Sự sống bắt đầu từ một vũng nước trên Trái Đất?

Các chu kỳ sấy khô ban ngày và tái ướt ban đêm của các vũng nước có thể làm khởi phát các phản ứng hóa sinh thiết yếu cho sự sống bắt đầu hình thành trên Trái Đất thuở sơ khai. Ảnh: Corbis

Các nhà nghiên cứu phát hiện, sự khô cạn của một vũng nước dưới nắng và việc nó tái ướt dưới cơn mưa có thể đã tạo điều kiện cho quá trình hóa sinh then chốt, thiết yếu cho sự sống hình thành.

Một phản ứng hóa học, cho phép các polypeptide kết lại thành chuỗi (khi đủ dài sẽ hình thành các protein), đã xảy ra chỉ sau 20 chu kỳ của sự bay hơi ban ngày và làm ẩm ướt ban đêm.

Các tác giả của nghiên cứu trên nói, khám phá của họ ủng hộ các giả thuyết cho rằng, sự sống có thể bắt đầu trên đất khô và có lẽ ở cả sa mạc, cách đây khoảng 4 tỉ năm.

Giáo sư Nicholas Hud, một nhà hóa học thuộc Viện Công nghệ Georgia (Mỹ), người đứng đầu nghiên cứu, nhấn mạnh: "Tính đơn giản của việc dùng các chu kỳ làm ướt - khử nước để thúc đẩy các đặc tính hóa học cần thiết cho sự sống thực sự đáng chú ý. Dường như, đất khô hạn đã cung cấp một môi trường vô cùng thuận lợi để có được các đặc tính hóa học cần thiết cho sự sống khởi phát".

Báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Angewandte Chemie cho biết, việc trộn 2 khối xây dựng sinh hóa cơ bản - amino axit và hydroxy axit - trong nước liên tục khô và tái tạo, có thể khiến chúng hình thành các phân tử phức hợp. Nhóm nghiên cứu nhận thấy, các chu kỳ làm ướt và sấy khô dẫn tới sự tan vỡ và tái tổ hợp của các phân tử hữu cơ thành các chuỗi ngẫu nhiên.

Amino axit là các khối xây dựng cơ bản của mọi protein, trong khi hydroxy axit là các hợp chất hóa học có tính axit một cách tự nhiên. Các nhà sinh vật học vũ trụ đã phát hiện bằng chứng cho thấy, những hợp chất này có thể tồn tại trên các thiên thạch.

Thông qua thực nghiệm, giáo sư Hud và các cộng sự khám phá ra rằng, các hydroxy axit kết hợp trong các chu kỳ làm ẩm - sấy khô lặp đi lặp để tạo thành một polyester. Việc này sau đó tạo điều kiện cho sự hình thành các kết nối giữa các amino axit để tạo ra các peptide có độ dài tới 14 amino axit.

Nghiên cứu trước đây từng cho thấy, các polypeptide có thể được tạo ra thông qua việc đung nóng chúng qua ngưỡng sôi của nước, nhưng nghiên cứu mới ám chỉ, các phản ứng này cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều (65^oC) như đã được phát hiện trên mặt đất. Quá trình này có thể đã dẫn tới sự hình thành các phân tử mới giống enzyme, đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng hóa học khác cần thiết cho sự sống.