Thành phần DNA và RNA đã xuất hiện trên thiên thạch, khẳng định sự sống tới từ ngoài Trái đất

Các nhà nghiên cứu mới phát hiện ra thành phần cấu tạo DNA và RNA trên những viên đá tới từ ngoài Trái đất. Trước đây giới khoa học đã từng thấy thành phần sự sống trên thiên thạch, nhưng phải đến giờ bộ sưu tập mới đầy đủ.

Phát hiện mới hậu thuẫn nhận định cho rằng khoảng 4 tỷ năm trước, một cơn mưa sao băng đã mang xuống Trái đất những hợp chất cấu thành sự sống, khởi động một Hành tinh Xanh thịnh vượng sinh học như ngày hôm nay.

Thiên thạch Murchison có chứa các thành phần cơ bản tạo nên sự sống.

Không phải ai cũng đồng tình với quan điểm gây tranh cãi, cũng không tin số thành phần cấu tạo DNA kia thực sự có nguồn gốc ngoài hành tinh. Nhà hóa học, sinh học thiên văn và giáo sư tại Đại học Bang Boise, Michael Callahan cho rằng thiên thạch có được những chất quý tiếp xúc với Trái đất. Trao đổi với Live Science, giáo sư Callahan cho rằng “cần thêm nghiên cứu” để loại trừ khả năng này. Giả định tất cả số thành phần sự sống kia - là nhóm các hợp chất hữu cơ dị vòng có tên pyrimidine, xuất xứ từ ngoài không gian đi nữa, giáo sư vẫn nhận định chúng vẫn có “mật độ cực kỳ thấp”.

Số người đồng tình với Michael Callahan vẫn còn đông đảo, và nghiên cứu mới được đăng tải trên Nature vẫn chưa thuyết phục được toàn bộ cộng đồng các nhà khoa học.

Viên đá ngoài không gian mang thành phần sự sống

Một số thành phần cấu tạo DNA và RNA đã từng được phát hiện ra trong thiên thạch. Đáng chú ý, trong số đó có các nucleobase (thành phần cấu tạo acid nucleic), là những “chữ cái” viết nên DNA và RNA. Danh sách nucleobase cơ bản bao gồm adenine (A), thymine (T), guanine (G), cytosine (C) và uracil (U); với A, G, C, và T tạo thành DNA, trong khi đó A, G, C, and U cấu thành RNA. Nhưng trước đây, khoa học mới chỉ phát hiện ra A, G và U trong thiên thạch.

Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Communications hồi cuối tháng Tư khẳng định sự tồn tại của những thành phần còn thiếu trên những mẫu thiên thạch giàu carbon. Trên thiên thạch có sự hiện diện cả cả ba nucleobase là cytosine (C), uracil (U) và thymine (T).

Theo nhận định của giáo sư Oba Yasuhiro tới từ Đại học Hokkaido, “việc phát hiện ra cytosine gây ngạc nhiên lớn” bởi lẽ cytosine bất ổn, dễ phản ứng với nước. Dù rằng thymine và cytosine chưa từng xuất hiện trên các mẫu thiên thạch trước đây, nhiều nghiên cứu đã chứng minh được hợp chất có thể hình thành trong môi trường không gian

Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học tái tạo môi trường hóa học của khoảng không gian liên sao (interstellar space, là khoảng không giữa các ngôi sao), nơi tồn tại những đám mây khí và bụi vũ trụ lơ lửng trong nhiệt độ 10 kelvin (tương đương -263,15 độ C); chúng phủ quanh một số thiên thể lớn mà từ đó, các mảnh thiên thạch nhỏ vỡ ra.

Các nhà khoa học đã tổng hợp được thymine, cytosine và những nucleobase cơ bản khác trong điều kiện phòng thí nghiệm. Họ đã khẳng định được rằng trên lý thuyết, thành phần cấu tạo sự sống có thể hình thành trong khoảng không gian liên sao.

Trong không gian, chẳng ai nghe được tiếng sự sống hình thành.

