100 Khám phá vĩ đại của nhân loại Phần 5 - SINH HỌC
Phát hiện mới khiến thế giới phải viết lại sách sinh học
Cẩm Mai |
0
Hình ảnh 3D của ty thể trong tế bào.
Từ lâu, chúng ta luôn nghĩ tất cả sinh vật nhân chuẩn đều có
chứa ty thể. Phát hiện này có thể khiến chúng ta phải viết lại sách sinh
học.
Ty thể được coi là nguồn năng lượng của tế bào. Những
cá thể nhỏ bé này nằm trong tế bào cung cấp năng lượng cần thiết cho cơ
thể sống.
Cấu trúc bên trong ty thể.
Phát
hiện mới của các nhà khoa học Canada và CH Czech cho thấy thực ra tế
bào sinh vật nhân chuẩn không chứa những ty thể vi khuẩn.
Đó là
phát hiện chưa từng thấy làm chúng ta phải thay đổi suy nghĩ về một số
loại tế bào đã tồn tại và phát triển như thế nào. Nói cách khác là sự sống linh hoạt hơn chúng ta tưởng.
Các ty thể được coi là những thành phần rất cần thiết của tế bào sinh vật nhân chuẩn và là dấu hiệu để nhận biết chúng.
Vi khuẩn sống trong ruột sóc sinsin.
Nhà
nghiên cứu Anna Karnkowska thuộc trường ĐH Columbia và các đồng nghiệp
cho rằng: tế bào đã dùng một cách khác để tập hợp các nhóm sắt sulphur,
giữ vai trò chính đối với ty thể, giúp xây dựng những protein cụ thể.
Từ đó đặt ra giả thuyết vi khuẩn mượn một số gen để thực hiện chức năng tương tự.
Sinh
vật sống vốn chứa các ty thể nhỏ và bà Anna Karnkowska cho rằng gần đây
cơ quan tế bào đã bị mất đi trong quá trình tiến hóa.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang hy vọng tìm ra các ty thể khác không có sinh vật nhân chuẩn.
Nhà nghiên cứu tiến hóa sinh học Eugene Koonin thuộc Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia Mỹ nhận định: "Phát
hiện mới này có ý nghĩa quan trọng, làm chúng ta biết rằng sinh vật
nhân chuẩn có thể sống độc lập, không cần đến ty thể nào".
Vi khuẩn Giardia sống ký sinh trong đường ruột người cũng vậy, không cần đến ty thể.
Nhà
nghiên cứu về tiến hóa sinh hóa Mark Van Der Giezen thuộc trường ĐH
Exeter (Anh) không tham gia công trình nghiên cứu, nhưng đã phát biểu
như sau:
"Sinh vật sống trong môi trường không có oxy vì thế không bị tác động sinh hóa, và chúng ta cần các tế bào tồn tại."
"Sinh
vật sống cố gắng thích nghi với môi trường mà mất đi cơ quan tế bào.
Mọi cuốn sách giáo khoa sinh học đều cho rằng sinh vật nhân chuẩn quan
trọng. Sự sống có sức sáng tạo đáng ngạc nhiên để thích nghi tồn tại".
Nguồn: Science Alert, Tech Insider
theo Trí Thức Trẻ
Bước tiến sinh học này có thể cứu đói hàng trăm triệu người trong tương lai
Khánh An |
0
Các nhà nghiên cứu đã giải mã thành công bộ gen của đậu phộng
(hay lạc) và những anh em cổ xưa của chúng, điều có thể giúp hàng trăm
triệu người thoát khỏi tình trạng thiếu lương thực trên thế giới.
Những đồ gốm sứ có hình hạt lạc hay những chiếc hũ trang trí hình củ lạc từ Brazil đã xuất hiện cách đây 3.500 năm.
Nhưng các nhà khoa học chưa bao giờ đưa ra quyết định cuối cùng về
nguồn gốc chính xác của giống cây được trồng rộng rãi trên toàn thế giới
này cả.
Các nhà nghiên cứu cho rằng cây lạc ngày nay- tên khoa học là Arachia
hypogaea- được hình thành khi hai loài đậu hoang dã ở Nam Mỹ là Arachis
duranensis và Arachis ipaensis giao phấn với nhau.
Giờ đây, các nghiên cứu di truyền học đã chỉ ra rằng giả thuyết này
là đúng và nó có thể tạo ra một cuộc cách mạng hóa trong lai tạo các
giống lạc.
Arachis ipaensis được cho là bị tuyệt chủng cho đến khi một nhà sưu
tập đã phát hiện ra giống lạc này tại một ngôi làng ở Bolivia.
Có một điều thú vị hơn đó là giống lạc quý hiếm này lại phát triển
cách giống Arachis duranensis hàng trăm dặm về phía Bắc- nơi loài lạc
này mọc tại các chân đồi của núi Andes, biên giới giữa Bolivia và
Argentina.
Vì vậy, các nhà nghiên cứu từ trường Đại học Georgia và tổ chức
International Peanut Genome Initiative đã tìm hiểu về lịch sử của loài
lạc thông qua nghiên cứu về DNA từ các bộ sưu tập thực vật cổ.
Dựa trên các thông tin này, họ đã xác định được thời điểm hai giống
lạc dại ban đầu giao phấn với nhau và so sánh thời gian đó với các dữ
liệu về cuộc di cư đầu tiên của người Nam Mỹ.
Kết quả của nghiên cứu đã được công bố gần đây trên tạp chí Nature Genetics.
Trao đổi với Scientific American, ông David Bertioli, tác giả và là
chủ nghiệm nghiên cứu của trường Đại học Brasilia và UGA nói:
“Giờ đây, chúng ta đã biết rằng, trong chuyến hành trình dài ngày
của mình, các cư dân đầu tiên của vùng đất Nam Mỹ đã mang giống lạc
hoang dã A. ipaensis đến vùng đất có loại lạc A. duranensis sinh trưởng
cách đây 10.000 năm”. "Cùng một lúc và trên cùng một vùng đất, ong đã thụ phấn cho hoa
lạc và cho ra đời những cây lạc lai mà tổ tiên người Nam Mỹ của chúng ta
từng ăn và cuối cùng phát triển thành những loại lạc hiện đại như ngày
nay”.
