Sự sống đã bắt đầu như thế nào? Một nhóm nghiên cứu quốc tế từ Nhật Bản, Malaysia, Vương quốc Anh và Đức cho rằng câu trả lời có thể nằm trong các dạng gel dính bám trên bề mặt, tồn tại từ rất lâu trước khi những tế bào đầu tiên xuất hiện.
Những hiểu biết của họ mang đến một góc nhìn mới để vừa lý giải nguồn gốc sự sống trên Trái Đất, vừa nhận diện khả năng tồn tại sự sống ở nơi khác.
Nghiên cứu được công bố trên ChemSystemsChem (một tạp chí hóa học liên ngành, xuất bản các nghiên cứu về mọi lĩnh vực và khía cạnh có liên quan tới hóa học).
Các lý thuyết và vai trò của gel
Câu hỏi về việc sự sống bắt đầu như thế nào đã khiến nhân loại băn khoăn suốt nhiều thế kỷ. Dù không ai có thể quay về quá khứ để chứng kiến tia lửa sự sống đầu tiên, các nhà khoa học vẫn tiếp tục ghép nối những câu chuyện khả thi dựa trên hóa học, vật lý và địa chất.
“Trong khi nhiều giả thuyết tập trung vào chức năng của các phân tử sinh học và các polymer sinh học, lý thuyết của chúng tôi lại kết hợp vai trò của các dạng gel trong nguồn gốc của sự sống,” Tony Z. Jia, giáo sư tại Đại học Hiroshima và là đồng tác giả chính của bài báo, cho biết.
Trong mô hình “gel tiền sinh học” mới được đề xuất, nhóm nghiên cứu gợi ý rằng sự sống có thể đã khởi nguồn bên trong các mảng gel bám trên bề mặt - những vật liệu dính, bán rắn, có các đặc tính tương tự như các màng sinh học vi sinh vật ngày nay, tức những lớp vi khuẩn mỏng tồn tại phổ biến trên đá, mặt ao hồ và thậm chí cả các vật thể nhân tạo.
Dựa trên hóa học chất mềm và những hiểu biết từ sinh học hiện đại, nghiên cứu lập luận rằng các gel nguyên thủy như vậy có thể đã cung cấp cấu trúc và chức năng cần thiết để các hệ hóa học ban đầu trở nên phức tạp dần, rất lâu trước khi tế bào đầu tiên xuất hiện.
Tác động đối với tiến hóa và sinh học thiên văn
Bằng cách giữ lại và tổ chức các phân tử, các gel tiền sinh học có thể đã vượt qua những rào cản quan trọng trong hóa học tiền sự sống thông qua việc cho phép phân tử tập trung, giữ lại có chọn lọc và bình ổn môi trường. Bên trong các gel này, các hệ hóa học sơ khai có thể đã phát triển những hành vi tiền chuyển hóa và tự sao chép, đặt nền móng cho quá trình tiến hóa sinh học.
“Đây chỉ là một trong rất nhiều giả thuyết trong lĩnh vực nghiên cứu nguồn gốc sự sống,” Kuhan Chandru, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Không gian, Đại học Quốc gia Malaysia (UKM) và là đồng tác giả chính, cho biết.
“Tuy nhiên, vì vai trò của gel phần lớn bị bỏ qua, chúng tôi muốn tổng hợp những nghiên cứu rời rạc thành một câu chuyện mạch lạc đưa các gel nguyên thủy vào trung tâm của cuộc tranh luận.”
Các nhà nghiên cứu cũng mở rộng ý tưởng này sang sinh học thiên văn, đề xuất rằng các hệ giống gel tương tự có thể tồn tại trên những hành tinh khác. Chúng có thể là các dạng tương tự phi Trái Đất của màng sinh học, được cấu tạo từ các khối hóa học khác nhau tùy theo từng môi trường.
Quan điểm này mở rộng phạm vi tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất bằng cách gợi ý rằng có lẽ các cấu trúc (chứ không chỉ các hóa chất cụ thể) có thể là mục tiêu tiếp theo của các nhiệm vụ tìm kiếm sự sống.
Các bước tiếp theo trong nghiên cứu gel
Nhóm nghiên cứu dự định khảo sát mô hình của họ bằng thực nghiệm, thông qua việc tìm hiểu cách những dạng gel như vậy (được cấu thành từ các hóa chất đơn giản) có thể đã hình thành trong điều kiện Trái Đất sơ khai, và những đặc tính mà chúng có thể mang lại cho các hệ hóa học đang hình thành.
“Chúng tôi cũng hy vọng rằng công trình của mình sẽ truyền cảm hứng để những người khác trong lĩnh vực tiếp tục khám phá giả thuyết này và những giả thuyết khác còn ít được nghiên cứu về nguồn gốc sự sống,” Ramona Khanum, đồng tác giả đầu tiên của bài báo và là cựu thực tập sinh tại UKM, cho biết.
Lyr
Theo Phys.org
