Mikali Nguyễn
Nguồn tin và chi tiết: https://www.zmescience.com/science/biology/origin-of-life-john-sutherland/
HCD: Tóm tắt nội dung bài báo (có thể bản dịch nguyên văn nằm dưới phần tóm tắt)
Giáo sư John Sutherland (Đại học Cambridge), một trong những nhà hóa học hàng đầu thế giới đang nỗ lực giải mã câu hỏi lớn nhất của khoa học: Sự sống bắt đầu như thế nào?
Dưới đây là phần giải thích chi tiết các luận điểm chính trong bài:
1. Bài toán "Con gà và quả trứng" của sinh học (Catch-22)
Trước đây, các nhà khoa học gặp bế tắc vì sự sống hiện đại là một vòng lặp không có lối thoát:
- DNA/RNA cần thiết để lưu trữ thông tin di truyền.
- Nhưng để sao chép DNA/RNA, bạn cần Protein (enzyme).
- Để tạo ra Protein, bạn lại cần mã di truyền từ DNA/RNA.
- Tất cả những thứ này cần được bao bọc trong Lipid (màng tế bào), nhưng việc tạo ra Lipid lại cần đến các enzyme (protein).
Nó giống như một con rắn tự ăn đuôi mình (Ouroboros) — mọi thứ đều cần những thứ khác hiện hữu trước thì chúng mới tồn tại được.
2. Giải pháp của John Sutherland: Hóa học hệ thống (Systems Chemistry)
Thay vì cố gắng tìm xem cái nào có trước, Sutherland lập luận rằng tất cả có thể đã xuất hiện cùng một lúc từ cùng một môi trường hóa học.
- Nguyên liệu đơn giản: Chỉ cần Hydrogen Cyanide (HCN), Hydrogen Sulfide ($H_2S$), ánh sáng tia cực tím (UV) và các khoáng chất đơn giản.
- Cyanide – "Kẻ sát nhân" (=chất độc) lại là "nguồn sống": Dù ngày nay Cyanide là chất độc, nhưng trên Trái đất sơ khai (chưa có oxy), nó là nguồn cung cấp Carbon và Nitơ cực kỳ hiệu quả. Nó "sẵn lòng" phản ứng để tạo ra các cấu trúc phức tạp hơn.
- Kết quả: Nhóm của ông đã chứng minh được rằng từ những nguyên liệu thô sơ này, họ có thể tạo ra các tiền chất của cả 3 thành phần: RNA, Axit amin (tạo protein) và Lipid.
3. Không cần "Phép màu", chỉ cần đúng bối cảnh
Sutherland không tin rằng sự sống nảy sinh từ một "nồi súp nguyên thủy" duy nhất. Thay vào đó, ông mô tả Trái đất sơ khai như một "mảnh ghép của các môi trường":
- Mỗi phản ứng hóa học cần điều kiện hơi khác nhau (nhiệt độ, chất xúc tác kim loại khác nhau).
- Nước mưa, thủy triều và sự xói mòn sẽ đóng vai trò "người vận chuyển", đưa các phân tử được tạo ra ở những nơi khác nhau đến trộn lẫn với nhau, dần dần tạo nên sự phức tạp.
4. Sự sụp đổ của "Thuyết sức sống" (Vitalism)
Vitalism là niềm tin cổ xưa cho rằng sinh vật sống có một "luồng sinh khí" hay sức mạnh kỳ bí nào đó mà hóa học không giải thích được.
- Sutherland tin rằng chúng ta đang tiến rất gần đến thời điểm có thể tạo ra sự sống từ những chất hóa học không sống trong phòng thí nghiệm.
- Nếu thành công, điều này sẽ chứng minh rằng sự sống chỉ là một hệ quả tất yếu của hóa học và vật lý, không cần đến phép màu hay sự can thiệp siêu nhiên.
5. Ý nghĩa đối với việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất
Nếu các phản ứng này là "mạnh mẽ" và dễ xảy ra (chỉ cần có Cyanide, Lưu huỳnh, nước và năng lượng), thì sự sống có thể không hề hiếm trong vũ trụ.
- Nó giúp các nhà thiên văn học biết chính xác nên tìm kiếm loại khí (biosignatures) nào trên các hành tinh xa xôi.
- Nếu chúng ta tìm thấy sự sống ở nơi khác có cùng cấu trúc hóa học với chúng ta, điều đó chứng tỏ vũ trụ có một "con đường hẹp" duy nhất để hình thành sự sống.
6. Cách "Đào hầm từ hai phía"
Bài báo mô tả một hình ảnh rất thú vị về sự giao thoa khoa học:
- Từ trên xuống (Top-down): Các nhà sinh học tổng hợp đang cố gắng đơn giản hóa các vi khuẩn hiện đại (như E. coli) để xem mức tối thiểu để duy trì sự sống là gì.
- Từ dưới lên (Bottom-up): Các nhà hóa học như Sutherland đang đi từ các phân tử vô cơ lên các khối xây dựng sự sống.
Hai hướng nghiên cứu này giống như đang đào một đường hầm xuyên qua 3,7 tỷ năm lịch sử. Khi chúng gặp nhau ở giữa, chúng ta sẽ có câu trả lời hoàn chỉnh về nguồn gốc loài người.
HCD: Các bạn muốn vào chi tiết xin đọc nguyên văn tiếng Anh link trên