Các nhà nghiên cứu cũng đã giải mã được bộ gen của cả ba giống lạc và
biết được rằng hạt lạc đương đại có khoảng 20 cặp nhiễm sắc thể, kế
thừa 10 nhiễm sắc thể di truyền lại từ tổ tiên của mình.
Việc hiểu được cấu trúc bộ gen của lạc sẽ giúp các nhà nghiên cứu tìm
ra các yếu tố giúp tăng khả năng chống bệnh , chịu nhiệt, chống hạn hán
và nạn côn trùng.
Điều này cũng sẽ giúp con người hiểu biết hơn được các giống lạc và
giúp chúng phát triển được trong nhiều điều kiện môi trường trên khắp
thế giới.
Ông
Bertioli cũng chia sẻ “Chúng tôi làm điều này bởi việc giải mã được bộ
gien của lạc thực sự có ý nghĩa trong việc lai tạo được các giống lạc
tốt”.
Lạc đã tác động rất lớn đến lịch sử của loài người, và theo như ông
Bertioli, nó thậm chí sẽ còn đóng vai trò quan trọng hơn nữa khi mà thế
giới đang phải đối mặt với những cuộc đấu tranh để nuôi sống con người
trong thế kỷ tới.
“Lạc lai đã lan tràn khắp Nam Mỹ trong thời kỳ tiền Colombia, dạt
vào bờ biển Đại Tây Dương và Thái Bình Dường, thậm chí xâm nhập vào cả
Trung Mỹ và Mexico. Sau đó, lạc được mang đến các vùng khác như Châu Phi, Châu Á, Bắc
Mỹ và Australia, những nơi nó trở thành một loại cây trồng quan trọng.
Nó là một loại thực phẩm đã phải kinh qua không ít thời gian thú vị
trong lịch sử phát triển của mình”.
theo CafeBiz/TTVN
5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất
Ngược dòng lịch sử tìm hiểu về 5 cuộc Đại Tuyệt chủng trên Trái đất và đi tìm lời giải cho cuộc Đại Tuyệt chủng thứ 6.
Trong suốt 4 tỉ năm lịch sử, Trái đất
đã trải qua không biết bao nhiêu lần biến động và tất cả những lần thay
đổi đó đều góp phần tạo nên một hành tinh sống tuyệt vời như ngày nay.
Đã có lần Trái đất tưởng chừng như đã đến Ngày Tận thế
khi trải qua những lần “trở mình khó chịu” của thiên nhiên. Nhưng cuối
cùng, Hành tinh Xanh vẫn chứng minh được sức sống mãnh liệt của mình khi
vẫn đứng vững sau 5 cuộc Đại Tuyệt chủng…
1. Tuyệt chủng Ordovic - Silur
Đây
là cuộc Đại Tuyệt chủng đầu tiên, xảy ra cách đây 440 - 450 triệu năm.
Trong giai đoạn này có nhiều cuộc tuyệt chủng liên tiếp xảy ra tiêu diệt
17% số họ, 50% số chi và được coi là cuộc tuyệt chủng lớn thứ hai trong
lịch sử nếu tính theo số loài bị tiêu diệt.
Vào
kỷ Ordovic, khoảng 49% các chi động vật biển đã biến mất hoàn toàn khi
cuộc tuyệt chủng kết thúc, các ngành động vật khác cũng suy giảm đi
nhiều. Đến nay, giả thuyết về nguyên nhân cuộc tuyệt chủng được chấp
nhận nhiều hơn cả là vụ nổ tia gamma của một ngôi sao gần Trái đất làm
cho carbon dioxide trong khí quyển sụt giảm mạnh. Điều này đã ảnh hưởng
tới Trái đất, tạo ra một thời kỳ băng hà kéo dài 0,5 - 1,5 triệu năm.
Sự
tăng giảm của mực nước biển qua các kỷ băng hà liên tiếp theo chu kì đã
tạo nên nhiều “hốc sinh thái” trên lục địa. Sự đa dạng sinh học suy
giảm dần, đặc biệt các loài có môi trường sống bị hạn chế ở vùng thềm
lục địa và nhiệt đới cũng chịu ảnh hưởng lớn.
Vào
thời gian kết thúc, sông băng tan chảy đã làm cho mực nước biển dâng
lên. Từ đây, các bộ, họ còn sống sót bắt đầu hồi phục, cùng với đó, sự
đa dạng sinh học sẽ gia tăng, mở ra một kỷ mới.
2. Tuyệt chủng Devon
Đã
có những bằng chứng khảo cổ cho thấy, đây là cuộc tuyệt chủng liên hoàn
có thể đã kéo dài đến 20 triệu năm. Cuộc tuyệt chủng bắt đầu cách đây
khoảng 360 triệu năm, ngay trước thời điểm chuyển giao giữa kỷ Devon
sang kỷ Cacbon.
Trước
lúc bước vào cuộc tuyệt chủng, lục địa là mảnh đất của thực vật bậc
thấp và những loài côn trùng đầu tiên, còn đại dương là nơi có các rạn
san hô khổng lồ chiếm ưu thế và sự tiến hóa mạnh mẽ của các loài cá đang
diễn ra.
Theo nhà cổ sinh học McLaren, một
thiên thạch có đường kính lớn đã va chạm với Trái đất, gây nên những đợt
sóng thần, tàn phá hệ sinh thái bờ biển, đồng thời gây xáo trộn các
tầng biển sâu.
Một
nguyên nhân khác là sự phát triển mạnh mẽ của thực vật đã làm giảm CO2,
khiến khí hậu trở nên lạnh hơn, nhiều sinh vật không thích nghi được đã
bị tiêu diệt.
Các sinh vật biển là nạn nhân
chủ yếu: những rạn san hô - ngôi nhà của sinh vật biển chết hàng loạt
kéo theo sự tuyệt chủng của rất nhiều loài. Ước tính có khoảng 19% số
họ, 50% số chi và 70 % số loài đã bị tuyệt diệt trong cuộc tuyệt chủng
này.
