Một sai lầm hàng thế kỷ về nguồn gốc của sự sống

[Bùi Minh Nhật]

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) đang làm lung lay những giả định lâu nay về cách sự sống xuất hiện trên Trái đất. Các nhà khoa học từ Đại học Arizona đã phân tích các axit amin các khối xây dựng protein để hiểu rõ hơn về tổ tiên chung phổ quát cuối cùng (LUCA), dạng sống cổ xưa nhất được cho là tổ tiên của toàn bộ sinh giới ngày nay.

Trong thời gian dài, các nhà khoa học tin rằng axit amin xuất hiện theo một trật tự nhất định, dựa trên tần suất chúng được tìm thấy trong các sinh vật sơ khai. Tuy nhiên, nghiên cứu mới chỉ ra rằng cách suy luận đó có thể bị lệch do thiên kiến sinh học tức là chúng ta thường đánh giá quá cao dữ liệu từ sinh vật sống, mà bỏ qua khả năng của các phản ứng phi sinh học từng tồn tại trên Trái đất sơ khai.

Nhóm nghiên cứu đã dùng phần mềm chuyên dụng và cơ sở dữ liệu khổng lồ từ Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia để xây dựng cây tiến hóa cho các miền protein những đoạn protein thực hiện chức năng chuyên biệt. Theo tác giả chính Sawsan Wehbi, miền protein có thể được hình dung như “bánh xe” trên một chiếc ô tô: chúng có thể được sử dụng trong nhiều loại “xe” khác nhau và đã tồn tại rất lâu trước khi những “chiếc xe” ấy được lắp ráp hoàn chỉnh.

Một trong những phát hiện đáng chú ý nhất liên quan đến tryptophan axit amin thường bị gán là nguyên nhân gây buồn ngủ sau bữa tiệc Lễ Tạ ơn. Mặc dù từng được xem là axit amin xuất hiện cuối cùng trong chuỗi tiến hóa, nghiên cứu mới cho thấy nó thực sự phổ biến hơn trong dữ liệu trước LUCA so với sau đó chênh lệch 25%. Điều này cho thấy bức tranh về sự sống nguyên thủy có thể phức tạp hơn rất nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ.

Ý nghĩa vượt ra ngoài Trái đất: Enceladus và dấu vết của sự sống​

Không chỉ giúp hiểu rõ hơn về chính chúng ta, nghiên cứu này còn mở rộng khả năng tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất. Các nhà khoa học gợi ý rằng một số axit amin đặc biệt là axit amin thơm có thể hình thành tại các ranh giới nước-đá của đại dương ngầm trên Enceladus, một trong những mặt trăng của Sao Thổ. Đây là nơi có các lỗ thông thủy nhiệt tương tự như môi trường từng được cho là cái nôi khai sinh sự sống trên Trái đất.

Nghiên cứu cũng cho rằng mã di truyền như chúng ta biết ngày nay có thể không phải là mã duy nhất từng tồn tại. Trong thời kỳ sơ khai, có thể đã tồn tại nhiều mã di truyền cạnh tranh, sử dụng cả những axit amin “không chuẩn” mà ngày nay chúng ta không còn thấy nữa.

Dù chưa có câu trả lời chắc chắn, điều rõ ràng là việc hiểu sự sống bắt đầu như thế nào không chỉ kể lại câu chuyện Trái đất, mà còn là chìa khóa để tìm kiếm sự sống trên các thế giới khác trong vũ trụ. (popularmechanics)