The microbial jungles all over the place (and you) - Scott Chimileski and Roberto Kolter

Những khu rừng vi sinh vật ở mọi nơi (và bạn) - Scott Chimileski và Roberto Kolter

Translator: Trinh Le Reviewer: Uyên Võ

As we walk through our daily environments,

Khi chúng ta đi qua môi trường sống hàng ngày,

we're surrounded by exotic creatures

chúng ta bị bao vây bởi những sinh vật kỳ lạ

that are too small to see with the naked eye.

quá nhỏ để có thể thấy được bằng mắt thường.

We usually imagine these microscopic organisms, or microbes,

Chúng ta thường tưởng tượng những sinh vật cực nhỏ hay vi sinh vật

như những tế bào phi xã hội tự trôi nổi xung quanh.

as asocial cells that float around by themselves.

But in reality, microbes gather by the millions

Nhưng trên thực tế, hàng triệu vi sinh vật tập hợp lại

to form vast communities known as biofilms.

tạo thành cộng đồng lớn hơn gọi là màng sinh học.

Natural biofilms are like miniature jungles

Các màng sinh học tự nhiên giống như những khu rừng thu nhỏ

filled with many kinds of microbes from across the web of life.

được lấp đầy bởi nhiều loài vi sinh vật từ khắp các ngõ ngách của cuộc sống.

Bacteria and archaea mingle with other microbes

Vi khuẩn và vi khuẩn cổ tương tác với các vi sinh vật khác

like algae, fungi, and protozoa,

như tảo, nấm, và động vật nguyên sinh,

forming dense, organized structures that grow on almost any surface.

tạo thành các cấu trúc có tổ chức dày đặc phát triển trên hầu hết mọi bề mặt.

When you pad across a river bottom,

Khi bạn đi qua đáy một con sông,

touch the rind of an aged cheese,

chạm vào vỏ miếng pho mát thối,

tend your garden soil,

xới đất trong vườn,

or brush your teeth,

hay đánh răng,

you're coming into contact with these invisible ecosystems.

bạn đang tiếp xúc với các hệ sinh thái vô hình này.

To see how biofilms come about,

Để xem cách các màng sinh học hình thành,

let's watch one as it develops on a submerged river rock.

hãy xem cách một màng sinh học phát triển trên một tảng đá ở đáy sông.

This type of biofilm might begin with a few bacteria

Loại màng sinh học này có thể bắt đầu với một vài vi khuẩn

swimming through their liquid environment.

trôi trong môi trường chất lỏng của chúng.

The cells use rotating flagella to propel towards the surface of the rock,

Các tế bào sử dụng luân phiên các roi để bơi về phía bề mặt của tảng đá,

which they attach to with the help of sticky appendages.

nơi chúng gắn kết nhờ sự giúp đỡ của phần nếp dính.

Then, they start producing an extracellular matrix

Sau đó, chúng bắt đầu sản xuất một màng ngoại bào

that holds them together as they divide and reproduce.

giữ chúng lại với nhau khi chúng phân chia và sinh sản.

Before long, microcolonies arise,

Không lâu sau, đế chế vi sinh phát sinh,

clusters of cells sheathed in this slimy, glue-like material.

các cụm tế bào co cụm trong chất nhầy giống như keo này.

Microcolonies grow to become towers,

Các đế chế vi sinh phát triển thành tháp,

while water channels flow around them,

trong khi các kênh nước chảy xung quanh,

functioning like a basic circulatory system.

có chức năng như hệ thống tuần hoàn cơ bản.

But why do microbes build such complex communities

Nhưng tại sao vi khuẩn xây dựng cộng đồng phức tạp như vậy

when they could live alone?

trong khi chúng có thể sống một mình?

For one thing, microbes living in a biofilm

Một, vi sinh vật sống trong màng sinh học

are rooted in a relatively stable microenvironment

được bắt rễ trong một môi trường tương đối ổn định

where they may have access to a nutrient source.

nơi chúng có thể truy cập đến nguồn dinh dưỡng.

There's also safety in numbers.

Ngoài ra còn có sự an toàn về số lượng.

Out in the deep, dark wilderness of the microbial world,

Trong thế giới sâu thẳm, tối tăm, hoang dã của vi sinh vật,

isolated microbes face serious risks.

các vi sinh vật đơn độc phải đối mặt với các rủi ro nguy hiểm.

Predators want to eat them,

Động vật săn mồi muốn ăn chúng,

immune systems seek to destroy them,

hệ thống miễn dịch tìm cách tiêu diệt chúng,

and there are physical dangers, too,

và cả các những nguy hiểm vật lý nữa,

like running out of water and drying up.

như hết nước và bị chết khô.

However, in a biofilm, the extracellular matrix

Tuy vậy, ở trong màng sinh học, màng ngoại bào

shields microbes from external threats.

bảo vệ vi sinh vật khỏi các mối đe doạ bên ngoài.