3. Tuyệt chủng Permi - Trias
Đây
là sự kiện tuyệt chủng khủng khiếp nhất trong lịch sử khi đã tuyệt diệt
phần lớn sinh vật trên Trái đất, thiết lập lại gần như toàn bộ hệ thống
sinh giới. Các nhà cổ sinh cho biết đã có đến hơn 90% sinh vật biển và
70% sinh vật trên cạn đã bị xóa sổ hoàn toàn.
Các
bằng chứng khảo cổ cho thấy, nguyên nhân chính của hiện tượng trên là
do sự vận động kiến tạo mạnh mẽ của lớp vỏ Trái đất, gây nứt gãy, dồn
nén các mảng lục địa.
Sự
phun trào magma lên bề mặt Trái đất đã nhấn chìm tất cả trong biển lửa.
Bên cạnh đó, bụi và khí carbonic tràn ngập không khí, gây hiệu ứng nhà
kính khiến Trái đất càng trở nên nóng hơn bao giờ hết. Dưới đại dương,
các dòng hải lưu thay đổi đã làm biến mất nhiều hệ sinh thái, sự sống
trở nên vô cùng mong manh.
Một
nguyên nhân nữa được cho là góp phần gây ra vụ đại tuyệt chủng đẫm máu
này là sự va chạm của thiên thạch có bán kính 500km với Trái đất. Vết
tích của vụ va chạm này được tìm thấy ở Nam Cực năm 2006 bởi các nhà
khoa học thuộc trường Đại học Tiểu bang Ohio, Hoa Kỳ.
Phải
mất một thời gian rất lâu sau đó, sự sống mới được khôi phục lại dần
dần từ những sinh vật nhỏ may mắn sống sót trong đó có một số nhóm bò
sát.
4. Tuyệt chủng Trias - Jura
Đây
là cuộc tuyệt chủng đánh dấu ranh giới giữa kỷ Trias và kỷ Jura, xảy ra
cách đây 199,6 triệu năm. Cuộc Đại Tuyệt chủng này có tác động sâu sắc
đến đời sống sinh vật trên đất liền và trong lòng đại dương.
Nhiều
loài động vật có xương sống trong đại dương và bò sát biển đã biến mất,
ngoại trừ thằn lằn cá, thằn lằn chân chèo. Các động vật không xương như
ngành tay cuốn, ngành thân mềm, lớp lưỡng cư và đặc biệt là bò sát phụ
lớp thằn lằn cổ (trừ khủng long) ở đất liền cũng bị ảnh hưởng nặng nề.
Khoảng 23% số họ, 48% số chi đã bị tuyệt chủng.
Người
ta vẫn chưa chắc điều gì đã gây ra sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Tam
Điệp. Các nhà khoa học dự đoán, một hiện tượng phun trào núi lửa lớn đã
xảy ra. Tuy nhiên gần đây, các nghiên cứu đã chỉ ra khá chính xác khoảng
thời gian cuộc tuyệt chủng diễn ra và vụ va chạm của sao băng tạo nên
hồ Manicouagan (Canada). Bằng chứng này chứng minh, có thể chính vụ va
chạm là nguyên nhân trực tiếp khơi mào cuộc tuyệt chủng này.
Sự
kiện tuyệt chủng đã loại bỏ nhiều loài động vật lớn trên Trái đất, tạo
điều kiện cho khủng long thống trị hành tinh suốt kỷ Jura và kỷ Phấn
Trắng (Creta). Khủng long làm chủ toàn bộ mặt đất, trong khi đó các vùng
nước ngọt là địa phận của tổ tiên loài cá sấu ngày nay (thuộc lớp phụ
thằn lằn), nhóm thằn lằn cổ rắn và thằn lằn cá trở thành bá vương biển
cả.
Cuộc tuyệt chủng mở ra thời kì cực thịnh của bò sát với sự thống trị của khủng long.
Tuy
nhiên, khi thời đại của bò sát đang vô cùng thịnh vượng thì Trái đất
gặp thảm họa tiếp theo - cuộc đại tuyệt chủng Creta - Paleogen.
5. Tuyệt chủng Creta - Paleogen
Sự
kiện tuyệt chủng này xảy ra vào cuối kỷ Creta cách đây khoảng 66,5
triệu năm, đánh dấu sự kết thúc của Đại Trung sinh và bắt đầu Đại Tân
sinh bằng kỷ Paleogen. Khoảng 17% số họ, 50% số chi và 75% số loài đã bị
tuyệt chủng sau biến cố này.
Dựa
trên các bằng chứng khảo cổ được tích lũy qua quá trình nghiên cứu, các
nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng, sự kiện tuyệt chủng này là do một
hoặc nhiều thảm họa đồng thời gây ra, như sự tác động mạnh mẽ của các
thiên thạch (tạo nên các hố Chicxulub ở Mexico, Boltysh ở Ukraina) hoặc
do mực nước biển tụt xuống, núi lửa phun trào mạnh mẽ tạo ra hiện tượng
“bẫy Deccan” tàn phá nghiêm trọng sinh quyển Trái đất.
Các
sự kiện địa chất đó đã làm giảm lượng ánh sáng và mức độ quang hợp, dẫn
đến sự phá hủy hệ sinh thái Trái đất trên quy mô lớn. Khí hậu khô hơn,
chuỗi thức ăn cũng bị phá vỡ.
Khủng long là
loài động vật có xương sống bị ảnh hưởng đầu tiên khi môi trường thay
đổi, sự đa dạng loài giảm đáng kể. Cùng với đó, một số loài thực vật,
động vật không xương sống cũng biến mất trên Trái đất, tạo điều kiện cho
lớp thú phát triển và dần chiếm ưu thế.
Cuộc
tuyệt chủng kỷ Creta - Paleogen mang tính chất không đồng đều. Có những
sinh vật bị tuyệt chủng hoàn toàn, một số khác chịu ảnh hưởng nặng nề,
số còn lại hầu như không chịu tác động đáng kể nào.
