Trang nhà > Khoa học > Không gian > Sự sống xuất hiện trên Trái đất như thế nào?

Sự sống xuất hiện trên Trái đất như thế nào?

Cập nhật: Đông Tỉnh

Thứ Hai 26, Tháng Giêng 2015

Sự sống xuất hiện khoảng 3,85 tỷ năm trước đây, trùng với lúc Trái đất bị "ném bom nặng nề’ bởi nhiều vật thể từ ngoài vũ trụ trong thời kỳ Late Heavy Bombardment (LHB). Liệu đây có phải là nghịch lý ? Một nhóm nghiên cứu người Séc dẫn đầu bởi Svatopluk Civiš và Martin Ferus* đã chứng minh điều ngược lại. Theo họ, sự sống có thể đã xuất hiện sau một cú va chạm đủ mạnh của thiên thạch. Vai trò chính trong cuộc thí nghiệm của họ là do máy phát tia laser Asterix đảm nhiệm, một trong ba cỗ máy mạnh nhất ở châu Âu.

Có đúng là chính do thiên thạch rơi mà đã mang lại sự phát triển của các sinh vật ở Trái đất này không ? Làm sao mô phỏng được sự kiện tương tự như vậy trong những điều kiện của một phòng thí nghiệm ? Tóm lược cuộc nghiên cứu trả lời hai câu hỏi lớn trên đã được tạp chí PNAS của Viện Hàn lâm khoa học Mỹ đăng tải và kết quả còn bao gồm những thông tin quan trọng khác, như:
- nhóm khoa học gia tại CH Séc hướng đến cái gọi là sự sống RNA, trong đó cơ sở mã hóa thông tin không phải là DNA mà là RNA.
- họ cũng cho biết sự sống không nhất thiết phải đến từ vũ trụ.

GIF - 20.6 kb
Sự trùng hợp thời kỳ LHB (hình A) và thời kỳ sự sống ra đời (h.B)

Phần lớn các giả thuyết trước đây về việc ra đời của sự sống đều bị thất bại bởi những bằng chứng hóa thạch cho thấy sự sống đã xuất hiện sớm bất ngờ ngay sau khi hình thành vỏ cứng của Trái đất do lớp dung nham trên bề mặt nguội dần. Vì vậy nhiều nhà nghiên cứu quay sang panspermie, một giả thuyết cho rằng sự sống đã được mang đến từ vũ trụ.

Nhưng kết quả nghiên cứu của nhóm khoa học gia Séc chỉ ra rằng sự sống không nhất thiết phải như thế mà hoàn toàn có thể sinh ra ngay trên Trái đất, mặc dù trong quá trình đó chính vũ trụ đã đóng một vai trò căn bản. Họ đã hướng đến cái gọi là sự sống RNA, trong đó vật mang mã di truyền không phải là các DNA mà là RNA. RNA khác ở chỗ có cấu trúc đơn giản hơn và thông tin di truyền được mã hóa nhờ bởi bộ tứ các phân tử khác với trường hợp DNA. Chính xác thì 3 trong số những phân tử đó (adenin, guanin, cytosin) vẫn giống nhau, trừ phân tử thứ tư là thyminu thì thay bằng uracyl. Tuy nhiên sự sống trên nền tảng RNA mới chỉ tồn tại thực tế ở dạng thức gọi là các virus RNA.

Một số lý thuyết cho rằng những sự sống đầu tiên đã hoạt động trên nguyên lý RNA. Những người theo hướng này tự bảo vệ bằng luận chứng rằng trong đại dương cổ đại có số lượng rất lớn một hợp chất hữu cơ đơn giản là formamid (H2NCOH2). Chừng nào có gì đó đập vào formamid rất mạnh thì nhờ năng lượng bổ sung sẽ có thể tạo ra adenin, guanin, cytosin và cả uracyl. Trái đất của chúng ta khoảng 3,85 tỷ năm trước đây đã sinh ra sự sống vào chính lúc nó quả thật bị va đập rất mạnh bởi thiên thạch từ ngoài vũ trụ rơi xuống và vì vậy đã có đủ năng lượng để xảy ra phản ứng đó. Việc còn lại bây giờ là thử nghiệm xem có đúng không.

Rất hiếm khi thiên thạch lớn rơi xuống Trái đất, cho nên các nhà khoa học Séc phải dùng cỗ máy phát tia laser công suất cao tên là Asterix, được nhập mua từ CHLB Đức với giá tượng trưng 1 mark vào năm 1998 để tập trung năng lượng hàng tỷ kilowatt trên một bề mặt nhỏ hơn 1cm vuông. Quả nhiên ở nơi tia sáng chạm vào bề mặt đó đã sinh ra tất cả 4 loại phân tử có khả năng mã hóa thông tin di truyền. Trước kia đã từng có những cuộc thử tương tự ở các nước khác nhưng thành tích không hoàn hảo vì năng lượng chưa đủ lớn. Các nhà khoa học Séc là nhóm đầu tiên đạt được kết quả mỹ mãn và tin cậy.

Bí mật về sự sống chưa được bật mí hoàn toàn sau thí nghiệm này, nhưng ít nhất ta đã thấy rằng một số vật liệu xây dựng cơ bản của nó có thể ra đời rất nhanh và ở ngay trên bề mặt Trái đất.

Đông Tỉnh tổng thuật từ các nguồn tin nước ngoài

* Nhóm công tác tại Viện Hóa học Vật lý J. Heyrovský thuộc AVČR (Viện Hàn lâm khoa học CH Séc)


Xem online : High-energy chemistry of formamide: A unified mechanism of nucleobase formation