Hóa thạch cổ này khẳng định sự sống đã hình thành trên trái đất cách đây 3,5 tỉ năm và sớm hơn nữa

Sự sống trên trái đất đã có mặt cách đây ít nhất 3,5 tỉ năm và có thể sớm hơn thế, theo một nghiên cứu trên các vi hóa thạch do các nhà khoa học Mỹ thực hiện gần đây.

Để thực hiện nghiên cứu này, các nhà khoa học ở hai trường đại học California (UCLA) và Wisconsin–Madison đã phân tích 11 mẫu vi khuẩn thuộc 5 loài khác nhau. Trong số này có một vài vi khuẩn và vi trùng Archaea đã tuyệt chủng, còn lại là những mẫu tương tự sự sống vi khuẩn trên trái đất hôm nay.

Các vi hóa thạch (hóa thạch cực nhỏ) này nằm ở những phần khác nhau của một hòn đá ở Apex Chert được tìm thấy vào năm 1982, bao bọc bởi lớp thạch anh cứng bên ngoài. Kích cỡ mỗi vi hóa thạch chỉ khoảng 10 micromet chiều rộng và 8 mẫu sẽ tạo thành một sợi tóc người.;Một nghiên cứu khác sử dụng phân tích hóa thạch đã xác nhận các cấu trúc siêu nhỏ được tìm thấy trong hòn đá trên đúng là cấu trúc sinh học.

Mẫu đá lấy từ Apex Chart sau khi rời phòng thí nghiệm WiscSIMS của đại học Wisconsin (Ảnh: Phys)

Một trong các mẫu vi hóa thạch được phân tích (Ảnh:UCLA)

Apex Chert thuộc Tây Úc là một trong các mỏ đá cổ nhất và được bảo quản tốt nhất trên trái đất. 

mỏ đá cổ Apex Chert (Ảnh: John Valley)

Sử dụng một máy đo khối phổ thứ cấp ion tĩnh (SIMS-secondary ion mass spectrometer, thiết bị dò tìm tỉ lệ vật chất theo khối lượng từ một phần triệu đến một phần tỉ dựa trên tia ion và phân tích các ion thứ cấp bắn ra), các nhà nghiên cứu đã cô lập được các đồng vị carbon-12 và carbon-13 bên trong các vi hóa thạch. Các đồng vị carbon là những nguyên tử carbon có số lượng neutron khác nhau sẽ được so sánh với các mẫu đối chứng và các phần khác nhau của hòn đá mẫu.

Kết quả cho thấy, "sự khác nhau trong các tỉ lệ đồng vị carbon tương quan với hình dạng của chúng", theo giáo sư khoa học địa chất John Valley đến từ đại học Wisconsin–Madison. Sự tương quan này cho thấy đây đúng là các hóa thạch sinh học vì tỉ lệ C13 và C12 là đặc điểm của chức năng chuyển hóa và sinh học.

Máy đo SIMS ở đại học Wisconsin-Madison

Một hiện tượng thú vị ở các mẫu vật cổ này là chúng có thể được hình thành trong thời điểm chưa có oxy trên trái đất. Các nhà khoa học tin rằng các sinh vật tí hon này đã tồn tại trong môi trường khí metan (methane).

Theo giáo sư Valley và giám đốc trung tâm nghiên cứu về tiến hóa và nguồn gốc sự sống của UCLA, J. William Schopf, các nghiên cứu dạng này cho thấy cách thức mà sự sống phổ biến đã diễn ra trong vũ trụ. Nếu sự sống có thể tồn tại trong môi trường metan và không có oxy, có thể có nhiều loại sinh vật sống tồn tại trong các môi trường của những nguyên tố hóa học khác ở các hành tinh khác. Và còn một điều quan trọng hơn mà nghiên cứu này chỉ ra là "sự sống đã bắt đầu sớm hơn, dù chưa ai biết rõ sớm hơn bao lâu. (Nghiên cứu) xác nhận rằng không khó để sự sống nguyên thủy được hình thành và tiến hóa thành các vi sinh vật sống cao cấp hơn", Phys dẫn lại phát biểu của giám đốc Schopf.

Để đi đến kết quả được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences hôm thứ hai vừa qua (18/12), các giáo sư và nhà địa chất của UCLA và Wisconsin-Madison đã mất 10 năm tìm tòi các tiến trình phân tích vi hóa thạch hợp lý, tốn thời gian gấp 10 lần so với dự kiến. Thành quả này sẽ là nền tảng cho "nhiều phân tích vi hóa thạch được thực hiện trên các mẫu ở trái đất và những thiên thể hành tinh khác", giáo sư Valley bày tỏ.

Steve Trần (Theo Popular Mechanics, Phys)