6. Liệu có xuất hiện một cuộc Đại Tuyệt chủng thứ 6?
Tất
cả các cuộc tuyệt chủng trong lịch sử đều do thiên nhiên gây ra, diễn
ra có tính chu kỳ. Mỗi sự sụp đổ đồng thời mở ra một kỷ nguyên mới, tạo
điều kiện phát triển cho nhiều sinh vật có sức sống mạnh mẽ. Câu hỏi
được các nhà khoa học đặt ra là, liệu cuộc Đại Tuyệt chủng thứ 6 có xuất
hiện?
Và thực tế, nó đang có dấu hiệu manh nha
bắt đầu… Lần này không phải do thiên nhiên nữa, mà chính con người đang
tiến hành cuộc “tự sát”. Sẽ không phải là núi lửa phun trào, thiên
thạch va chạm, mực nước biển thay đổi đột ngột, mà là ô nhiễm môi
trường, suy thoái sinh cảnh, mất cân bằng sinh thái, biến đổi khí hậu…
Tốc
độ tuyệt chủng hiện nay nhanh gấp 4.000 lần thời kì khủng long, mọi tác
động của con người đều để lại hậu quả nặng nề cho thiên nhiên, khó có
thể phục hồi lại. Việc khai thác quá mức các nguồn tài nguyên mà không
bảo tồn, gìn giữ đã làm mất dần đi sự sống của toàn bộ sinh giới.
Các
nhà khoa học dự đoán, nếu tình hình vẫn tiếp tục tiếp diễn, chưa đầy
một thế kỷ nữa, cuộc tuyệt chủng hàng loạt sẽ chính thức bắt đầu, con
người rồi sẽ chịu chung số phận với những loài khủng long. Nhưng liệu,
sau cuộc tuyệt chủng đó, con người có may mắn sống sót và sự sống được
khôi phục lại hay không?
Những vũ khí sinh học đáng sợ nhất trong lịch sử loài người
Theo: Infonet
Thể loại: Chăm Sóc Tóc
Đứng đầu danh sách này là mầm bệnh đậu mùa. Trong lịch sử, đậu mùa gây ra tỷ lệ tử vong từ 30 - 35%, hoặc có khi cao tới 90%.
Ngay
cả khi công thức tạo virus cúm gia cầm chưa được công bố thì cũng còn
nhiều loại virus khác mà những kẻ xấu có thể lựa chọn. Mầm bệnh chết
người trong vũ khí sinh học có thể lây từ người sang người, có thời gian
ủ bệnh và lây nhiễm đủ lâu để người mang bệnh có thể truyền cho người
khác mà không có khả năng chống cự hay tiêu diệt.
Dưới đây là 5 vũ khí sinh học đáng sợ nhất từ trước tới nay
1
Đậu mùa
Đứng
đầu trong danh sách vũ khí sinh học nguy hiểm nhất là mầm bệnh đậu mùa.
Trong lịch sử, nó gây ra tỷ lệ tử vong tới 30-35%, hoặc có khi cao tới
90% đối với những cộng đồng dân cư chưa bao giờ từng tiếp xúc với bệnh
này (như người Mỹ bản địa).
Đậu mùa là virus lây truyền trong
không khí, nghĩa là người mang bệnh có thể truyền bệnh dễ dàng khi hắt
hơi, ho hoặc tiếp xúc. Dấu hiệu của bệnh là sốt, khó chịu, đau toàn thân
và nôn mửa. 2-4 ngày sau, nốt đỏ nổi khắp miệng, cổ họng. Đây là giai
đoạn dễ truyền nhiễm nhất. Thông thường các vết đỏ lan khắp toàn thân
trong 24 giờ, nhưng người bệnh trong giai đoạn này lại cảm thấy dễ chịu
hơn. Sau 3-4 ngày, nốt đậu mùa sưng lên và chứa chất lỏng bên trong.
Người bệnh lại bị sốt. Thêm một hoặc hai tuần nữa thì bệnh nhân sẽ qua
giai đoạn dễ truyền nhiễm.
Đậu
mùa gồm 4 chủng, trong đó 3 chủng dễ gây chết người. Trường hợp mắc
bệnh tự nhiên gần đây nhất là năm 1975, xảy ra ở Bangladesh. Tuy nhiên,
loại virus nguy hiểm này vẫn được bảo quản lạnh tại hai phòng thí
nghiệm, một ở Mỹ và một ở Nga. Cho tới nay, hầu hết những người ở độ
tuổi 20 và 30 đều không có khả năng miễn dịch với bệnh này, đặc biệt ở
những nước đang phát triển, nơi phần đông dân số là người trẻ.
2
Vi khuẩn kháng thuốc
Các
bệnh trước đây đã được điều trị bằng kháng sinh đều có khả năng tạo
thành vũ khí sinh học nguy hiểm vì nhiều chủng mới xuất hiện khả năng vô
hại trước các loại kháng sinh. Tụ cầu khuẩn vàng MRSA là loại được
biết đến nhiều hơn cả. Mầm bệnh này được lây truyền qua tiếp xúc. MRSA ở
trên da, nhưng một số người lại bị tổn thương nội tạng như tim. Một số
chủng gây hoại tử da, nên còn được gọi là “bệnh ăn thịt”.
MRSA vô
sự trước mọi loại thuốc kháng sinh hiện nay. Mầm bệnh lao (TB) đến nay
cũng đã phát triển thành các chủng kháng thuốc. Trường hợp kháng thuốc
hoàn toàn đầu tiên được phát hiện vào năm 2007 ở Italy, và đến năm 2010
đã có 8,8 triệu người nhiễm chủng kháng thuốc. 1,4 triệu người trong số
đó đã chết.
Theo Tổ chức Y tế thế giới, TB là sát thủ nguy hiểm
thứ hai sau HIV/AIDS. Nó lây từ người sang người qua đường ho. Vi khuẩn
sinh sôi trong phối, bệnh nhân chết vì suy đường hô hấp và tràn dịch
màng phổi.
