Hé lộ lời giải cho bí ẩn 150 năm về nguồn gốc sự sống

một giờ trướcBài gốc

Các phân tử “đối quang” (chiral molecules) có thể tương tác khác nhau với electron và từ trường, qua đó tạo ra sự thiên lệch tự nhiên trong quá trình hình thành sự sống sơ khai. Ảnh minh họa: astrobiology.nasa.gov

Nghiên cứu do các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Weizmann và Đại học Hebrew thực hiện, vừa công bố trên tạp chí Science Advances, cho thấy các phân tử “đối quang” (chiral molecules) có thể tương tác khác nhau với electron và từ trường, qua đó tạo ra sự thiên lệch tự nhiên trong quá trình hình thành sự sống sơ khai.

Các phân tử đối quang tồn tại dưới hai dạng phản chiếu giống như bàn tay trái và tay phải. Dù có cấu trúc gần như giống hệt nhau, sinh vật sống trên Trái Đất lại chỉ sử dụng một dạng nhất định. Protein trong cơ thể sinh vật sử dụng dạng “tay trái”, trong khi đường, ADN và ARN sử dụng dạng “tay phải”. Đây là bí ẩn khiến giới khoa học tranh luận hơn 150 năm qua vì theo các quy luật vật lý và hóa học truyền thống, hai dạng này phải có năng lượng và tính chất giống nhau.

Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Ron Naaman và Giáo sư Yossi Paltiel dẫn đầu phát hiện rằng electron khi di chuyển qua hai dạng phân tử đối xứng sẽ cảm nhận cường độ từ trường khác nhau. Trong một số vật liệu đối quang như vàng chiral, chênh lệch này có thể lên tới khoảng 30%.

Theo các nhà khoa học, electron hoạt động như những nam châm siêu nhỏ có “spin” hay hướng từ tính riêng. Khi đi qua các phân tử đối quang, electron chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc, khiến chúng chịu tác động từ trường khác nhau tùy từng dạng phân tử. Điều này tạo ra sự khác biệt về khả năng truyền electron giữa hai dạng “ảnh gương”, từ đó làm thay đổi hành vi hóa học và vật lý của chúng.

Nhóm nghiên cứu cho rằng phát hiện này hỗ trợ giả thuyết sự sống đầu tiên trên Trái Đất có thể hình thành trên các bề mặt khoáng chất từ tính ở đáy các hồ cổ đại giàu magnetite, một loại khoáng vật có từ tính mạnh. Trong môi trường đó, chỉ một dạng phân tử đối quang có lợi thế tương tác với bề mặt từ tính, tích tụ và kết tinh thành cấu trúc ổn định, dần trở thành dạng chiếm ưu thế trong tự nhiên.

Các nhà khoa học cho biết cơ chế này có thể giải thích vì sao ARN nguyên thủy trên Trái Đất chỉ phát triển theo dạng “tay phải”, kéo theo protein sinh học phát triển theo dạng “tay trái”.

Nghiên cứu cũng cho thấy nhiệt độ lý tưởng để các phân tử đối quang lựa chọn electron theo “spin” phù hợp nằm trong khoảng 60-80 độ C, tương đồng với nhiệt độ ước tính tại đáy các hồ cổ đại được cho là nơi sự sống đầu tiên xuất hiện.

Ngoài ý nghĩa liên quan nguồn gốc sự sống, nhóm nghiên cứu cho rằng phát hiện mới có thể mở ra ứng dụng công nghiệp quan trọng trong sản xuất thuốc, phân bón và thuốc trừ sâu. Theo đó, các bề mặt từ tính có thể giúp chọn lọc chính xác dạng phân tử mong muốn trong quá trình kết tinh, qua đó giảm nguy cơ tạo ra các hợp chất kém hiệu quả hoặc độc hại.

Theo giới khoa học Israel, nghiên cứu này được đánh giá là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực hóa học, vật lý lượng tử và sinh học phân tử, đồng thời góp phần củng cố giả thuyết về vai trò của từ trường trong sự hình thành sự sống trên Trái Đất.

Đức Trung (TTXVN)

Nguồn Tin Tức TTXVN : https://baotintuc.vn/khoa-hoc-cong-nghe/he-lo-loi-giai-cho-bi-an-150-nam-ve-nguon-goc-su-song-20260522111111660.htm