ sinh thái, những thứ khiến cho chúng sụp đổ, và thậm chí có thể dự đoán sự sụp đổ sẽ diễn ra ở đâu và làm thế nào chúng ta có thể ngăn chặn chúng."

Tác giả chính của nghiên cứu là Noah Fierer, phó giáo sư về sinh thái và sinh học tiến hóa tại Đại học Colorado, Boulder.

Dữ liệu của các nhà nghiên cứu cũng có thể mang lại thông tin về cách hình thành loài mới. Trong nhiều thế kỷ, người ta nghĩ rằng các rào cản địa lý (như núi, bán đảo, sông ngòi và sa mạc) là những động cơ chính của sự biệt hóa. Tuy nhiên, có thể là sự tương tác với các loài khác cũng có tầm quan trọng y như vậy.

Các tác giả tin rằng nghiên cứu này sẽ khuyến khích có thêm nhiều nghiên cứu xem xét sự biệt hóa và sự tiến hóa của các cộng đồng vi sinh vật.

Thanh Vân - Dost-dongnai, Theo Eurekalert.