Phát hiện bất ngờ về sự sống trên Trái đất

Nhà lý sinh học Dieter Braun từ Đại học Ludwig–Maximilians (Đức) và các cộng sự đã xác định được thứ là chìa khóa khiến các vật liệu hữu cơ trên trái đất không tồn tại dưới dạng nguyên sơ rời rạc như những hành tinh khác, mà có thể kết hợp để tạo ra sự sống: bong bóng dưới biển sâu.

Tại phòng thí nghiệm, họ đã tạo ra những mô hình gọi là “gradient nhiệt”, chứa dung dịch bị làm nóng một đầu và làm lạnh ở đầu còn lại, giúp các phân tử tiền thân sự sống trải qua sự thay đổi nhiệt độ gắt gao khi di chuyển giữa 2 đầu nóng – lạnh. “Nó giống như đại dương vi mô” – ông Braun nói.

Dưới đại dương, những ngọn núi lửa nóng bỏng đã thúc đẩy khói bốc lên, giải thoát những bong bóng khí nóng, thứ đối lập với môi trường gần đáy biển – nước sâu cực lạnh.

Sự thay đổi nhiệt độ nhanh và cực kỳ khó chịu khi tiếp xúc gần như đồng thời với một thứ cực lạnh và một thứ cực nóng đã kích thích các phân tử tiền thân sự sống biến đổi. Ví dụ các phân tử đường hóa thành tnh thể, một “khung xương” cho các nucleotide của RNA và DNA hình thành. Các axit hình thành chuỗi dài hơn, bước sơ khởi của của RNA. Cuối cùng, các phân tử tự sắ xếp thành các cấu trúc tế bào đơn giản.

Theo tác giả Braun, nếu không có các bong bóng này, các phân tử tiền thân sự sống sẽ bị khuyếch tán trong môi trường. Các bong bóng nhiệt như một chất xúc tác, một chiếc chìa khóa để kích hoạt chuỗi phản ứng tạo ra sự sống.

Điều này có thể chứng minh thêm cho giả thuyết rằng ở các hành tinh có hệ thống thủy nhiệt, như trái đất hay mặt trăng Enceladus của Sao Thổ, sự sống có thể được ra đời ngay tại nơi những khe thủy nhiệt phun ra hàng loạt bong bóng khí.

Tổng cộng 6 mô hình đại diện cho 6 giai đoạn khác nhau của sự sống nguyên thủy đã được tạo ra để chứng minh lý thuyết này.

“Mô hình của Braun là một đại diện chính xác của môi trường nguyên thủy. Braun và các đồng nghiệp đã gieo mầm cho thí nghiệm của họ với nhiều phân tử phức tạp cần thiết cho sự sống” – nhà hóa học Ramanarayanan Krishnamurthy từ Viện Hải dương học Scripps (Mỹ), người không tham gia nghiên cứu, bình luận với tờ Live Science. Tuy nhiên ông không loại trừ khả năng các đại dương cổ đại không có điều kiện thích hợp cho các dạng phân tử tiền thân đề cập ở trên, và sự sống đã được sinh ra theo con đường khác.

Bong bóng nóng bỏng từ lòng đất đi vào tầng nước lạnh lẽo nơi sâu của đại dương

Còn trước đó, các nhà khoa học thuộc Chương trình Khám phá Đại dương Quốc tế (IODP) đã phát hiện ra dấu hiệu sự sống trong mẫu đất đá lấy từ đúng vị trí lõi Trái Đất.

Ban đầu họ không có ý định tìm kiếm sự sống nhưng họ lại thấy đá dưới đáy biển phản ứng với nước mặn cho thấy rõ có sự sống.

Phát hiện này là bằng chứng rõ nhất về nơi không người vẫn có môi trường sống. Chúng ta chưa biết vì sao sự sống vẫn có thể tồn tại ở nơi khắc nghiệt như vậy.

Giáo sư Gretchen Bernasconi-Green tham gia đoàn thám hiểm, gọi đó là “cảm nhận khoa học”. Ông giải thích rằng: “Lỗ thông cấu tạo bằng canxi hoặc canxi carbon từ chất kiềm lỏng kết tủa. Đó là một dạng carbon dioxit ngưng kết tự nhiên”.

“Chúng tôi muốn biết có bao nhiêu khí carbon được lưu trữ trong đất đá như carbonat và tiềm ẩn sự cô lập, nhất là trong khí CO2 nhân tạo trên đáy biển hoặc trên đất liền. Phản ứng serpentin hóa hỗ trợ làm hình thành chất kiềm trong những lỗ phun thủy nhiệt”.

Nơi đó gần với “Thành phố đã mất” (thành phố Atlantis) có đĩa kiến tạo trôi dạt tạo thành những đoạn đứt lớn đưa đá từ lên bề mặt đất

Các chuyên gia đang cách ly các tế bào lấy từ mẫu đá để xem xét cụ thể trong phòng thí nghiệm. Hiện tại họ mới chỉ biết tế bào vi khuẩn nhưng họ sẽ sớm biết được có vi khuẩn hay không.

Trong đá lõi Trái Đất có khoáng chất olivine biến thành serpentin khi nó gặp nước ở nhiệt độ thấp, làm sản sinh ra hydro và metan. Cả hai chất khí này là nguồn năng lượng cho các cấu trúc siêu vi mà không cần ánh sáng.

Do đó, giáo sư Gretchen Bernasconi-Green cho rằng tế bào có thể dùng chất khí trong đá để thực hiện quá trình trao đổi chất.

Vi khuẩn có thể tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt. Chất kiềm lỏng thấm qua những lỗ phun làm cho sự sống tồn tại.

Tú Anh(T/h)

Tú Anh(T/h)