Cứu vi sinh vật: Bước tiến quan trọng nhất trong bảo tồn đa dạng sinh học

Các nhà nghiên cứu đang kêu gọi phải bảo vệ những sinh vật nhỏ bé vẫn thường bị bỏ qua trong các mục tiêu bảo tồn.

Ảnh: Shutterstock

Trong khi các rạn san hô đang bị xóa sổ và tê tê thì đang bị săn trộm, việc kêu gọi bảo tồn các loài quá nhỏ để có thể nhìn thấy bằng mắt thường như vi khuẩn nghe có vẻ ngớ ngẩn. Nhưng đó chính xác là những gì tổ chức bảo tồn quốc tế lớn nhất thế giới đã làm trong thời gian gần đây.

Vào ngày 12/9, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) thông báo rằng họ đã thành lập “Nhóm chuyên gia bảo tồn vi sinh vật” - một lực lượng gồm các nhà khoa học, nhà bảo tồn và tình nguyện viên có sứ mệnh bảo vệ sự đa dạng sinh học của vi sinh vật trên hành tinh chúng ta.

Các thành viên của ủy ban cho biết vi khuẩn đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì sự sống trên Trái đất, đến mức mọi nỗ lực bảo vệ từng loài hoặc từng sinh cảnh riêng lẻ mà không tính đến các vi sinh vật mà chúng phụ thuộc vào đều sẽ trở nên vô ích. “Không có vi sinh vật thì không thể có bảo tồn”, Raquel Peixoto - nhà vi sinh vật học tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah và là thành viên của ủy ban mới - cho biết.

Vi sinh vật - một thuật ngữ chung chỉ vi khuẩn, nấm, virus và các dạng sống nhỏ bé khác - tồn tại ở khắp mọi nơi, từ những vùng sâu nhất của đại dương đến bề mặt da của con người. Theo ước tính của các nhà khoa học, có khoảng từ một nghìn tỷ đến 100 nghìn tỷ loài vi sinh vật như vậy. Mặc dù có rất nhiều vi sinh vật mà chúng ta không mong muốn phải chạm mặt, chẳng hạn như virus gây ra COVID-19 hay nấm gây bệnh nấm chân, nhưng vẫn còn vô số loài vi sinh vật mà chúng ta không thể sống thiếu.

Chẳng hạn, vi tảo và vi khuẩn lam là những vi sinh vật giúp sản sinh ra nhiều oxy hơn tất cả thực vật trên cạn. Vi khuẩn và nấm vi sinh làm giàu đất, chuyển hóa nitơ thành dạng giúp cây trồng phát triển, đồng thời phân hủy chất hữu cơ. Tại bất kỳ thời điểm nào, cơ thể của chúng ta cũng đều có khoảng 30 nghìn tỷ tế bào vi sinh, hỗ trợ từ hệ thống miễn dịch đến sức khỏe tinh thần. Sẽ không quá lời khi nói rằng vi sinh vật cần thiết cho mọi sự sống trên Trái đất.

Song, các nghiên cứu cho thấy công nghiệp hóa, mất môi trường sống, biến đổi khí hậu, lạm dụng kháng sinh và ô nhiễm đang khiến sự đa dạng vi sinh vật trên hành tinh chúng ta suy giảm với tốc độ chưa từng có. Đồng thời, sự suy giảm này rõ ràng cũng đang tác động tiêu cực đến sức khỏe của con người, động vật và các hệ sinh thái mà chúng ta phụ thuộc vào để sinh tồn. Vậy cần làm gì để giải quyết vấn đề này?

Trong một bài báo được công bố gần đây trên tạp chí Nature Microbiology, Peixoto và các thành viên ủy ban khác đã đưa ra các biện pháp thiết thực, từ việc thành lập các ngân hàng sinh học vi sinh (tương tự như Kho hạt giống toàn cầu Svalbard, nhưng dành cho vi sinh vật), bảo vệ môi trường sống tự nhiên của vi sinh vật cho đến việc phát triển các chất tăng cường lợi khuẩn cho con người, động vật và hệ sinh thái đang gặp nguy hiểm.

Từ trước đến nay, rất hiếm có những lời kêu gọi để bảo vệ vi sinh vật. “Vi sinh vật là nền tảng của hệ sinh thái nhưng hầu như vẫn bị bỏ qua trong công tác bảo tồn do những hạn chế về kỹ thuật, hạn chế trong việc hiểu biết về sự phức tạp của cấu trúc và chức năng của chúng, và sự ưu tiên cho những thứ mà người ta có thể nhìn thấy”, Elinne Becket - nhà vi sinh vật học tại Đại học Bang California, San Marcos - người không phải là thành viên của ủy ban mới - cho biết.

