Ba giả thiết mới gây bất ngờ về nguồn gốc sự sống ở Trái đất

Tuy nhiên, bất chấp sự sống có mặt khắp nơi, chúng ta vẫn không chắc nó bắt đầu chính xác từ đâu. Nhìn vào thành phần hóa học của sự sống, chúng ta có thể phỏng đoán rằng sự sống đầu tiên cần có những thành phần cơ bản và một số loại xúc tác kiểu “tia lửa”. Dưới đây là ba nguồn gốc thích hợp nhất:

1. Miệng thông thủy nhiệt

Ở dưới đáy đại dương, có những vết nứt dưới đáy biển từ đó phun ra một lớp bùn nóng bỏng gồm nước, khí mê-tan, amoniac, hợp chất hydro... Xung quanh những vết nứt này, hàng tỉ năm trước, các oxit nitơ trong nước biển có thể đã phản ứng hỗn hợp ở nhiệt độ lên tới 400°C với nhiều nguyên tố để tạo ra các khối phân tử cấu thành sự sống: axit amin và protein.

Vào năm 2019, các nhà nghiên cứu từ Đại học London thông báo rằng họ đã tạo ra các tế bào nguyên mẫu, “các tập hợp lipid hình cầu, tự tổ chức, được sắp xếp theo thứ tự nội sinh” trong môi trường thông hơi thủy nhiệt được mô phỏng trong phòng thí nghiệm. Một tế bào nguyên mẫu không phải là sinh vật, nhưng nó là tiền thân của sự sống.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra các hệ thống lỗ thông hơi thủy nhiệt tập trung cao độ. Một trong những hệ thống như vậy, bao gồm các lỗ thông hơi nhả khói trắng. Khu vực này có thể là môi trường gần đúng thực tế nhất của một hệ thống lỗ thông hơi trên Trái đất thưở sơ khai, với đáy biển được cho là gần giống với những gì hiện diện trong kỷ nguyên “Hadean Eon”, thời gian địa chất trên Trái đất kéo dài từ khi hành tinh hình thành cho đến khoảng bốn tỉ năm trước. Khu vực này đến giờ vẫn đang tràn ngập sự sống kỳ lạ hoàn toàn không phụ thuộc vào bề mặt tràn ngập ánh nắng mặt trời.

2. Ao cạn

Một nhóm nghiên cứu của MIT đã báo cáo vào năm 2019 rằng, các ao nhỏ, có lẽ sâu từ 10 đến 100 cm, có thể dễ dàng tiếp nhận sự sống hơn so với đại dương. Với thể tích nhỏ hơn đáng kể, các ao cạn có thể đã tích lũy oxit nitơ từ khí quyển và phốt pho từ sét đánh ở nồng độ lớn hơn nhiều so với biển bất kỳ khi nào có thể. Những hợp chất này sau đó có thể tương tác với RNA - một phân tử có trong tất cả các tế bào sống - để tạo thành những dạng sống đầu tiên.

3. Tác động của sao chổi

Từ 3,8 đến 4,1 tỉ năm trước, người ta đưa ra giả thuyết rằng Trái đất bị các tiểu hành tinh và sao chổi tấn công trong một sự kiện được gọi là Late Heavy Bombardment. Hầu hết các sao chổi đều chứa tất cả các thành phần của axit amin — khối cấu thành nên protein — bao gồm các phân tử như metan, carbon dioxide, amoniac và nước đá. Khi một sao chổi lao vào bề mặt Trái đất, một lượng năng lượng khổng lồ sẽ được giải phóng. Sukrit Ranjan, trợ lý giáo sư về sinh học vũ trụ tại Đại học Arizona khẳng định: “Năng lượng đó có thể thúc đẩy việc sắp xếp lại các phân tử thành trạng thái năng lượng cao hơn”.

Vào năm 2020, một nhóm các nhà khoa học đã phát hiện ra bằng chứng về vi khuẩn cổ đại nằm cách hố va chạm Chicxulub 1,3km, vết sẹo do vụ va chạm của tiểu hành tinh được cho là đã tiêu diệt loài khủng long. Khi khối đá khổng lồ đó đâm xuống vào nơi hiện là Bán đảo Yucatán của Mexico, nó đã phá vỡ lớp đá trên mặt đất và tạo ra các hệ thống ngầm, từ đó được hấp thụ bởi chất lỏng thủy nhiệt và bất kỳ chất hữu cơ nào có trong tiểu hành tinh.