Khám Phá Tổ Tiên Của Sự Sống: LUCA Và Di Cảnh 4,2 Tỷ Năm Trước

Sinh vật đơn bào LUCA là tổ tiên chung của mọi sự sống trên Trái đất, tồn tại cách đây 4,2 tỷ năm.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng tất cả sinh vật sống hiện nay đều có nguồn gốc từ một tế bào đơn giản, được gọi là LUCA (Last Universal Common Ancestor), sống chỉ vài trăm triệu năm sau khi Trái đất hình thành. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Ecology and Evolution.

LUCA không phải là một khái niệm xa lạ, mà thực tế có nhiều điểm tương đồng với các vi khuẩn hiện đại. Tất cả các dạng sống trên Trái đất đều chia sẻ một số đặc điểm chung, chẳng hạn như sử dụng cùng kiểu protein, tận dụng năng lượng dạng ATP, và lưu trữ thông tin trong ADN. Những yếu tố này không thể là ngẫu nhiên, mà chứng minh rằng sự sống ngày nay có nguồn gốc từ một nguồn duy nhất.

Thú vị hơn, LUCA được cho là đã xuất hiện gần các lỗ thông hơi dưới đáy biển, mặc dù một số giả thuyết khác lại cho rằng nó sống trong các vùng nước tù. Để chứng minh cho sự tồn tại của LUCA, các nhà nghiên cứu đã khảo sát khoảng 2000 gene từ các vi khuẩn hiện đại, nhằm tìm ra mối liên hệ giữa chúng với LUCA, từ đó khẳng định vai trò của LUCA trong tiến trình phát triển của sự sống.

Sinh vật đơn bào Luca.

Luca được cho là đã tồn tại từ cách đây 3,8 tỉ năm, và được xem như tổ tiên của hai dạng sống đơn giản nhất trên Trái đất, bao gồm vi khuẩn và vi khuẩn cổ. Gần đây, nhóm nghiên cứu đã so sánh gene của 700 loài vi khuẩn hiện đại và sinh vật cổ, từ đó xác định được thời điểm LUCA sống trên Trái đất.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, LUCA sống vào khoảng 4,2 tỷ năm trước. Sandra Álvarez-Carretero, đồng tác giả của nghiên cứu, đã không ngờ rằng LUCA lại ra đời vào thời điểm gần ngay sau khi Trái đất hình thành. Thời gian đó, Trái đất chịu ảnh hưởng của những đại dương nóng và không có oxy, không phải là môi trường thuận lợi cho sự sống.

Nhóm nghiên cứu cũng đã tìm hiểu về chế độ ăn uống và môi trường sống của LUCA dựa trên phân loại gene. Mặc dù không thể xác định chính xác nơi sinh sống của LUCA, nhưng có thể suy đoán rằng nó sống dưới nước, tại các miệng phun thủy nhiệt nông hoặc trong các mạch nước nóng. LUCA có khả năng chịu đựng nhiệt độ cao và không cần oxy để thở; thay vào đó, nó phụ thuộc vào các chất thải của các 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 cũng chỉ ra rằng LUCA không sống đơn lẻ, mà có thể đã tồn tại trong một hệ sinh thái phức tạp. Bằng chứng là các con đường trao đổi chất của nó cho thấy nó có khả năng lấy năng lượng từ vật liệu hữu cơ phân hủy bởi các vi sinh vật khác. Hơn nữa, LUCA sở hữu các gene giúp nó chống lại các virus lây bệnh.

Khám phá này không chỉ thú vị cho sự tồn tại trên Trái đất, mà còn mở ra những giả thuyết về sự sống ngoài hành tinh, như nhận định của Philip Donoghue, một trong những đồng tác giả nghiên cứu. Ông cho rằng: “Điều này gợi ý rằng sự sống có thể đang phát triển mạnh mẽ trong những sinh quyển tương tự như Trái đất ở các hành tinh khác trong vũ trụ.”.