Mọi sinh vật sống đều cần đến các tế bào cũng như các nguồn năng lượng để có thể duy trì sự tái tạo. Nếu không có các yếu tố cơ bản này, các sinh vật sống trên Trái Đất sẽ mất đi khả năng tái sinh và ngừng tồn tại.
Cho đến gần đây các nhà khoa học mới bắt đầu hiểu rõ hơn về phốt phát, một trong các yếu tố căn bản như đã nêu trên. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Hawaii ở Manoa đã hợp tác với các đồng nghiệp khác tại Pháp và Đài Loan để tìm ra các bằng chứng mới cho thấy thành phần này đã được hình thành ở ngoài vũ trụ và được đưa đến Trái Đất qua các thiên thạch hoặc sao chổi trong thời kỳ một tỷ năm đầu tiên khi Trái Đất mới hình thành. Các hợp chất phốt pho sau đó được thiết lập bên trong các phân tử sinh học của các tế bào trong các sinh vật sống trên Trái Đất.
Nghiên cứu đột phá này đã được trình bày trong "Sự tổ hợp của các phốt pho oxoacid liên sao", của một cử nhân Đại học Hawaii là Andrew Turner, hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học Pikeville, cùng giáo sư hóa học Ralf Kaiser tại Đại học Hawaii. Bài nghiên cứu này có trong số tháng 9 của tờ Nature Communications.
Theo như nghiên cứu, phốt phát và acid diphosphoric là hai yếu tố cực kỳ quan trọng trong việc hình thành sinh học phân tử. Chúng là các thành phần chính của nhiễm sắc thể và mang theo thông tin di truyền ADN. Cùng với các phospholipid trong màng tế bào và các adenosine triphosphate đóng vai trò mang năng lượng trong tế bào, chúng hình thành nên các vật chất tự tái tạo tồn tại bên trong mọi sinh vật sống.
Trong một buồng chân không cao lạnh tới 5K (-268 độ C) tại phòng thí nghiệm hóa học thiên văn W.M. Keck ở Đại học Hawaii, nhóm nghiên cứu đã tái tạo lại được các hạt băng trong môi trường liên sao được phủ carbon dioxide và nước, có mặt khắp nơi bên trong các đám mây phân tử lạnh và phosphine. Khi chúng tiếp xúc với bức xạ ion hóa dưới dạng các hạt electron năng lượng lớn nhằm mô phỏng các tia vũ trụ trong không gian, nhiều oxoacid phosphorus như acid phosphoric và acid diphosphoric đã được tổng hợp thông qua các phản ứng không cân bằng.
Turner, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Trên Trái Đất, phosphine sẽ gây tử vong cho các sinh vật sống. Tuy nhiên, khi ở không gian liên sao, một hóa chất phosphine kỳ lạ có thể thúc đẩy các phản ứng hóa học hiếm gặp để bắt đầu sự hình thành các phân tử sinh học như oxoacid phosphorus, dần dần châm ngòi cho sự tiến hóa phân tử của sự sống như chúng ta đã biết."
Kaiser cũng cho biết thêm: "Các phosphorus oxoacid được phát hiện trong các thí nghiệm của chúng tôi qua sự kết hợp của các phân tích phức tạp liên quan đến laser, cùng với các máy đo quang phổ cũng như các máy sắc ký khí, cũng có thể đã được hình thành bên trong các lớp băng của các sao chổi như sao chổi 67P (còn gọi là Churyumov-Gerasimenko), vốn có chứa thành phần phốt pho được cho là có nguồn gốc từ phosphine." Kaiser cho biết các thí nghiệm này cũng có thể được ứng dụng vào việc lần tìm nhiều loại chất nổ và ma túy.
"Do các sao chổi có chứa ít nhất một phần tàn dư của vật liệu đĩa tiền hành tinh tạo nên Hệ Mặt Trời của chúng ta, các hợp chất này có thể được tìm ra ở bất cứ nơi nào có đủ lượng băng chứa phosphine trong môi trường liên sao."
Sau khi được các thiên thạch và sao chổi đưa đến Trái Đất, các phosphorus oxoacid này có thể đưa phốt pho vào thành phần hóa học tiền sinh học của Trái Đất. Do đó, việc hiểu về quá trình tổng hợp các oxoacid này là rất cần thiết đối với với việc xác định nguồn gốc các hợp chất phốt pho tiền sinh học hòa tan trong nước và cách mà chúng kết hợp với sinh vật không chỉ trên Trái Đất mà cả ở những nơi tiềm năng khác trong vũ trụ.
Dự án này được Turner và Kaiser thực hiện với sự hợp tác cùng Meinert và Agnes Chang ở Đại học Quốc gia Dong Hwa (Đài Loan).
Tuấn Phong
Theo Science Daily