Đó là tiền đề để các nhà khoa học Nhật Bản đi tìm nucleobase trên các thiên thạch có tiếng. Theo lời ông Callahan, những thiên thạch như Murchison, Hồ Murray và Hồ Tagish “đều thuộc một lớp thiên thạch chondrite có carbon, vốn nổi tiếng vì chứa nhiều hợp chất hữu cơ”.

Giới khoa học đã từng tìm thấy hydrocarbon và chất cấu tạo acid amin trên ba thiên thể vừa được nhắc tới. Trong những nghiên cứu trước đây, giáo sư Oba Yasuhiro và cộng sự đã từng phát hiện trên thiên thạch hợp chất có tên hexamethylenetetramine (HMT), là thành phần không thể thiếu của phân tử hữu cơ.

Trong nghiên cứu mới nhất, nhóm các nhà khoa học Nhật Bản còn tìm thấy một lượng nhỏ adenine và guanine. Mẫu thiên thạch Murchison chứa uracil, nó và thiên thạch Hồ Tagish chứa thymine; thiên thạch Hồ Murray chứa đồng phân của thymine. Toàn bộ các mẫu thiên thạch đều có dấu vết cytosine, bên cạnh một số đồng phân khác.

Tuy nhiên, chưa thể khẳng định sự sống trên Trái đất tới từ không gian

Để khẳng định số nucleobase trên thiên thạch có nguồn gốc không gian, đội nghiên cứu khảo sát đất tại những nơi thiên thạch đáp xuống. Giáo sư Oba Yasuhiro khẳng định phân bổ và mật độ chất hữu cơ trong đất có khác biệt rõ ràng so với lượng có trong thiên thạch. Thậm chí, một số đồng phân chỉ có mặt trên thiên thể tới từ không gian, không hề xuất hiện trong đất. Chưa hết, một số đồng phân kỳ lạ còn rất hiếm khi xuất hiện trên Trái đất.

So sánh độ đa dạng của các nucleobase trên thiên thể và trong đất, các nhà nghiên cứu kết luận số hợp chất kia hình thành trong không gian. Họ cho rằng các nucleobase đã “góp công vào việc hình thành đặc tính gen của các dạng sống sơ khai trên Trái đất”.

Tuy vậy, khẳng định trên chưa phải kết luận làm vừa lòng cả giới khoa học. Giáo sư Callahan cho rằng lượng cytosine (C), uracil (U) và thymine (T) trong đất nhiều hơn trong thiên thạch, nên không thể xác định rõ bao nhiêu nucleobase có nguồn gốc ngoài không gian, bao nhiêu tới từ mặt đất.

Một mảnh thiên thạch được bảo quản tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Smithsonian.

Bên cạnh đó, ông Callahan cho rằng đội nghiên cứu Nhật Bản đã không đưa ra được quá trình phản ứng sinh hóa học cho ra C, U, T và các đồng phân của nó. Nếu làm được điều này, nhóm nghiên cứu Nhật đã có thêm bằng chứng khẳng định nguồn gốc không gian của số nucleobase.

Dù C, U và T có thực sự tới từ không gian, mật độ của chúng trên thiên thạch vẫn rất khiêm tốn, nhiều nhà nghiên cứu to ra nghi ngờ về khả năng gây dựng sự sống của chúng.

Trong tương lai, giáo sư Oba Yasuhiro và cộng sự sẽ tiếp tục tìm thêm dấu vết nucleobase trên thiên thạch đang tồn tại ngoài không gian, từ đó loại bỏ nghi ngờ xoay quanh nguồn gốc của chúng. Tàu thăm dò Hayabusa2 của Nhật Bản mới mang về mẫu đất đá lấy trên thiên thể Ryugu, có lẽ mẫu thiên thạch này sẽ trả lời câu hỏi lớn mà giáo sư Oba đang đau đáu.

• Tìm thấy quan tài nghìn năm của cận vệ hoàng đế La Mã
• Xấu xí lại hay cắn người, nhiều loài cá sấu và rắn đang bị bỏ mặc cho tuyệt chủng, không ai bảo tồn
• Chiến tranh hóa học cách đây 2.000 năm