Manh mối mới về nguồn gốc sự sống
Các nhà khoa học vừa tiến thêm một bước quan trọng trong việc giải mã nguồn gốc của sự sống phức tạp trên Trái đất. Nghiên cứu mới cho thấy tổ tiên vi sinh vật cổ đại của con người có thể đã thích nghi với oxy sớm hơn nhiều so với suy đoán trước đây. Trọng tâm của phát hiện này là nhóm vi sinh vật mang tên Asgard, được đặt theo thế giới của các vị thần trong thần thoại Bắc Âu.
Con người, cũng như thực vật, nấm và động vật, đều thuộc nhóm sinh vật nhân chuẩn (eukaryote), những sinh vật có tế bào chứa nhân và các cấu trúc bên trong như ty thể, giúp tạo ra năng lượng cho tế bào. Tuy nhiên, quá trình các dạng sống đơn giản tiến hóa thành tế bào phức tạp vẫn là một trong những câu hỏi lớn của sinh học.
Khoảng 2,4–2,1 tỷ năm trước, Trái đất trải qua Sự kiện Oxy hóa lớn, khi lượng oxy trong khí quyển tăng mạnh. Không lâu sau đó, những dấu vết đầu tiên của sinh vật nhân chuẩn bắt đầu xuất hiện trong các hóa thạch vi mô, cho thấy oxy có thể đóng vai trò quan trọng trong sự ra đời của sự sống phức tạp.
Theo một giả thuyết phổ biến, sinh vật nhân chuẩn hình thành khi hai loại vi sinh vật cổ đại kết hợp với nhau. Tuy nhiên, một trong hai nhóm này – Asgard archaea – trước đây chỉ được tìm thấy trong môi trường thiếu oxy như miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương. Điều này khiến các nhà khoa học băn khoăn về cách chúng có thể gặp và hợp nhất với các vi sinh vật cần oxy.
Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature đã mang lại lời giải tiềm năng. Khi phân tích bộ gen của nhiều chủng Asgard, các nhà khoa học phát hiện những dòng vi sinh vật chưa từng được biết đến sống trong trầm tích ven biển nông, trong đó một số có khả năng chịu đựng và sử dụng oxy.
Các phân tích di truyền cũng cho thấy Asgard chứa nhiều gen và protein tương tự sinh vật nhân chuẩn, đặc biệt là những protein liên quan đến quá trình tạo năng lượng. Điều này củng cố giả thuyết rằng nhóm vi sinh vật này có thể là mắt xích còn thiếu trong quá trình tiến hóa từ sự sống đơn bào sang các sinh vật phức tạp như động vật và thực vật.
Nhóm Asgard lần đầu được phát hiện vào năm 2015 gần một núi lửa dưới biển ở Bắc Đại Tây Dương, tại khu vực được gọi là Loki’s Castle. Các nhánh trong nhóm này, như Lokiarchaeota hay Heimdallarchaeia, đều được đặt theo tên các vị thần trong thần thoại Bắc Âu.
Các nhà khoa học hy vọng có thể nuôi cấy vi sinh vật Asgard trong phòng thí nghiệm để quan sát quá trình tiến hóa, qua đó làm rõ cách sự sống phức tạp trên Trái đất hình thành.