Chính vì vậy, việc thuyết phục các nhà bảo tồn truyền thống chú ý đến vi sinh vật khi đưa ra quyết định bảo tồn từ lâu đã là một việc rất khó khăn, theo Jack Gilbert - nhà sinh thái học vi sinh vật tại Viện Hải dương học Scripps và là thành viên của ủy ban mới. Mặc dù ban đầu một số người còn hoài nghi, nhưng ông cho biết nhiều nhà bảo tồn hiện đang lên tiếng ủng hộ ủy ban này, bởi công việc của ủy ban cuối cùng sẽ giúp họ bảo vệ các rạn san hô, tê tê, và nhiều loài khác.

Tất nhiên, việc xây dựng một khuôn khổ bảo tồn vi sinh vật sẽ đi kèm với những rào cản khoa học và khái niệm rất phức tạp, chẳng hạn như: (1) Xác định thế nào là một “loài vi sinh vật” theo các tiêu chí của Sách Đỏ; (2) Tích hợp thông tin hệ gene và thông tin sinh thái vào những hệ thống vốn được phát triển cho thực vật và động vật; và (3) Giải quyết quan niệm cho rằng vi sinh vật quá bền bỉ hoặc quá phức tạp nên không cần được bảo vệ.

“Việc bảo tồn vi sinh vật phải đối mặt với sự đa dạng khổng lồ nhưng vô hình và cấu trúc quần xã cực kỳ năng động - những điều đi ngược lại các khái niệm loài truyền thống. Những khó khăn trong việc phân loại, sự thiếu dữ liệu nền tảng dài hạn, và vấn đề đạo đức khi xử lý mẫu vi sinh vật (bao gồm các vi sinh vật gắn với cộng đồng bản địa hoặc cơ thể người) đều đòi hỏi phải có các định nghĩa mới về ‘mất mát’, ‘phục hồi’ và ‘quyền của vi sinh vật’”, ông nói. “Nhưng một cột mốc quan trọng đã đến khi IUCN phê chuẩn ‘Nhóm chuyên gia bảo tồn vi sinh vật’ là một Nhóm Chuyên trách, đánh dấu lần đầu tiên chính thức mở rộng phạm vi bảo tồn toàn cầu sang cả vi sinh vật”.

Các mục tiêu sắp tới của nhóm bao gồm: (1) Phát triển khuôn khổ Sách Đỏ dành cho vi sinh vật đầu tiên vào năm 2027; (2) Xây dựng bản đồ toàn cầu về các “điểm nóng” vi sinh vật trong đất, môi trường biển và các hệ vi sinh vật gắn với vật chủ; (3) Thử nghiệm các chiến lược bảo tồn như phục hồi sinh học bằng vi sinh vật (bioremediation), chế phẩm sinh học cho san hô, và phục hồi carbon trong đất; (4) Đảm bảo các chỉ báo vi sinh được tích hợp cùng với thực vật và động vật trong các mục tiêu đa dạng sinh học của IUCN và Liên Hợp Quốc vào năm 2030.

Nhìn về tương lai dài hạn, các chuyên gia cho rằng, đầu tư bền vững sẽ là yếu tố then chốt để mở rộng mạng lưới giám sát vi sinh vật toàn cầu. Những tiến bộ trong tương lai cũng phụ thuộc vào việc đưa vi sinh vật vào các chiến lược quốc gia về đa dạng sinh học và khí hậu, bao gồm các chính sách “30x30” (một nỗ lực toàn cầu để bảo vệ 30% đất và nước của thế giới vào năm 2030) và “Một sức khỏe” (cách tiếp cận liên ngành cho rằng sức khỏe của con người, động vật và môi trường có mối liên hệ chặt chẽ và phụ thuộc lẫn nhau). Bên cạnh đó, một ưu tiên quan trọng khác là xây dựng “năng lực hiểu biết vi sinh vật của công chúng, theo đó công nhận vi sinh vật là nền tảng của hệ sinh thái và sức khỏe con người”. Lộ trình dài hạn này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của các công cụ “bản sao số” (digital twin) và trí tuệ nhân tạo trong việc dự đoán cách các cộng đồng vi sinh vật phản ứng với những biến đổi của môi trường.

Tôi cho rằng việc thành lập liên minh bảo tồn vi sinh vật đã tái định nghĩa công tác bảo tồn - từ việc cứu từng loài riêng lẻ sang việc bảo vệ các mạng lưới sự sống vô hình vốn làm cho sự sống hữu hình trở nên khả thi - một sự chuyển đổi mô hình hướng tới sức khỏe của toàn hành tinh. Điều này cũng giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các công cụ vi sinh có thể hỗ trợ hoạt động bảo tồn, để từ đó chúng ta có thể sử dụng vi sinh vật học trong việc giải quyết những vấn đề lớn nhất của thế giới”, giáo sư Gilbert cho biết.

Bài đăng KH&PT số 1374 (số 50/2025)

Khoahocphattrien