Các nhà khoa học vẫn không biết sự sống đầu tiên trên Trái đất bắt đầu như thế nào, tại sao?

Bình luận Văn Thiện • 23:49, 19/08/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Bạn có thể nhìn thấy sự sống ở bất kỳ nơi nào trên Trái đất. Đó có thể là chim bồ câu trong công viên hay các vi sinh vật vô hình bao phủ mọi bề mặt. Nhưng khi hành tinh của chúng ta được sinh ra cách đây 4,5 tỷ năm, nó không có sự sống. Làm thế nào mà sự sống đầu tiên xuất hiện?

Câu trả lời ngắn gọn là chúng ta không biết. Nếu chúng ta biết, chúng ta đã có thể tái tạo nó. Các nhà khoa học có thể cho các hóa chất phù hợp vào một hộp kín ở điều kiện thích hợp và khi họ mở nó ra, họ sẽ tìm thấy các sinh vật sống. Không ai từng làm được điều này.

Các nhà khoa học đã rất cố gắng để tìm ra manh mối về nguồn gốc sự sống.

Chúng ta có thể bắt đầu xem xét với những điều đơn giản nhất: sự sống được xây dựng bằng gì và những thành phần đó đến từ đâu? Các cơ thể sống chứa hàng nghìn chất hóa học: như protein và axit nucleic mang thông tin di truyền. Những chất hóa học này rất phức tạp, nhưng giờ đây chúng ta biết rằng các bộ phận cấu thành của chúng hình thành khá dễ dàng.

Bằng chứng đầu tiên về điều này được công bố vào năm 1953 bởi một nhà hóa học trẻ tuổi tên là Stanley Miller. Ông cho nước và ba loại khí vào một thiết bị thủy tinh, mô phỏng biển và không khí của Trái đất trẻ. Miller đun nóng nước và sốc điện trong không khí để mô phỏng tia sét. Trong vòng vài ngày, thiết lập này đã tạo ra một axit amin: một đoạn protein.

Kể từ đó, các nhà khoa học đã thực hiện nhiều nghiên cứu tương tự. Trong nghiên cứu được công bố vào tháng 9/2020, các nhà nghiên cứu do Sara Szymkuć đứng đầu, đã biên soạn hàng chục thí nghiệm. Họ đã tạo ra một “bản đồ” chỉ ra cách các chất hóa học có thể chuyển hóa thành chất khác. Bắt đầu với chỉ sáu chất hóa học quen thuộc hàng ngày, chẳng hạn như nước và khí mê-tan, chúng có thể tạo ra hàng chục nghìn chất được tìm thấy trong các sinh vật sống.

Các nghiên cứu kể trên cho thấy Trái đất trẻ từng là một nhà máy sản xuất các hóa chất sinh học. Nhưng có nhiều hóa chất này không nhất thiết sẽ mang lại sự sống, tương tự như việc một đống gạch sẽ không tự động trở thành một ngôi nhà.

Đây là lúc mọi thứ trở nên phức tạp, bởi vì chúng ta phải nghĩ về điều gì làm cho các hóa chất kết hợp thành sự sống. Nhìn chung, chúng cần ba điều kiện. Đầu tiên, các dạng sống phải có lớp vỏ để bảo vệ bên trong nó. Thứ hai, chúng phải biết tự kiếm ăn. Điều này liên quan đến các phản ứng hóa học phức tạp. Và thứ ba, sự sống phải tự tái tạo, có nghĩa là nó phải có gen mà nó có thể truyền lại.

Nghiên cứu về nguồn gốc của sự sống trong 50 năm qua đã mới chỉ nỗ lực tạo ra một trong những điều kiện trên một cách riêng biệt: ví dụ, cho một phân tử di truyền tái tạo bằng cách sao chép chính nó.

Tuy nhiên, ba điều kiện kể trên không thể tách rời, chúng cần nhau. Hơn nữa, nếu Trái đất làm tốt công việc tạo ra tất cả các chất hóa học của sự sống, thì có thể cả ba điều kiện được hình thành đồng thời ở cùng một nơi, chẳng hạn trong một không gian hạn chế như lỗ thông hơi thủy nhiệt dưới đáy biển sâu hoặc một hồ trên đất liền. Nhưng nếu vậy các thí nghiệm mô phỏng các dạng không gian đó trong phòng thí nghiệm phải có thể tạo ra sự sống.

Chính xác nguồn gốc của sự sống vẫn chưa rõ ràng. Điều đó vẫn gần như hoàn toàn bí ẩn đối với các nhà khoa học khi họ mới chỉ hiểu được cách các hóa chất của sự sống được hình thành như thế nào trên Trái đất.

Văn Thiện



BÀI CHỌN LỌC

Các nhà khoa học vẫn không biết sự sống đầu tiên trên Trái đất bắt đầu như thế nào, tại sao?