Nơi sự sống bắt đầu trên trái đất

Miệng phun thủy nhiệt và những phản ứng hóa học đầu tiên ở đáy đại dương là nguyên nhân hình thành sự sống đầu tiên trên trái đất.

Làm thế nào để sự sống trên trái đất bắt đầu? Ba bài báo mới đồng tác giả là Mike Russell, một nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Jet Propulsion NASA, Pasadena và Calif đã củng cố quan điểm cho rằng, sự sống đầu tiên trên trái đất bắt đầu từ các miệng phun thủy nhiệt có tính chất kiềm ở đáy đại dương.

Miệng phun thủy nhiệt là một khe nứt trên bề mặt một hành tinh, tạo ra vùng nước được hâm nóng bởi địa nhiệt. Hiện tượng này thường được tìm thấy gần khu vực núi lửa hoạt động, nơi các mảng kiến tạo đang rời xa nhau, vùng trũng đại dương và các điểm nóng.

Các tháp đá vôi ở đáy Đại Tây Dương. (Ảnh: D. Kelley and M. Elend/University of Washington)

Các nhà khoa học quan tâm đến cuộc sống ban đầu trên trái đất hy vọng sẽ tìm thấy sự sống trên hành tinh khác, đặc biệt là thế giới băng giá cùng với đại dương bên dưới bề mặt mặt trăng Europa của sao Mộc và Enceladus của sao Thổ, chúng ta cần phải dựa vào những dấu hiệu hóa học để tìm kiếm, Science Daily đưa tin.

Hai bài báo công bố gần đây trên tạp chí Philosophical Transactions of the Royal Society B cung cấp thêm chi tiết về các chất hóa học và tiền thân của những phản ứng trao đổi chất mở đường cho sự sống.

Russell cùng đồng tác giả mô tả quá trình tương tác giữa đại dương ban đầu và chất lỏng thủy nhiệt có tính chất kiềm tạo ra acetate (có thể so sánh được với giấm). Acetate là kết quả của phản ứng giữa metan, hydro từ miệng phun thủy nhiệt kiềm và CO₂ hòa tan trong các đại dương bao quanh.

Khi phản ứng hoá học này xảy ra, acetate sẽ trở thành cơ sở của các phân tử sinh học khác. Họ cũng mô tả làm thế nào để tạo ra cacbon hữu cơ và polyme, những đồng tiền năng lượng của tế bào đầu tiên có thể được lắp ráp từ các khoáng chất vô cơ.

Một bài báo đăng trên tạp chí Biochimica et Biophysica Acta phân tích sự giống nhau về cấu trúc giữa các enzym cổ xưa nhất và khoáng chất kết tủa tại miệng phun thủy nhiệt tính chất kiềm.

Mike Russell nói: "Công việc nghiên cứu những dòng chảy nước nóng tính chất kiềm dưới đáy đại dương khiến chúng tôi tin rằng, đó là l‎ý giải tốt nhất cho nguồn gốc của sự sống và năng lượng sống, giả thuyết của chúng tôi được kiểm chứng, tuân theo nguyên l‎ý nhiệt động lực học”.

Công trình của Russell được tài trợ bởi Học viện sinh học NASA thông qua các nhóm Icy Worlds đặt tại JPL, một bộ phận của Viện Công nghệ California, Pasadena. Viện Astrobiology NASA có trụ sở tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA, viện hỗ trợ nghiên cứu về nguồn gốc, sự tiến hóa, sự phân phối, tương lai của sự sống trên trái đất và tiềm năng cho cuộc sống ở những nơi khác.