3
Bệnh dịch hạch
Cái
chết đen hay bệnh dịch hạch gây ra bởi vi khuẩn Yersina pestis đã giết
chết 1/3 dân số châu Âu hồi thế kỷ 14, và ngày nay vẫn đang tồn tại ở
một số nơi trên thế giới. Nó có một lịch sử dài liên quan tới vũ khí
sinh học, thông tin về cuộc vây hãm của người Mông Cổ quanh thành Caffa
vào năm 1347 nói rằng những kẻ xâm lược đã thả xác của những người mang
mầm bệnh vào trong tường thành.
Đây
không chỉ là câu chuyện thời trung cổ, đợt bùng phát bệnh lớn ở Mỹ vào
năm 1900 và San Francisco khiến 113 người thiệt mạng. Từ đó đến nay vẫn
rải rác có người chết vì bệnh này.
Bệnh dịch hay lây truyền qua bọ
chét, chúng giữ vi khuẩn trong thực quản. Vi khuẩn Yersina ngăn máu
không tới được dạ dày của bọ chét, khiến bọ đói quá nên càng đốt hăng và
thông cổ họng bằng cách ợ vi khuẩn ra, khiến vi khuẩn gây bệnh lây sang
vật chủ, trong đó có con người.
4
Bệnh than
Bệnh
than lây truyền qua bào tử, và những bào tử này có thể sống sót trong
nhiều môi trường, thậm chí trong nhiều năm. Bệnh than lây lan qua 3
cách: khi nạn nhân hít phải bào tử, ăn phải thịt nhiễm bệnh hoặc bào tử
bệnh xâm nhập qua da. Lây lan qua đường hô hấp dễ gây chết người hơn cả.
Khi
vi khuẩn phân chia trong cơ thể người, chúng giải phóng chất độc vào
máu và tế bào khiến tế bào sưng lên và hoại tử. Tỷ lệ tử vong vì bệnh
này rất cao, khoảng 50% khi được điều trị bằng kháng sinh, và 90% nếu
không được điều trị. Bệnh này không dễ lây truyền, nhưng bom sinh học có
thể phát tán bào tử bệnh than và khiến nhiều người nhiễm bệnh cùng lúc. Bào
tử bệnh than còn có thể gửi qua thư như vụ khủng bố năm 2001. Trong
những vụ khủng bố như thế, phong bì thư chứa bào tử bệnh than được gửi
tới nhiều cơ quan truyền thông và văn phòng của hai thượng nghị sĩ Mỹ.
Kết quả là 5 người thiệt mạng và 17 người nhiễm bệnh.
Bệnh than
gây ra các triệu chứng giống như bệnh cúm, và nếu một người không có lý
do gì để nghi ngờ họ mắc bệnh than thì các bác sĩ cũng ít khi xét nghiệm
bệnh này. Bệnh than dễ được điều trị bởi thuốc kháng sinh nếu phát hiện
sớm, dù một số chủng kháng thuốc được thử nghiệm ở Mỹ và Liên Xô trong
những thập kỷ 70, nhưng sau đó đã bị cấm. Năm 1942, chính phủ Anh thử
nghiệm một chủng bệnh than trên một đảo thuộc Scotland, và việc khử độc
mãi tới năm 1990 mới được thực hiện.
5
Virus tấn công gia súc
Nguy hiểm không kém gì mầm bệnh ở người, mầm bệnh tấn công động vật hay nông nghiệp cũng có sức tàn phá ghê gớm.
Bệnh
Rinderpest, đã được xóa sổ từ năm 2011, có thể gây ra tỷ lệ tử vong
100% đối những đàn gia súc chưa từng tiếp xúc. Bệnh lở mồm long móng,
gây ra bởi virus thuộc giống Aphthovirus, có thể tấn công bò, lợn, cừu
và dê, gây tổn thương ở chân và mồm.
Tổn
thương ở mồm khiến động vật không thể ăn, còn tổn thương ở chân khiến
chúng bị què quặt. Một số con chết vì sưng viêm. Bệnh lở mồm long móng
có thể lây truyền qua tiếp xúc với đồ dùng nông nghiệp, quần áo hoặc
thức ăn mang mầm bệnh. Trong đợt bùng phát năm 2001 ở Anh, bất kỳ ai đến
Mỹ và châu Âu từ điểm bùng phát bệnh đều bị yêu cầu phải vào phòng khử
trùng để tẩy uế giầy, và Liên minh châu Âu cấm nhập gia súc của Anh. Kết
quả là nhiều triệu gia súc bị loại bỏ, gây thiệt hại nhiều tỷ USD.
Những tên khủng bố hoàn toàn có thể dùng bình xịt để phát tán loại virus
này trong các đàn gia súc.
Các đặc tính của virus hay vi khuẩn lây truyền bệnh khiến
chúng trở thành vũ khí sinh học từ hàng nghìn năm trước và được cảnh báo
có thể sử dụng trong thời đại ngày nay.
Đảo Gruinard từng là nơi thử nghiệm vũ khí sinh học trong Thế chiến II. Ảnh: davidicke.com
Vũ
khí sinh học dựa vào đặc tính gây bệnh hay truyền bệnh của vi trùng, vi
khuẩn, virus để tạo mầm bệnh hay cái chết cho người, động vật hoặc cây
trồng. Mức độ ảnh hưởng của loại vũ khí này tùy thuộc vào khả năng lan
truyền của chúng trong cơ thể người, động vật hay cây trồng.
Theo BBC,
trong một lần ho, cơ thể người có thể đưa hàng nghìn vi khuẩn vào không
khí. Dịch nhầy của cơ thể cũng là một nguồn lây lan bệnh giữa những
người tiếp xúc trực tiếp với nhau.
