Những thay đổi về DNA của Tảo silic có thể xác định được hiện trạng ô nhiễm nguồn nước

Tảo cát hay còn gọi là Tảo silic là một nhóm tảo đơn bào đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi xuất hiện trong môi trường nước mà nó sinh sống. Đây là lý do tại sao chúng được sử dụng như chỉ số sinh học (bioindicators) cho công tác giám sát sinh học của chất lượng nước. Tuy nhiên, nhận dạng của loài tảo này trong các mẫu sông đòi hỏi rất nhiều thời gian và kỹ năng nghiên cứu.  Các nhà sinh học từ Đại học Geneva (UNIGE), Thụy Sĩ, đã thành công trong việc thiết lập một chỉ số chất lượng nước chỉ dựa trên các chuỗi DNA của tảo cát có mặt trong các mẫu, mà không cần phải xác định trực quan mỗi loài.
 

Thay vì phải nghiên cứu nhiều mẫu, theo dõi quá trình sinh trưởng và phát triển của các loài tảo silic ở trong nước, các nhà nghiên cứu đã tìm ra phương pháp mới để xác định chỉ số sinh học quy mô phân tử - theo sự sắp xếp của chuỗi DNA của Tảo silic. Đây thực sự là một đột phá mang tính cách mạng về nghiên cứu chất lượng và hiện trạng nguồn nước sông, hồ. Đặc biệt,  nghiên cứu này đã được công bố trên Tạp chí sinh thái học phân tử, nghiên cứu đưa ra một công cụ đặc biệt trong nghiên cứu phân tử cho phép nghiên cứu toàn diện với chi phí thấp hơn và thời gian ngắn hơn nhiều so với trước kia. 


Phân tử tảo có kích thước 0.01 và 0.02mm, bao gồm một cá thể đơn bào có lớp vỏ silic bao quanh. Tảo sẽ có màu xanh khi ở trong môi trường nước sạch, trở thành màu vàng cam khi sống trong môi trường nước ô nhiễm - UNIGE
 

Mức độ ô nhiễm của các dòng sông phát sinh từ hoạt động của con người được đánh giá bằng nhiều chỉ số sinh học khác nhau. Và để đánh giá tình trạng sinh thái của một con sông thì dựa trên số lượng và sự đa dạng của các sinh vật được lựa chọn là chỉ số sinh học (bioindicators), dựa trên sở thích và khả năng chịu ô nhiễm sinh thái của chúng. Liên minh châu Âu và Thụy Sĩ khuyến cáo sử dụng loài tảo cát – một loài đơn bào có cấu trúc được bao phủ lớp vỏ silicat bên ngoài là một chỉ số sinh học (bioindicators) lý tưởng cho các con sông và hồ. 
 

Chất lượng nước của dòng sông được xác định bằng cách dùng các chỉ số sinh học Tảo cát (tảo silic) của Thụy sĩ (DI-CH) là những con số để xác định và phân loại hiện trạng sinh thái của sông. 
 

Phối hợp với Trung tâm nghiên cứu dịch vụ sinh thái nước Geneva (SECOE) và cơ quan môi trường PhycoEco ở La Chaux-de-Fonds, Thụy Sĩ, các nhà nghiên cứu đã phân tích 90 mẫu lấy ở các sông khác nhau ở Thụy Sĩ và xác định chỉ số sinh học của các loài bằng cách sử dụng DI-CH.Từ đó họ đã thiết lập và đề xuất một hệ thống công cụ, tài liệu tham khảo để xác định các chỉ số phân tử dựa trên trình tự sắp xếp các chuỗi DNA đặc trưng của tảo Silic có thể xuất hiện trong nước. 
 

 

"Toàn bộ loạt các chuỗi ADN tiết lộ trong mỗi mẫu tương ứng với một chỉ số chất lượng DI-CH cụ thể. Mỗi một chuỗi có sự phân bố khác nhau và có thể phát hiện được khối lượng khác nhau từ các mẫu nghiên cứu. Sau khi kết hợp tổng thể các các dữ liệu này, các nhà nghiên cứu có thể tính toán được giá trị sinh thái của mỗi một loại chuỗi mà không cần xác định loài tảo đó là tảo nào. 

 

Chỉ số phân tử thích hợp nhất cho nghiên cứu môi trường nước
 

Cách tiếp cận này làm cho nó có thể để xác định chất lượng nước cho  tất cả các giá trị sinh thái. "Đánh giá của chúng tôi là chính xác cho gần 80% số mẫu, đây là con số ấn tượng trong nghiên cứu khoa học. Trong tương lai nhóm hướng tới phân tích quy mô lớn hơn với số lượng mẫu nhiều hơn, đa dạng hơn sẽ cho phép nhóm hiệu chỉnh phương pháp mới này chính xác và hiệu quả hơn” - Ông Jan Pawlowski, đại diện nhóm nghiên cứu phát biểu.
 

 Việc xử lý đồng bộ của một số lượng lớn các mẫu trong thời gian kỷ lục và với chi phí thấp không chỉ là lợi thế duy nhất của công cụ mới này, mà chỉ số phân tử được phát triển bởi các nhà sinh vật học từ UNIGE này có thể dễ dàng thích nghi với các nhóm chỉ số sinh học đơn bào khác (bioindicators). Có thể nói, Tảo silic thực sự là một phát minh lớn trong việc nghiên cứu, theo dõi nhiều loại hình hệ sinh thái thủy sinh trong nguồn nước.