Đã bao giờ bạn thắc mắc rằng: " Quả trứng có trước hay con gà có trước?". Để trả lời cho câu hỏi này, một nhà khoa học người Pháp đã thực hiện một nghiên cứu tìm ra nguồn gốc của sự sống.
Nhà khoa học tài ba người Pháp - Auguste Commeyras luôn muốn tìm ra lời giải cho các vấn đề khó khăn như là làm thế nào mà thiên nhiên đã tạo ra sự sống? Làm sao cái sống nảy sinh được từ vật trơ ? Đó là những câu hỏi lâu đời về nguồn gốc của sự sống. Nguồn gốc sự sống đặt ra hai vấn đề lớn thuộc loại "Quả trứng hay con gà". Đầu tiên, làm thế nào mà các hợp chất phức tạp từ carbon, nitơ, và oxy đã có thế xuất hiện trước khi sự sống có mặt, trong khi chúng ta chỉ hình thành trong cơ thể sống? Thứ hai, từ các nguyên tố đó, làm sao những phân tử dài đã có thể kết hợp lại và sao chép bên ngoài vật sống, trong khi chính vật sống mới nắm giữ thông tin để sản sinh ra chúng?
Ý tưởng đầu tiên
Vấn đề đàu tiên đã có lời giải đáp. Năm 1953, nhà khoa học Mỹ Stanley Miller đã chứa vào bình thủy tinh một hỗn hợp khí ammoniac, methane, hydro và hơi nước - đây là những thành phần có trong bầu khí quyển. Sau đó, ông phóng các tia lửa điện 60.000 volt để mô phỏng những tia chơp trên bầu trời. Phân tích quang phổ cho thấy có sự xuất hiện của nhiều chất cần thiết cho sự sống, đặc biệt là acid amin và acid hữu cơ đơn giản.
Ý tưởng tiếp theo của Auguste Commeyras đã có vài thành công
Auguste Commeyras và các cộng sự của mình không dừng lại ở đó. Trong nhiều năm, ông tiếp tục thực hiện các thí nghiệm. Đầu tiên, ông đã tận dụng tính kiếm của khí quyển trái đất nguyên thủy. Nhưng ion OH - lại không thay đổi sự quân bình theo chiều tích hợp. Sự biến đổi vẫn cho ra cá tiền thân của α - aminoacid, nhưng với lượng thật ít ỏi. Cuối cùng, chính chất formol đã làm đảo lộn mọi việc. Phản ứng xảy ra rất nhanh. Formol biến đổi α - aminonitril thành α - aminoacid, và cứ thế tiếp tục...
Auguste Commeyras rất phấn khởi. Ngoài formol ông còn sử dụng khí CO2 vốn có rất nhiều trên hành tinh sơ khai. Phản ứng còn nhanh hơn so với formol. Chỉ trong vài giờ, hầu hết α - aminonitril và cyanhydrin đều biến thành acid amin… bê-tông, tức là nhứng acid gọi là hydantoic , rất bền vững. Các nhà nghiên cứu lâm vào ngõ bí.
Ông xem xét mọi phản ứng lý thuyết khả dĩ, kết hợp tất cả các phản ứng của khoa học hữu cơ. Làm sao mà thiên nhiên có thể dùng các thứ acid hydantoic này chứ? Bất chợt điều hiển nhiên nảy ra trong óc ông. Ông lao vào máy vi tính và sắp xếp một loạt phản ứng có logic chặt chẽ. Trong vài ngày, ông dựng nên một khuôn mẫu chỉ còn cần kiểm chứng bằng thực nghiệm. Chỉ cần cho kết hợp acid hydantoic với một loại khí có hai nguyên tử để phản ứng dẫn đến sự kết nối các acid thành protein, vì ông đã xin cấp bằng phát minh nên ở bài viết này không thế nếu ra thứ khí đó cũng như loại protein đạt được.
Quả thật còn thiếu một yếu tố chủ yếu; sự sao chép, hiện tượng đặc biệt mà qua đó những dạng sống sinh sôi nảy nở gần như giống hệt nhau từ thế hệ này sang thế hệ khác. Các protein không có các đặc tính này. Để tái tạo chúng còn cần có những phân tử acid nucleic, ADN và ARN. Theo Commeyras vấn đề có thể được giải quyết bằng cách cung cấp acid phosphoric và các nucleosid , tiền thân của những nucleotid tạo ra ARN và ADN. Chúng gồm đường và một "base" (adenine, guanine, cytosine, thymine hay uracile ). Phần đường vừa được thực hiện bởi nhà nghiên cứu ở Trường bách khoa Zurich, Albert Eschenmoser trong khi phần "base" được tổng hợp bởi Leslie Orgel và Juan Oro."Chưa ai kết hợp được đường và base để có được nucleosid - Auguste Commeyras cho biết - nhưng có lẽ cũng không lâu đâu".
"Nhà máy" protein của Commeyras có lẽ sẽ tạo được nucleotid từ các nucleosid và acid phosphoric. Việc kết hợp sẽ được đảm bảo bởi khả năng xúc tác của những protein tạo ra từ phương cách của Commeyras. Công việc sắp tới của phòng thí nghiệm Montpeller sẽ là kiểm chứng giả thuyết này. Sau cùng Commeyras phải có được acid nucleic và protein, tất cả từ những thành phần như nhau. Nếu thành công, người ta sẽ có bằng chứng rằng hai phân tử chủ yếu của sự sống đã xuất hiện gần như đồng lúc.
Commeyras nghĩ rằng động cơ của ông hoạt động rất chậm chạp trong một môi trường thuần nhất giữa đại dương sơ khai, mà tế bào đầu tiên chính là hành tinh. Kế đó, tiến trình đã tăng nhanh khi tập trung vào những vi môi trường. Việc còn lại thuộc về vấn đề tiến hóa. Kết quả của các phản ứng bất tận, những đại phân tử ngày càng phức tạp hơn đã xuất hiện để cho ra đời các tế bào đầu tiên của mầm mống của một mã di truyền.
Ảnh: Tổng hợp