Cái chết Đen
(Black Death) là tên gọi của một đại dịch xảy ra ở châu Á và châu Âu
trong thế kỷ 14. Bệnh đậu mùa cũng là nguyên nhân từng khiến 400.000
người ở châu Âu chết mỗi năm. Mặc dù đã được loại trừ từ thế kỷ 20,
nhưng nếu xuất hiện trở lại, nó có thể mở ra kịch bản cho ngày tận thế
của nhân loại. Đây là lý do mà chính phủ Mỹ và Nga được cho là vẫn lưu
giữ virus bệnh đậu mùa trong các phòng thí nghiệm bí mật.
Đặc
điểm của vũ khí sinh học là dễ lây nhiễm, dễ phát tán bằng bình xịt.
Tuy nhiên nó không có tác động phá hủy các công trình kiến trúc, cơ sở
vật chất như đường xá, cầu cống...
Vũ khí sinh học được sử dụng từ bao giờ
Theo
các nhà nghiên cứu, con người đã sử dụng dịch bệnh như một loại vũ khí
từ hàng nghìn năm trước. Người cổ đại từng ném xác chết của những người
nhiễm vi trùng hay mắc bệnh do vi trùng vào đối phương, hoặc thậm chí sử
dụng nấm có chất ảo giác và chai lọ chứa độc rắn để làm hao mòn sinh
lực địch.
Vũ khí sinh học thường được sử dụng
như một công cụ để giành phần thắng trong các cuộc chiến. Cách đây
khoảng 3.500 năm, các chiến binh Trung Đông được gọi là Hittite từng
giấu ký sinh trùng trên cơ thể cừu để truyền một loại bệnh nhiễm trùng
cho thành phố của kẻ thù. Ở thời Trung cổ, nạn nhân chết do dịch hạch sẽ
trở thành vũ khí sinh học tấn công đối phương.
Khi
công nghệ ngày càng phát triển, tham vọng sử dụng vũ khí từ virus càng
được nhân lên ở nhiều quốc gia trên thế giới. Trong Thế chiến II, chính
phủ Anh từng thử nghiệm bệnh than gây chết người trên đảo Gruinard,
Scotland, khiến nơi này bị cách ly 48 năm. Vào những năm 1930, Liên Xô
từng biến một hòn đảo ở biển Aral trở thành nơi không thể ở được, với
các thử nghiệm liên quan đến dịch hạch, viêm não ngựa Venezuela hay bệnh
sốt thỏ.
Trong những năm 1940-1941, quân đội
Nhật từng rải bom chứa vi sinh vật gây dịch hạch ở 11 tỉnh của Trung
Quốc. Ở thời kỳ chiến tranh Triều Tiên 1950-1953, Mỹ từng sử dụng vũ khí
sinh học bằng cách thả côn trùng gây bệnh cho người và lúa.
Thậm
chí tồi tệ hơn, vào năm 1971, Nga từng sử dụng vũ khí bệnh đậu mùa,
khiến 10 người bị nhiễm bệnh và ba người trong số này thiệt mạng.
Ebola có thể trở thành vũ khí sinh học hay không
Linh
mục Miguel Pajares, người bị nhiễm virus Ebola, đang được đưa về bề
bệnh viện Carlos III, Tây Ban Nha, sau khi được xác định nhiễm bệnh ở
Liberia. Các chuyên gia cho rằng virus nguy hiểm này cũng có thể được sử
dụng làm vũ khí sinh học. Ảnh: AFP
Cơ
quan Y-Sinh Liên bang Nga (FMBA) mới đây cảnh báo rằng virus Ebola,
nguyên nhân khiến gần 1.000 người ở Tây Phi thiệt mạng trong thời gian
qua, có thể trở thành một loại vũ khí sinh học.
"Nguy
cơ này đang tồn tại. Trên thực tế, virus Ebola có thể được sử dụng dưới
dạng xịt, vốn dễ dàng dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng", RIA Novosti dẫn lời Vladimir Nikiforov, người đứng đầu Khoa Các bệnh truyền nhiễm của FMBA, cho hay.
Vũ
khí sinh học không giống với bom nguyên tử. Để tạo ra bom nguyên tử,
người ta cần đến một mỏ uranium, một nhà máy điện hạt nhân và nhiều công
nghệ liên quan khác. Trong khi đó, vũ khí sinh học có thể được chế tạo
trong phòng thí nghiệm nhỏ và rất dễ ngụy trang. Theo nhà nghiên cứu,
việc phát hiện hoạt động chế tạo vũ khí sinh học không hề dễ dàng, dù
công ước về vũ khí sinh học và độc hại đã có hiệu lực từ năm 1972.
Tiến
sĩ Peter Walsh của Đại học Cambridge, Anh, là người từng cảnh báo rằng
phần tử khủng bố có thể sử dụng virus Ebola để tạo "bom bẩn". The Sun
dẫn lời nhà nghiên cứu bày tỏ lo ngại nguy cơ thương vong lớn, nếu một
nhóm người nào đó sử dụng virus này trong một quả bom và cho phát nổ ở
khu dân cư đông đúc.
Theo Walsh, chỉ có một số
ít phòng thí nghiệm trên thế giới có virus Ebola và chúng đều đang được
bảo vệ nghiêm ngặt. Do đó, nguy cơ có thể xảy ra nếu nhóm khủng bố tìm
cách có trong tay loại virus nguy hiểm này ở Tây Phi.
Trước
đó, một cựu lãnh đạo cơ quan y tế của Nga có tên Gennady Onischenko cho
biết ông không loại trừ khả năng đợt bùng phát dịch ở Tây Phi là đáng
ngờ và có thể có sự can thiệp nhân tạo nào đó.
Ít
nhất 961 người đã chết vì virus Ebola trong đợt bùng phát dịch từ đầu
năm nay. Dịch bệnh lan rộng ra 4 nước Tây Phi là Liberia, Sierra Leone,
Guinea và Nigeria, với tổng số ca nhiễm bệnh là 1.700 người.
Tổ
chức Y tế Thế giới (WHO) hôm 8/8 công bố tình trạng khẩn cấp đối với
dịch bệnh do virus Ebola gây ra, yêu cầu cộng đồng quốc tế có phản ứng
phối hợp để ngăn dịch bệnh này lan rộng.
