NASA tái tạo nguồn gốc của sự sống dưới biển sâu trong phòng thí nghiệm

Nếu chúng ta có thể tìm ra “tia lửa” đó hình thành như thế nào, nó có thể giúp ích trong quá trình tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh.

Mới đây nhất, các nhà sinh vật học của NASA đã tái tạo các điều kiện giống như dưới đáy biển cổ đại có thể dẫn đến sự hình thành sự sống.

Một trong những giả thuyết về nguồn gốc sự sống liên quan đến lỗ thông thủy nhiệt - vết nứt dưới đáy đại dương, thường liên quan đến hoạt động của núi lửa, nơi nhiệt thoát ra từ sâu bên trong Trái Đất.

Trong những ngày đầu của Trái Đất, khi hành tinh của chúng ta được “tắm” trong những tia cực tím chết chóc từ Mặt Trời, sự sống có thể xuất hiện sâu dưới đại dương nơi những tia sáng đó không thể xuyên qua.

Xung quanh các lỗ thông thủy nhiệt, các sinh vật không cần quang hợp, quá trình đã trở nên quan trọng đối với hầu hết các sinh vật sống trên Trái Đất.

Thay vào đó, những mầm sống dựa vào sự tổng hợp hóa học. Các vi khuẩn tụ lại xung quanh lỗ thông hơi khai thác năng lượng hóa học, như phản ứng giữa hydro sunfua từ lỗ thông hơi và oxy từ nước biển xung quanh nó, để tạo ra các phân tử đường chính là “thức ăn”.

Một khi vi khuẩn tồn tại, các động vật khác có thể ăn chúng và các chất dinh dưỡng mà chúng tạo ra. Do đó toàn bộ chuỗi thức ăn vẫn có thể phát triển mạnh trong bóng tối.

Đó cũng là lý do các nhà nghiên cứu của NASA có lý do để nghĩ rằng một số hành tinh có thể chứa các lỗ thông thủy nhiệt trong các đại dương lỏng dưới lớp vỏ đóng băng của chúng.

Để điều tra các điều kiện chặt chẽ hơn, nhà sinh vật học Laurie Barge và nhóm của cô đã chế tạo các đáy biển thu nhỏ tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA với các hỗn hợp mô phỏng các điều kiện của vùng biển nguyên thủy, dựa trên hồ sơ hóa thạch từng biết đến.

Những nhà khoa học hi vọng nó sẽ đóng vai trò là những vườn ươm để phát triển axit amin, các khối xây dựng từ đó protein hình thành.

Các hỗn hợp được tạo ra từ nước, khoáng chất, pyruvate và amoniac - hai phân tử có thể hình thành trong điều kiện của lỗ thủy nhiệt, rất quan trọng đối với sự hình thành các axit amin.

Nhóm nghiên cứu đã loại bỏ oxy từ nước để mô phỏng các đại dương nguyên thủy của Trái Đất, điều chỉnh độ pH để tái tạo độ kiềm và thêm hydroxit sắt rất dồi dào trong những năm đầu của Trái Đất. Sau đó, họ làm nóng tất cả đến 70 độ C (158 độ F), giống như nước xung quanh một lỗ thông hơi.

"Chúng tôi đã chỉ ra rằng trong điều kiện địa chất tương tự Trái Đất sơ khai và có thể với các hành tinh khác, chúng ta có thể tạo thành axit amin và alpha hydroxy axit từ một phản ứng đơn giản trong điều kiện tồn tại dưới đáy biển", Barge nói.

Nhóm nghiên cứu đã làm việc trong 9 năm, cố gắng tìm hiểu xem các lỗ thông thủy nhiệt có thể tạo ra bao nhiêu năng lượng, và những thành phần nào có thể được tìm thấy xung quanh chúng. Nhưng đây là lần đầu tiên họ quan sát thấy một phản ứng hữu cơ diễn ra trong điều kiện như lỗ thông thủy nhiệt.

NASA trước đó cũng đã nghiên cứu các lỗ thông thủy nhiệt thực tế bên dưới đại dương, lấy mẫu nước xung quanh chúng và cố gắng xây dựng một bức tranh hoàn chỉnh hơn về những môi trường đó như thế nào.

Minh Long (Theo Science Alert)