Biofilms also enable interactions between individual cells.

Màng sinh học cũng cho phép các tương tác giữa các tế bào.

When microbes are packed against each other in close proximity,

Khi các vi sinh vật được xếp ở gần nhau,

they can communicate,

chúng có thể giao tiếp,

exchange genetic information,

trao đổi thông tin di truyền,

and engage in cooperative and competitive social behaviors.

và tham gia vào các hoạt động xã hội hợp tác và cạnh tranh.

Take the soil in your garden,

Lấy ví dụ đất trong vườn nhà bạn,

home to thousands of bacterial species.

ngôi nhà của hàng ngàn loài vi khuẩn.

As one species colonizes a plant root,

Khi một loài bắt đầu cắm rễ,

its individual cells might differentiate into various subpopulations,

những tế bào riêng biệt của nó có thể tách thành nhiều nhóm quần thể,

each carrying out a specific task.

mỗi nhóm lại có một nhiệm vụ cụ thể.

Matrix producers pump out the extracellular goo,

Màng ngoại bào sản xuất ra dịch ngoại bào,

swimmers assemble flagella and are free to move about or migrate,

các nhà bơi lội lắp ráp roi và được tự do đi lại và di chuyển,

and spore-formers produce dormant, tough endospores

và tiền bào tử sản xuất ra nội bào tử ngủ đông cứng cáp

that survive starvation,

có thể tồn tại qua cơn đói,

temperature extremes,

nhiệt độ cực hạn,

and harmful radiation.

và các bức xạ có hại.

This phenomenon is called division of labor.

Hiện tượng này gọi là sự phân công lao động.

Ultimately, it gives rise to a sophisticated system of cooperation

Cuối cùng, nó làm phát sinh một hệ thống hợp tác phức tạp

that's somewhat like a multicellular organism in itself.

phần nào giống như một sinh vật đa bào trong chính nó.

But because biofilms often contain many different microbes

Nhưng bởi vì màng sinh học thường có nhiều loại vi sinh vật khác nhau

that aren't closely related to each other,

mà không liên quan chặt chẽ với nhau lắm,

interactions can also be competitive.

sự tương tác cũng có thể là sự cạnh tranh.

Bacteria launch vicious attacks on their competitors

Vi khuẩn khởi động các cuộc tấn công tàn bạo với các đối thủ

by secreting chemicals into the environment,

bằng cách tiết hoá chất vào môi trường,

or by deploying molecular spears to inject nearby cells with toxins

hoặc triển khai các gai phân tử để tiêm độc tố vào các tế bào lân cận

that literally blow them up.

và làm nổ chúng.

In the end, competition is all about resources.

Sau cùng, cạnh tranh là bởi vì nguồn thực phẩm.

If one species eliminates another,

Nếu một loại loại bỏ loài khác,

it keeps more space and food for itself.

nó có nhiều không gian và thức ăn hơn cho chính nó.

Although this dramatic life cycle occurs beyond the limits of our vision,

Mặc dù vòng đời đầy kịch tính này diễn ra ngoài tầm mắt của chúng ta,

microbial communities provide humans and other species with tangible,

cộng đồng vì sinh vật cung cấp cho con người và các loài khác

and sometimes even delicious, benefits.

ích lợi nhìn thấy và ăn được.

Microbes make up a major fraction of the biomass on Earth

Vi sinh vật tạo nên một phần lớn sinh khối trên Trái Đất

and play a critical role within the global ecosystem

và có vai trò quan trọng đối với hệ sinh thái toàn cầu

that supports all larger organisms,

hỗ trợ tất cả các sinh vật lớn hơn,

including us.

kể cả chúng ta.

They produce much of the oxygen we breath,

Chúng sản xuất oxy chúng ta thở,

and are recruited to clean up environmental pollution, like oil spills,

và được dùng để làm sạch môi trường ô nhiễm , như dầu tràn,

or to treat our waste water.

hay để xử lỷ nước thải.

Not to mention, biofilms are normal and flavor enhancing parts

Chưa kể đến, màng sinh học là phần bình thường cũng như làm tăng hương vị

of many of the foods we enjoy,

của rất nhiều loại thực phẩm ta thích,

including cheese,

như pho mát,

salami,

xúc xích Ý salami,

and kombucha.

và trà lên men kombucha.

So the next time you brush your teeth,

Nên lần tới bạn đánh răng,

bite into that cheese rind,

cắn vào vỏ pho mát,

sift through garden soil,

sàng đất trong vườn,

or skip a river stone,

hay nhảy qua một hòn đá dưới sông,

look as close as you can.

hãy nhìn thật kỹ có thể.

Imagine the microbial jungles all around you

Tưởng tượng ra khu rừng vi sinh vật ở xung quanh bạn

waiting to be discovered and explored.

đang chờ đợi được phát hiện và khám phá.