Khám Phá Tổ Tiên Thủy Tổ Của Sự Sống Trên Trái Đất

Tổ tiên chung phổ quát mà mọi sinh vật hiện nay đều có nguồn gốc từ một tế bào đơn bào xuất hiện cách đây 4.2 tỷ năm.

Gần đây, các nhà khoa học đã công bố một nghiên cứu thú vị cho thấy mọi sinh vật sống trên hành tinh này đều bắt nguồn từ một tế bào đơn bào được gọi là LUCA (Last Universal Common Ancestor). Điều này không chỉ mở ra một cái nhìn mới về sự tiến hóa mà còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những điều kiện mà Trái đất đã trải qua trong những ngày đầu hình thành. Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Ecology and Evolution, đã chỉ ra rằng LUCA không khác biệt quá nhiều so với các loại vi khuẩn hiện đại.

Các tế bào sống ngày nay trên Trái đất đều có chung một số đặc điểm như cấu trúc protein tương tự, cách thức sử dụng năng lượng (ATP) và việc lưu trữ thông tin thông qua ADN. Những điểm tương đồng này không thể chỉ được xem như sự trùng hợp, mà chúng cho thấy rằng sự sống như chúng ta biết hiện nay có nguồn gốc từ một nguồn duy nhất.

LUCA được cho là đã sống gần các lỗ thông hơi dưới đáy biển hoặc trong các ao hồ nhỏ. Để nghiên cứu nguồn gốc của LUCA, các nhà nghiên cứu đã phân tích khoảng 2000 gene từ các vi khuẩn hiện đại nhằm tìm ra mối liên hệ. Nếu thành công, họ có thể xác nhận LUCA chính là thủy tổ của chúng ta.

Sinh vật đơn bào LUCA.

Các nhà nghiên cứu đã xác định rằng LUCA có thể đã xuất hiện trên Trái đất khoảng 3.8 tỷ năm trước và là nguồn gốc của hai dạng sống đơn giản đầu tiên, bao gồm vi khuẩn và các vi khuẩn cổ. Nghiên cứu hiện tại không chỉ dừng lại ở đó; nhóm nghiên cứu còn so sánh gene của 700 loài vi khuẩn hiện nay để tìm hiểu về sự đa dạng của sự sống. Họ đếm các đột biến trong gene để tính toán thời gian mà LUCA có thể đã sống.

Kết quả cho thấy LUCA sống vào khoảng 4,2 tỷ năm trước. Sandra Álvarez-Carretero, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu và là nghiên cứu sinh tại Đại học Bristol, đã cho biết rằng họ không ngờ LUCA lại cổ xưa đến vậy, chỉ xuất hiện vài trăm triệu năm sau khi Trái đất hình thành. Thời kỳ này, Trái đất có những đại dương nóng và rất ít oxy.

Bằng việc phân loại các gene theo chức năng, nhóm nghiên cứu đã có thể hiểu rõ hơn về cách mà LUCA sống và kiếm ăn. Mặc dù họ chưa xác định chính xác nơi mà LUCA sống, nhưng có những gợi ý cho thấy nó có thể cư trú ở những khu vực nước nóng hoặc gần các miệng phun thủy nhiệt nông. LUCA có khả năng chịu đựng nhiệt độ cao và có thể ‘thở’ mà không cần oxy, thay vào đó, nó phụ thuộc vào sản phẩm thải của các sinh vật khác trong sinh thái.

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

Nghiên cứu còn phát hiện LUCA không phải là sinh vật đơn độc. Bằng chứng cho thấy quá trình trao đổi chất của nó có thể đã lấy năng lượng từ vật chất hữu cơ mà các sinh vật khác phân giải. Thêm vào đó, LUCA có những gene có khả năng kháng lại virus.

Các phát hiện này không chỉ làm sáng tỏ nguồn gốc của sự sống trên Trái đất mà còn mở ra những suy nghĩ thú vị về khả năng tồn tại của sự sống trên các hành tinh khác. Philip Donoghue, một trong những đồng tác giả, cho biết: “Điều này gợi ý rằng sự sống có thể đang phát triển mạnh mẽ tại những hệ sinh thái tương tự như Trái đất ở những nơi khác trong vũ trụ.”