Sự sống trên Trái Đất rất có thể bắt nguồn từ suối nước nóng

Cận cảnh các bong bóng khí từ khu vực phun trào thủy nhiệt Champagne trên núi lửa ngầm Eifuku. Ảnh: Science Alert.

Câu hỏi về khởi nguồn của sự sống trên Trái Đất cách đây hơn 3,5 tỷ năm vẫn là một trong những bí ẩn lớn nhất của nhân loại.

Nhưng một nghiên cứu mới đã hé lộ manh mối, rất có thể chính những suối nước nóng cổ đại ẩn sâu dưới đáy đại dương đã sản sinh ra những thành phần đầu tiên của sự sống.

Theo nghiên cứu, một trong những đặc điểm cơ bản nhất của tế bào là màng sinh chất, hoạt động như một tấm màng phân chia, cô đặc các phản ứng hóa sinh bên trong và cách ly chúng với môi trường hỗn loạn bên ngoài.

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Newcastle (Anh) đã tạo dựng một mô hình mô phỏng nước biển cổ đại, trộn lẫn hydro, bicarbonate và magnetite giàu sắt. Kết quả, nhóm nghiên cứu đã tạo ra được một loạt các phân tử hữu cơ, trong đó có một nhóm axit béo chuỗi dài - có thể lên tới 18 nguyên tử carbon, với đặc điểm phân tách thành các vùng ưa nước và kị nước.

Các nhà nghiên cứu cho rằng những axit béo chuỗi dài này chính là "ứng cử viên sáng giá", đóng vai trò là thành phần chính của màng tế bào sơ khai trên Trái Đất. Tuy nhiên, nguồn gốc chính xác của chúng vẫn còn là một ẩn số.

"Sự hình thành các khoang tế bào đóng vai trò then chốt trong quá trình khởi sinh sự sống, giúp cô lập các phản ứng hóa học bên trong khỏi môi trường bên ngoài", Graham Purvis, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Ông cũng cho rằng những khoang này đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy các phản ứng duy trì sự sống bằng cách cô đặc các hóa chất và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất năng lượng. Chúng đóng vai trò là nền tảng cho những khoảnh khắc đầu tiên của sự sống.

Trong đó, những miệng phun thủy nhiệt (hay suối nước nóng) bên dưới đáy biển được nhiều người coi là nơi phù hợp nhất cho sự sống xuất hiện bởi chúng kết hợp cả nhiệt độ và các thành phần hóa học cần thiết cho quá trình hình thành sinh vật.

Mặc dù vẫn còn nhiều bí ẩn về quá trình phức tạp này, nghiên cứu mới là bước ngoặt quan trọng giúp chúng ta hiểu rõ hơn bức tranh toàn cảnh về sự ra đời của sự sống.

"Chúng tôi tin rằng nghiên cứu này có thể là bước khởi đầu trong việc giải mã câu hỏi về nguồn gốc sự sống trên hành tinh của chúng ta.

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đang tiếp tục xác định bước quan trọng thứ hai và làm sáng tỏ hơn về các tế bào nguyên mẫu tiềm năng đầu tiên - thứ đã hình thành nên sự sống tế bào", Jon Telling, chuyên gia sinh hóa tại Đại học Newcastle, chia sẻ.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng những phản ứng hình thành màng tương tự có thể vẫn đang diễn ra ở một số đại dương bên ngoài Trái Đất, ví dụ trên các mặt trăng băng giá Europa và Enceladus.