Công thức tạo ra sự sống trên Trái Đất cũng có thể tồn tại trên sao Hỏa

một ngày trướcBài gốc

Cách sự sống xuất hiện trên các hành tinh đá như Trái Đất (và có thể cả sao Hỏa) từ lâu vẫn là một trong những bí ẩn lớn nhất của khoa học. Nhiều bằng chứng cho thấy sự sống rất có thể đã bắt đầu với RNA.

RNA (axit ribonucleic) được cho là phân tử đã quản lý cách thông tin được tổ chức trong những dạng sống đầu tiên xuất hiện trong Hệ Mặt Trời. Không giống DNA có cấu trúc xoắn kép, RNA thường tồn tại dưới dạng chuỗi đơn. Nó đảm nhiệm hàng loạt chức năng, từ mang thông tin di truyền, xúc tác các phản ứng hóa học, điều hòa hoạt động của một số phân tử, cho tới sao chép các đoạn DNA để vận chuyển đến đúng vị trí cần thiết.

Nhà sinh học phân tử Steven Benner, thuộc Quỹ Tiến hóa Phân tử Ứng dụng (Foundation for Applied Molecular Evolution – FfAME), gần đây đã dẫn đầu một nghiên cứu cho thấy RNA là kết quả của việc các phân tử đơn giản hợp nhất với nhau trên bề mặt đá cách đây hàng tỷ năm, trong kỷ Hadean – giai đoạn sơ khai nhất của Trái Đất.

Trong khi nhiều loại đá cổ từng góp phần hình thành RNA trên Trái Đất nay đã bị chôn vùi hoặc biến mất, thì các vật liệu như đá bazan núi lửa, phosphate bị khử nước và khoáng vật chứa borax – vốn được cho là tồn tại trên những bề mặt đá này – vẫn còn hiện diện trên bề mặt bụi bặm của sao Hỏa. Sao Hỏa được xem là phản chiếu hình ảnh của Trái Đất khi còn rất trẻ, khoảng 4,3 tỷ năm trước.

Borax, hay natri tetraborat, thường được biết đến như một chất tẩy rửa. Tuy nhiên, các khoáng vật chứa borax lại có vai trò kiểm soát những phản ứng dẫn tới quá trình tổng hợp RNA, dù trước đây borate từng bị cho là cản trở một số bước trong quá trình hình thành RNA. Khung xương của RNA được tạo nên từ đường ribose và các nhóm phosphate xen kẽ. Ribose rất dễ bị phân hủy, nhưng lại đóng vai trò then chốt trong việc liên kết với phosphate, và các khoáng vật borax có thể giúp ổn định ribose.

“Quá trình tổng hợp RNA có thể đã xảy ra trong kỷ Hadean trên Trái Đất và kỷ Noachian trên sao Hỏa, trong cùng một môi trường địa chất duy nhất với sự hiện diện của borate, phosphate hoạt hóa và các carbohydrate hữu cơ được ổn định dưới dạng các phức sulfonate hoặc phức borate, bên trong các tầng chứa nước bị giới hạn bởi bazan và được hydrat hóa gián đoạn… có khả năng tiếp nhận vật chất hình thành trong khí quyển, cả trước và sau các vụ va chạm”, nhóm nghiên cứu viết trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí PNAS.

Phân tích các mẫu vật từ tiểu hành tinh Bennu do nhóm nghiên cứu tại Đại học Tohoku (Nhật Bản) thực hiện cũng ủng hộ giả thuyết rằng ribose là thành phần thiết yếu để hình thành RNA đầu tiên. Đáng chú ý, họ đã phát hiện ribose và glucose – hai hợp chất cơ bản của sinh hóa học – trong các mẫu do tàu vũ trụ OSIRIS-REx thu thập. Điều này làm dấy lên khả năng rằng những tiểu hành tinh khác, chứa các vật liệu tương tự, có thể đã mang chúng đến Trái Đất thông qua các vụ va chạm.

Thành phần đá đặc thù của Trái Đất thời kỳ sơ khai dường như cũng đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của RNA. Ông Benner cho rằng sao Hỏa cổ đại từng có các tầng chứa nước (những khối đá thấm cho phép nước ngầm lưu thông) lộ ra khí quyển nhiều hơn so với Trái Đất thời Hadean. Điều này có thể đã giúp các phân tử tiền sinh học không bị pha loãng và thất lạc trong đại dương mênh mông.

Ngoài ra, thủy tinh bazan – các silicat hình thành khi dung nham nguội đi hoặc khi đá bị nung chảy bởi va chạm tiểu hành tinh – nhiều khả năng đã giúp các thành phần của RNA liên kết với nhau thành những chuỗi dài.

Người ta cho rằng sự sống đã xuất hiện khá nhanh sau khi các phản ứng thích hợp diễn ra – chỉ vài trăm triệu năm sau khi Trái Đất trẻ đủ nguội để hỗ trợ sự sống. Dù vẫn cần thêm rất nhiều dữ liệu để chứng minh chính xác cách sự sống “bò ra” từ Trái Đất nguyên thủy (và có thể cả những hành tinh đá khác), nhưng bất chấp các bất định, ông Benner tin rằng hướng nghiên cứu này đang chạm tới cốt lõi vấn đề.

“Chúng tôi vẫn chưa hoàn tất”, ông nói trong một bài viết gần đây trên tạp chí Science, ám chỉ việc tất cả các thành phần của RNA cần phải có cùng một dạng hình học. Những bí ẩn vẫn còn đó.

Theo PM

Huyền Chi

Nguồn VietTimes : https://viettimes.vn/cong-thuc-tao-ra-su-song-tren-trai-dat-cung-co-the-ton-tai-tren-sao-hoa-post193491.html