Khám Phá Tổ Tiên Của Tất Cả Sự Sống Trên Trái Đất

Khi nào và nơi nào là cái nôi của sự sống trên hành tinh của chúng ta?

Các nhà khoa học đã thực hiện một nghiên cứu quan trọng, xác định rằng tất cả sự sống hiện tại trên Trái Đất đều bắt nguồn từ một sinh vật đơn bào đã tồn tại khoảng 4,2 tỷ năm trước, chỉ vài trăm triệu năm sau khi hành tinh này hình thành. Theo thông tin từ Live Science vào ngày 24 tháng 8, sinh vật này được gọi là Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng, hay LUCA (Last Universal Common Ancestor).

Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Ecology and Evolution, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng LUCA có cấu trúc tương tự như những vi khuẩn phức tạp hiện nay. Tất cả các dạng sống tế bào hiện tại đều chia sẻ một số đặc điểm quan trọng như cách sử dụng các khối protein giống nhau, cùng một dạng năng lượng (ATP) và tất cả đều lưu trữ thông tin bằng ADN. Những yếu tố này không thể chỉ là sự tình cờ mà là minh chứng cho sự phát triển từ một nguồn gốc chung duy nhất.

Người ta cho rằng LUCA tạo thành trong những môi trường khắc nghiệt, có thể ở gần các lỗ thông hơi dưới đáy biển hoặc trong những ao hồ nhỏ. Để hiểu rõ hơn về LUCA, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích gần 2000 gene của các vi khuẩn hiện đại, nhằm tìm kiếm mối liên hệ giữa chúng và LUCA. Nếu tìm ra tương đồng, điều đó sẽ củng cố luận điểm rằng LUCA chính là tổ tiên của tất cả sinh vật hiện nay.

Sinh vật đơn bào Luca.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng LUCA xuất hiện từ cách đây khoảng 3,8 tỷ năm và là nguồn gốc của hai dạng sống đơn giản đầu tiên, bao gồm vi khuẩn và vi khuẩn cổ. Mới đây, nhóm nghiên cứu đã so sánh bộ gene của 700 loài vi khuẩn hiện nay và vi sinh vật cổ để tìm hiểu rõ hơn về thời điểm LUCA sống.

Kết quả cho thấy rằng LUCA sống cách đây khoảng 4,2 tỷ năm. Theo Sandra Álvarez-Carretero, một trong các tác giả nghiên cứu tại Đại học Bristol, “Chúng tôi đã không ngờ rằng LUCA lại cổ xưa như vậy, hình thành chỉ vài trăm triệu năm sau khi Trái Đất được tạo ra”. Vào thời điểm đó, Trái Đất không thích hợp cho sự sống với những đại dương nóng và khí quyển nghèo oxy.

Bằng cách phân loại các gene dựa trên chức năng, nhóm nghiên cứu có thể khám phá những yếu tố như cách LUCA tồn tại, nơi sinh sống và nguồn thức ăn. Mặc dù không xác định chính xác môi trường sống, nhưng có manh mối cho rằng LUCA có thể sống dưới nước ở các miệng phun thủy nhiệt hoặc trong các mạch nước nóng. Nó có khả năng chịu nhiệt độ cực cao và không cần oxy để duy trì sự sống.

Mô phỏng LUCA bị virus tấn công cách đây 4,2 tỷ năm. (Ảnh: Science Graphic Design).

Bằng chứng mới từ nghiên cứu cho thấy LUCA không sống đơn độc, mà có thể đã tạo ra các con đường trao đổi chất cùng với những sinh vật khác. Nó có khả năng lấy năng lượng từ vật chất hữu cơ do các vi sinh vật khác phân hủy và có các gene giúp chống lại sự tấn công của virus.

Nghiên cứu này không chỉ mở ra những hiểu biết thú vị về LUCA mà còn gợi ý rằng sự sống có thể đang nảy nở trong những môi trường tương tự trên các hành tinh khác. Theo học giả Philip Donoghue tại Đại học Bristol, “Điều này cho thấy sự sống có thể tồn tại một cách phong phú tại những sinh quyển giống Trái Đất ở nơi khác trong vũ trụ”.