Khám Phá LUCA: Thủy Tổ Của Mọi Sự Sống Trên Trái Đất

LUCA, tổ tiên chung của tất cả sinh vật, đã xuất hiện từ cách đây 4,2 tỷ năm, trong một thế giới đầy thử thách.

Mới đây, các nhà khoa học đã tìm thấy chứng cứ cho thấy mọi dạng sống hiện nay trên Trái đất đều bắt nguồn từ một sinh vật đơn bào mang tên LUCA (Last Universal Common Ancestor). Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Nature Ecology and Evolution, chỉ ra rằng LUCA không khác xa so với những loại vi khuẩn đã phát triển phức tạp ngày nay.

Các sinh vật sống hiện tại đều chia sẻ một số đặc trưng quan trọng, như việc sử dụng những khối protein tương tự, cách cung cấp năng lượng cho tế bào thông qua ATP, và việc lưu trữ thông tin bằng ADN. Những điểm tương đồng này không thể chỉ là sự tình cờ mà cho thấy nguồn gốc chung của tất cả sự sống trên hành tinh này.

LUCA được cho là đã sống gần những lỗ thông hơi dưới đáy biển, nhưng cũng có giả thuyết cho rằng sinh vật này có thể sống ở các vùng nước nông. Để tìm hiểu rõ hơn về nguồn gốc của LUCA, các nhà nghiên cứu đã phân tích hơn 2000 gene từ các loài vi khuẩn hiện đại. Việc xác định mối liên kết giữa LUCA và các sinh vật hiện nay sẽ cung cấp một cái nhìn sâu sắc hơn về nguồn gốc của sự sống.

Sinh vật đơn bào Luca.

LUCA được cho là đã tồn tại trên trái đất cách đây khoảng 3,8 tỷ năm, là nguồn gốc của hai dạng sống đơn giản đầu tiên: vi khuẩn và vi khuẩn cổ, từ đó sau này phát triển thành các loài thực vật và động vật khác. Nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng nhóm nghiên cứu đã so sánh tất cả các gene trong 700 loài vi khuẩn hiện nay và vi sinh vật cổ để xác định thời gian mà LUCA sống.

Kết quả cho thấy, LUCA từng sống cách đây khoảng 4,2 tỷ năm. “Chúng tôi không ngờ LUCA lại cổ xưa đến vậy, chỉ xuất hiện ngay sau khi Trái đất hình thành”, chia sẻ của Sandra Álvarez-Carretero, một trong những tác giả nghiên cứu, từ Đại học Bristol. Thời kỳ này, trong kỷ Hadean, Trái đất cực kỳ khắc nghiệt với đại dương nóng và khí quyển thiếu oxy.

Bằng cách phân tích gene và chức năng của chúng, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu sâu hơn về cách mà LUCA tồn tại, thức ăn mà nó tiêu thụ và môi trường sống của nó. Mặc dù không xác định được chính xác môi trường sống của LUCA, nhưng có khả năng sinh vật này đã sống trong môi trường nước, bên cạnh những lỗ thông hơi thủy nhiệt hoặc ở khu vực có mạch nước nóng. LUCA khả năng chịu đựng được nhiệt độ cao và có thể sinh sống mà không cần oxy, nhờ vào việc sử dụng các sản phẩm thải từ các sinh vật khác trong hệ sinh thái.

Mô phỏng LUCA bị virus tấn công cách đây 4,2 tỷ năm. (Ảnh: Science Graphic Design).

Nghiên cứu còn chỉ ra rằng LUCA không phải là một sinh vật cô đơn. Bằng chứng cho thấy LUCA đã hoạt động trong một hệ sinh thái phong phú, bởi nó có thể chiết xuất năng lượng từ các vật liệu hữu cơ mà các vi sinh vật khác phân giải. Hơn nữa, LUCA sở hữu những gene giúp chống lại virus lây nhiễm, cho thấy sự tương tác mạnh mẽ trong hệ sinh thái của nó.

Phát hiện thú vị này mở ra nhiều khả năng về sự sống trên các hành tinh khác, như nhận định của Philip Donoghue, giáo sư cổ sinh vật tại Đại học Bristol. “Điều này gợi ý rằng sự sống có thể đang phát triển mạnh trên các hành tinh khác có điều kiện tương tự như Trái đất”, Donoghue cho biết.