Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng là một tế bào sống cách đây 4,2 tỷ năm, khi Trái đất có những đại dương nóng và rất ít oxy.

Các nhà nghiên cứu phát hiện, mọi sinh vật sống ngày nay đều bắt nguồn từ một tế bào sống cách đây 4,2 tỷ năm, chỉ vài trăm triệu năm sau khi Trái đất hình thành, Live Science hôm 24/8 đưa tin. Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng (LUCA) hay đầy đủ hơn là Luca - Last Universal Common Ancestor. không quá khác biệt so với những vi khuẩn tương đối phức tạp ngày nay. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Ecology and Evolution.

Mọi sự sống tế bào trên Trái đất ngày nay đều có chung một số đặc điểm chính như sử dụng các khối protein giống nhau, sử dụng cùng dạng năng lượng để cung cấp cho tế bào (ATP), và mọi tế bào đều sử dụng ADN để lưu trữ thông tin. Những điểm chung này khó có thể là tình cờ mà cho thấy sự sống như con người biết ngày nay xuất phát từ một nguồn duy nhất.

Người ta cho rằng Luca xuất hiện ở gần những lỗ thông hơi dưới đáy biển, trong khi một số ý kiến khác cho rằng chúng hiện diện ở những ao hồ nhỏ. Các nhà nghiên cứu bắt đầu nghiên cứu Luca bằng cách tìm hiểu khoảng 2000 gene của các vi khuẩn hiện nay, để tìm hiểu các nguồn gốc liên quan giữa vi khuẩn hiện đại và Luca. Nếu tìm được mối liên quan thì có thể khẳng định Luca chính là thủy tổ của chúng ta, là nguồn gốc của mọi sự sống trên Trái đất hiện nay.

Sinh vật đơn bào Luca.

Luca được cho là xuất hiện trên Trái đất từ cách đây 3,8 tỉ năm trước, nó là nguồn gốc của 2 dạng sống đơn giản đầu tiên trên thế giới, gồm vi khuẩn và các loại vi khuẩn cổ và sau này có thể là cây cối và các loài động vật. Nhưng trong nghiên cứu mới, các chuyên gia muốn xác định nguồn gốc của tế bào này chính xác hơn. Họ so sánh tất cả các gene trong 700 loài vi khuẩn ngày nay và vi sinh vật cổ. Sau đó, họ đếm các đột biến đã xảy ra trong bộ gene và trong 57 gene chung của tất cả 700 sinh vật, sử dụng tốc độ đột biến ước tính để tính toán thời điểm LUCA sống.

Kết quả, nhóm nghiên cứu xác định rằng tế bào này sống cách đây khoảng 4,2 tỷ năm. "Chúng tôi không ngờ LUCA lại cổ xưa đến vậy, xuất hiện chỉ trong vài trăm triệu năm sau khi Trái đất hình thành", đồng tác giả Sandra Álvarez-Carretero, nghiên cứu sinh tại Đại học Bristol, cho biết. Vào thời điểm đó, trong kỷ Hadean (4,6 - 4 tỷ năm trước), Trái đất là nơi không thích hợp cho sự sống với những đại dương nóng và rất ít oxy trong khí quyển.

Bằng cách phân loại gene dựa trên chức năng tế bào, nhóm nghiên cứu có thể hiểu thêm về việc LUCA ăn gì, sống ở đâu và như thế nào. Phân tích của họ không xác định chính xác môi trường sống của tế bào này nhưng gợi ý rằng nó có thể sống trong môi trường đại dương, tại một miệng phun thủy nhiệt nông hoặc mạch nước nóng. LUCA cũng có thể chịu được nhiệt độ cực cao và "thở" mà không cần oxy, thay vào đó, nó dựa vào sản phẩm thải của những sinh vật khác trong cùng hệ sinh thái.

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

Nghiên cứu mới chỉ ra, LUCA không đơn độc. Bằng chứng đến từ quá trình tái tạo các con đường trao đổi chất của nó. Quá trình này cho thấy, nó có thể đã lấy năng lượng từ vật liệu hữu cơ mà các vi sinh vật khác phân giải. Một bằng chứng phụ trợ khác là LUCA có những gene giúp chống lại các virus lây nhiễm.

Việc LUCA sống trong một hệ sinh thái phát triển mạnh ngay từ thời xa xưa mang ý nghĩa thú vị với sự sống trên các hành tinh khác, theo đồng tác giả nghiên cứu Philip Donoghue, giáo sư cổ sinh vật tại Đại học Bristol. "Điều này gợi ý rằng sự sống có thể đang phát triển mạnh tại những sinh quyển giống Trái đất ở nơi khác trong vũ trụ", Donoghue cho biết.

• Thiết giáp hạm lớp Montana: Lớp tàu chiến hùng mạnh nhất, nhưng chưa bao giờ được chế tạo
• Nếu Mặt trăng bị nổ tung, con người có thể tiếp tục tồn tại trên Trái đất không?
• Luật sư Mỹ lập kỷ lục là người phụ nữ có chiếc lưỡi to nhất thế giới