Thứ Năm, 27 tháng 12, 2018

CÂU CHUYỆN KHOA HỌC 102/5 (Sinh học)

(ĐC sưu tầm trên NET)

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 | 15/05/2016 09:01

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 | 05/04/2016 14:13

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.

Giống lạc Arachis ipaensis ( bên trái)- Arachis duranensis (bên phải).

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

K.P, Theo Pháp luật xã hội 00:00 22/01/2014

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 1

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 2

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 3

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 4

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 5

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 6

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 7

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 8

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 9

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 10

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 11

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 12

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…

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 13

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.

5 cuộc Đại Tuyệt chủng đáng sợ trong lịch sử Trái đất 14

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

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.

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.

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.

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.

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.

Lịch sử vũ khí sinh học và nguy cơ của Ebola

GD&TĐ 12/08/14 22:48 GMT+7 Gốc

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.

Giáo trình sinh học đại cương

Science and Technology

Lịch sử phát triển của di truyền học

Tác giả: Nguyễn Hải

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.

Đại Chúng

Trang