Trong quá trình sinh sản, con cái
luôn giống cha mẹ ở một mức độ nhất định. Sự sao chép lại các tính trạng
của cơ thể qua các thế hệ được gọi là hiện tượng di truyền. Song sự sao chép trên không phải là tuyệt đối, con cái vẫn có những nét khác nhau và khác với cha mẹ. Đó là hiện tượng biến dị.
Từ xa xưa, con người đã quan tâm đến
các hiện tượng di truyền và biến dị. Nhiều phương pháp thuần hóa, chọn
lọc và lai giống đã được các dân tộc cổ xưa áp dụng. Nhưng do sự hiểu
biết còn hạn chế nên trong việc giải thích các quy luật di truyền và
biến dị vẫn còn rất nhiều quan niệm ngây thơ, sai lầm.
Giai đoạn trước Mendel
Thế kỷ IV - V trước Công nguyên, có hai luận thuyết về sự di truyền của các tính trạng được nêu ra. Hippocrates theo thuyết di truyền trực tiếp,
cho rằng vật liệu sinh sản được thu thập từ tất cả các phần của cơ thể,
như vậy tất cả các cơ quan trong cơ thể đều có ảnh hưởng đến con cháu.
Về sau, thuyết di truyền gián tiếp của
Aristotle đã bài bác quan điểm của Hippocrates, cho rằng vật liệu sinh
sản được tạo ra từ chất dinh dưỡng mà về bản chất đã tiền định cho cấu
tạo của các phần khác nhau trong cơ thể.
Lamarck, người đầu tiên xây dựng
học thuyết khá hoàn chỉnh và có hệ thống về sự phát triển lịch sự của
sinh giới, đề cao vai trò của ngoại cảnh. Ông nêu ra quan niệm về sự di truyền tập nhiễm, cho rằng các biến đổi thu được trong đời cá thể cũng di truyền được.
Vào thế kỷ XIX, sinh vật học phát
triển mạnh mẽ, các phép lai giống được sử dụng rộng rãi ở động thực vật.
Qua đó, các nhà sinh vật học hiểu được rằng cả cha và mẹ đều góp phần
vào các tính trạng của hậu thế. Tuy nhiên quan niệm phổ biến ở thời này
là sự di truyền hòa hợp, tức là tính trạng của cha mẹ trộn lẫn nhau để tạo nên tính trạng trung gian của con cái.
Darwin chịu ảnh hưởng của thuyết di
truyền gián tiếp. Trong tác phẩm “Sự biến đổi của các động vật và thực
vật trong nuôi trồng” (1868), ông đã phát triển thành thuyết pangen
(Pangenesis). Theo đó, mỗi phần trong cơ thể sản sinh ra những phần tử
nhỏ gọi là gemmule (mầm) theo máu tập trung về cơ quan sinh dục. Mỗi cá
thể sinh ra do sự hòa hợp tính di truyền của cả cha và mẹ, và hơn thế
còn bao gồm cả các tính tập nhiễm.
Năm 1871, F. Galton đã tiến hành
thực nghiệm để kiểm tra thuyết pangen. Ông đã truyền máu thỏ đen cho thỏ
trắng, sau đó lai những con được truyền máu với nhau. Lặp lại thí
nghiệm qua 3 thế hệ vẫn không tìm thấy ảnh hưởng gì đến thỏ trắng. Như
vậy, trong máu thỏ không chứa gemmule.
Đến cuối thế kỷ XIX, giới khoa học
vẫn chưa có được quan niệm đúng đắn về tính di truyền. Darwin nhiều lần
nhấn mạnh: “về các quy luật di truyền và biến dị, chúng ta hãy còn biết
quá ít”. Đáng tiếc là, năm 1866 Mendel đã công bố tác phẩm “Các thí
nghiệm lai ở thực vật” nhưng Darwin không được biết đến.
Giai đoạn di truyền Mendel
Gregor Mendel (1822 – 1884) sử dụng cây đậu Hà Lan Pisum sativum
làm đối tượng chính trong nghiên cứu di truyền. Từ năm 1856 đến 1863
ông đã trồng khoảng 37.000 cây và quan sát đặc biệt khoảng 300.000 hạt.
Nhờ có phương pháp thí nghiệm độc đáo, ông đã phát hiện được các quy
luật di truyền, đặt nền móng cho di truyền học hiện đại. Kết quả nghiên
cứu của ông được trình bày trong tác phẩm “Các thí nghiệm lai ở thực
vật” dài 44 trang, báo cáo trước Hội các nhà Tự nhiên học thành phố Brno
vào ngày 8 tháng 2 và 8 tháng 3 năm 1865 và được công bố trong Kỷ yếu
của Hội vào năm 1866. Mendel đã chứng minh sự di truyền các tính trạng
có tính gián đoạn được chi phối bởi các nhân tố di truyền và dùng các ký hiệu số học đơn giản để biểu hiện các quy luật truyền thụ tính di truyền.
Do hạn chế về tri thức
của Sinh học đương thời, công trình của Mendel không được công nhận
trong suốt 35 năm. Mãi đến năm 1900, khi H. de Vries (Hà Lan), E. K.
Correns (Đức) và E. V. Tschermak (Áo) độc lập phát hiện lại các quy luật
Mendel thì phát minh của ông mới được tiếp nhận. Năm 1900 được coi là
năm khai sinh của Di truyền học và thế kỷ XX là thế kỷ phát triển của Di
truyền học.
Năm 1901, H. de Vries nêu ra thuyết đột biến. Năm 1902, W. Bateson và L. Cuénot chứng minh các quy luật Mendel ở động vật. Trong khoảng thời gian này, các hiện tượng tương tác gen cũng được phát hiện. Các quan điểm đầu tiên về sự di truyền của nhiễm sắc thể
được nêu ra. Năm 1903, T. Boveri chứng minh vai trò của nhân và W.
