Mọi sự sống trên Trái Đất đều bắt nguồn từ một tổ tiên duy nhất thật sao?

[Bùi Minh Nhật]

Các nhà khoa học đã đẩy lùi nguồn gốc của LUCA tới hàng trăm triệu năm.

Mọi sự sống trên Trái Đất đều có thể bắt nguồn từ Tổ tiên chung cuối cùng của vũ trụ, hay LUCA.
Một nghiên cứu cho thấy sinh vật này có thể chỉ sống trên Trái Đất 400 triệu năm sau khi hình thành.
Phân tích sâu hơn cũng cho thấy dạng sống này có khả năng đã có hệ thống miễn dịch sớm, nghĩa là nó có thể chống lại vi-rút.
Sự sống trên Trái Đất phải bắt đầu từ đâu đó, và các nhà khoa học cho rằng “nơi nào đó” là LUCA - hay Tổ tiên chung cuối cùng của vũ trụ. Đúng như tên gọi của nó, sinh vật giống prokaryote này đại diện cho tổ tiên của mọi sinh vật sống, từ vi khuẩn nhỏ nhất đến loài cá voi xanh lớn nhất.

Trong khi Vụ nổ Cambri đã khởi động sự sống phức tạp theo cách lớn lao khoảng 530 triệu năm, thì dòng thời gian thực sự của sự sống trên Trái đất dài hơn nhiều. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã ước tính rằng LUCA có thể đã xuất hiện khoảng 4 tỷ năm, chỉ 600 triệu năm sau khi hành tinh hình thành.

Nhưng một nghiên cứu từ một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã đẩy mốc thời gian đó trở lại xa hơn nữa, khoảng 4,2 tỷ năm trước, đồng thời khám phá ra một số chi tiết hấp dẫn về cuộc sống của LUCA có thể như thế nào. Kết quả của nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Ecology & Evolution .
“Nguồn gốc chung của tất cả các dạng sống tế bào hiện tại được chứng minh bằng mã di truyền phổ quát, bộ máy tổng hợp protein, tính quang học chung của bộ 20 axit amin gần như phổ quát và việc sử dụng ATP như một loại tiền tệ năng lượng chung. Do đó, hiểu biết của chúng ta về LUCA tác động đến hiểu biết của chúng ta về quá trình tiến hóa ban đầu của sự sống trên Trái đất. LUCA là một sinh vật đơn giản hay phức tạp? Nó sống trong môi trường nào và khi nào?”
Để xác định chính xác thời điểm LUCA xuất hiện trên Trái Đất, các nhà khoa học đã phải làm ngược lại. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã so sánh các gen ở các loài còn sống và đếm các đột biến đã xảy ra kể từ khi chia sẻ tổ tiên chung với LUCA. Sử dụng phương trình di truyền dựa trên thời gian tách biệt giữa các loài, nhóm nghiên cứu đã tính toán được rằng LUCA hẳn đã hoạt động trên Trái Đất từ 400 triệu năm sau khi được tạo ra, điều này đặt sinh vật này vào giữa cơn ác mộng địa chất kinh hoàng được gọi là Hadean Eon.
"Lịch sử tiến hóa của gen trở nên phức tạp do sự trao đổi giữa các dòng dõi", Edmund Moody của Đại học Bristol, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố báo chí . "Chúng ta phải sử dụng các mô hình tiến hóa phức tạp để điều hòa lịch sử tiến hóa của gen với phả hệ của các loài".

Không hài lòng với việc chỉ biết tuổi của nó, nhóm nghiên cứu đã tiến xa hơn một bước và lần theo các đặc điểm sinh lý của các loài sống để hiểu LUCA phải như thế nào cách đây 4,2 tỷ năm—và kết quả đã đưa ra một số câu trả lời đáng ngạc nhiên. Các nhà khoa học ước tính rằng mặc dù LUCA là một sinh vật nhân sơ đơn giản, nhưng nó có khả năng có hệ thống miễn dịch, nghĩa là nó đã chống lại các loại vi-rút nguyên thủy.

"Rõ ràng là LUCA đã khai thác và thay đổi môi trường của nó, nhưng nó không có khả năng sống một mình", Tim Lenton của Đại học Exeter, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố báo chí. "Chất thải của nó sẽ là thức ăn cho các vi khuẩn khác, như vi khuẩn sinh metan, giúp tạo ra một hệ sinh thái tái chế".

Trong khi LUCA là tổ tiên chung lâu đời nhất mà chúng ta biết, các nhà khoa học vẫn chưa hiểu được cách sự sống tiến hóa từ nguồn gốc của nó đến các cộng đồng đầu tiên mà LUCA là một phần. Các nghiên cứu sâu hơn sẽ cần phải đi sâu hơn vào lịch sử nguyên thủy này và khám phá chính xác cách bạn, tôi và mọi sinh vật sống khác xuất hiện. (popularmechanics)