Nguồn gốc của sự sống bắt đầu từ đâu?

Một nghiên cứu mới tìm ra bí mật chung về nguồn gốc của mọi sự sống trên trái đất có thể sống được ở suối nước nóng nơi có chứa nhiều sắt và ít oxy.

"Tổ tiên chung" của sự sống trên trái đất hay LUCA là tên mà nhà khoa học nhắc đến khi nói về nguồn gốc của mọi sự sống. Phần lớn LUCA tồn tại không chắc chắc, trong khi nghiên cứu trước kia khuyên rằng nó ít hơn một "bát súp" hóa học từ quá trình hình thành chuyển dần sang các hình dạng phức tạp hơn. Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng nó có thể là một sinh vật phức tạp cùng với cấu trúc rắc rối.

Để hiểu hơn về LUCA sống ở đâu và như thế nào, các nhà nghiên cứu đã phân tích 6,1 triệu gen từ những sinh vật nguyên thủy - sinh vật đơn bào siêu nhỏ, thiếu nhân tế bào tách biệt. Vi khuẩn là ví dụ về sinh vật chưa có nhân, trong khi đó động vật, thực vật và nấm lại là những sinh vật có nhân hay dạng sinh sống của DNA là nằm trong nhân tế bào. Những nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng những sinh vật nguyên thủy là nhóm xuất hiện sớm nhất trên trái đất và từ sinh vật không có nhân trở thành sinh vật có nhân.

Các nhà nghiên cứu tập hợp những nhóm gen đã tìm thấy trong nhiều nhóm khác nhau của sinh vật nguyên thủy. Sau khi chỉ ra điểm giống và khác nhau của chúng, các nhà nghiên cứu đã tạo ra cây gia phả của những gen đó. Điều này giúp các nhà khoa học tìm ra được gen nào lớn nhất trong những sinh vật nguyên thủy và vì thế, hầu hết chúng được thừa hưởng từ LUCA.

Nhà khoa học thử nghiệm các gen theo kế hoạch chi tiết dành cho protein (Một số gen không hướng đến việc sản xuất ra protein). Các nhà nghiên cứu đã tìm ra 286,514 nhóm protein nhưng chỉ có 355 nhóm phù hợp với tiêu chuẩn nghiêm ngặt mà các nhà nghiên cứu đưa ra trong tiềm năng sẵn có của LUCA. Nghiên cứu trước kia chưa phát hiện hết chức năng của gen này nên bây giờ họ làm rõ hơn về môi trường và lối sống của LUCA.

Nghiên cứu của tác giả William Martin - một nhà vi sinh vật học của trường đại học Heinrich Heine tại Duseldorf, Đức có nói rằng: "Chúng tôi có cơ hội quan sát gần hết tổ tiên ngày xưa của chúng ta sống ở đâu và như thế nào. Môi trường đó vẫn còn tồn tại tới bây giờ và lối sống của các tế bào giống với LUCA".

LUCA ưa nhiệt nên có thể phát triển ở những nơi có nhiệt độ khá cao và kỵ khí - không cần oxy để phát triển. Ngược lại, LUCA phải sống trong môi trường giàu hyđrô, cacbon điôrit, nitơ và sắt. Những nơi này cũng có chứa sulphur và selen.

Các nhà khoa học kết luận rằng hiện nay vẫn còn nhiều sinh vật nguyên thủy sống trong môi trường như vậy, được gọi tên là lỗ thông thủy nhiệt gồm các suối nước nóng ở trên đất liền cũng như các khe nứt ở gần đáy biển núi lửa. Những sinh vật hiện đại này gồm vi khuẩn hình que và cổ khuẩn sinh methane.

Martin trả lời trang báo Live Science rằng: "Điều thú vị là một số vi khuẩn vẫn sống ở chỗ hộc tường sinh vật học nơi mà sự sống đã tồn tại từ 4 tỉ năm trước".

Ngày 25 tháng 7 năm 2017, các nhà khoa học đã tổng hợp kết quả của họ trên trang mạng của tạp chí Nature Microbiology.

03/12/2017

• Bạn có tò mò, tổ tiên của các loại rau quả ngày nay có hình dáng như thế nào