Sutton gắn các nhân tố Mendel với nhiễm sắc thể. Đặc biệt, A. Weismann
dựa trên sự suy luận đã đề xuất thuyết di truyền nhiễm sắc thể. Ông đã
tiên đoán được cơ chế nguyên phân, giảm phân, vai trò của nhiễm sắc thể
trong nhân tế bào; đồng thời đề ra giả thuyết thể quyết định (determinant) mang tính di truyền gián đoạn, là cơ sở cho khái niệm gen sau này.
Tên gọi môn Di truyền học
(Genetics) do nhà di truyền học Anh W. Bateson nêu ra năm 1906. Năm
1909, nhà khoa học Đan Mạch W. Johannsen nêu ra các thuật ngữ: gen (gene), kiểu gen (genotype), kiểu hình (phenotype).
Sự phát triển của thuyết di truyền nhiễm sắc thể
Sự phát triển của tế bào học nửa
cuối thế kỷ XIX đã tạo cơ sở cho sự hiểu biết công trình của Mendel. Sự
kết hợp giữa tế bào học và di truyền học đã tạo ra bước phát triển mới
cho di truyền học.
Năm 1911, T. H. Morgan cùng các cộng sự xây dựng học thuyết di truyền nhiễm sắc thể và bản đồ di truyền nhiễm sắc thể dựa trên các nghiên cứu trên đối tượng ruồi giấm Drosophila melanogaster.
Kết quả thu được chứng minh các gen nằm trên nhiễm sắc thể xếp dọc tạo
thành nhóm liên kết gen. Học thuyết di truyền nhiễm sắc thể xác nhận sự
đúng đắn của các quy luật Mendel, cho thấy các gen có cơ sở vật chất,
gắn chặt với cấu trúc tế bào. Di truyền học cổ điển có lúc được gọi là Di truyền Mendel – Morgan. T. H. Morgan được nhận giải Nobel vào năm 1934.
Năm 1920, N. I. Vavilov nêu ra quy luật về “các dãy tương đồng trong biến dị” và sau này nêu ra thuyết về các trung tâm giống cây trồng trên thế giới.
Năm 1925 – 1927, Muller chứng minh tác động gây đột biến của tia X, đặt cơ sở cho các nghiên cứu về đột biến nhân tạo.
Năm 1933, T. Painter phát hiện nhiễm
sắc thể khổng lồ ở côn trùng hai cánh (Diptere), đặt cơ sở cho việc
nghiên cứu đột biến nhiễm sắc thể và lập bản đồ di truyền tế bào.
Thập niên 1940, thuyết “một gen- một enzyme” đã đưa về cho George Beadle và Edward Tatum giải Nobel với công trình nghiên cứu trên nấm mốc Neurospora crassa chứng minh gen kiểm tra các phản ứng sinh hóa. Di truyền học có được bước phát triển mới: đi vào chi tiết hoạt động của gen.
Cũng trong những năm 1930 - 1940, Barbara McClintock phát hiện các gen di chuyển dọc trên nhiễm sắc thể mà sau này được gọi là các yếu tố di động (transposable elements) khi nghiên cứu trên ngô Zea mais. Bà được nhận giải Nobel vào năm 1983 khi ở tuổi 80.
Cho đến cuối những năm 40 của thế kỷ
XX, di truyền học được coi là ở giai đoạn kinh điển vì những nguyên lý
cơ bản đã được tìm ra, khái niệm gen được phát triển và cụ thể hóa cùng
với sự biểu hiện của chúng.
Sự phát triển của di truyền học phân tử
Sau thế chiến thứ hai, sự phát
triển mạnh mẽ của khoa học trên nhiều lĩnh vực đã dẫn đến nhiều phát
minh lớn cho Di truyền học ở cấp độ phân tử.
Tiếp nối nghiên cứu của Frederick
Griffith (1928), năm 1944, Oswald Avery, C. M. MacLeod và M. McCarty đã
xác định được bản chất của hiện tượng biến nạp và chứng minh DNA là vật
chất di truyền. Nhưng đến năm 1952, vai trò di truyền của DNA mới được
công nhận sau thí nghiệm tìm ra bản chất của hiện tượng tải nạp trên
phage T2 do Alfred Hershey và Martha Chase tiến hành.
Sự phát hiện cấu trúc chuỗi xoắn
kép của DNA vào năm 1953 bởi James Watson và Francis Crick là một trong
những khám phá quan trọng nhất trong lịch sử di truyền học. Nó đã mở ra
một cách hiểu mới về hoạt động của gen và sự di truyền ở cấp độ phân tử.
Bản chất hóa học của gen- đơn vị di truyền cơ bản trong hệ thống sống-
đã được làm sáng tỏ.
Năm 1956, học thuyết trung tâm (central dogma) của Sinh học phân tử được Francis Crick đề xuất.
Năm 1961, M. Nirenberg và J.
Matthei giải được những mã di truyền đầu tiên và đến năm 1966, toàn bộ
64 codon mã hóa đã được nhóm của M. Nirenberg và nhóm của H.G. Khorana
xác định.
Năm 1961, J. Monod và F. Jacob phát hiện cơ chế điều hòa sinh tổng hợp protein ở prokaryote theo mô hình operon.
Từ khi kỹ thuật di truyền ra đời cho đến nay
Từ đầu thập niên 70 thế kỷ XX, kỹ thuật di truyền ra đời đã tạo nên một cuộc cách mạng lớn trong Di truyền học và Sinh học.
Sự hiểu biết về gen ở mức độ từng nucleotide đã dẫn đến kỹ thuật mới: gây đột biến điểm định hướng.
Sự biến đổi định hướng trên gen dẫn đến sự thay đổi trình tự amino acid
trong phân tử protein một cách có chủ ý; từ đó thúc đẩy sự phát triển
của công nghệ protein.
Đầu những năm 1990, nghiên cứu in silico (trên máy điện toán) đã tạo thuận lợi lớn cho các nghiên Sinh học trong đó có Di truyền học.
Kỹ thuật di truyền đã kéo theo sự
bùng nổ của Công nghệ Sinh học, mang lại những ứng dụng to lớn nhưng
cũng đã đặt ra nhiều vấn đề đáng lo ngại đối với con người.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét