LỊCH SỬ LOÀI NGƯỜI 1/a (Nguồn gốc)

(ĐC sưu tầm trên NET)

                                               Sự sống trên Trái đất hình thành thế nào?

                                               Những sinh vật thống trị Trái Đất sơ khai

Sự sống trên Trái Đất có thể đến từ vũ trụ

Một số nhà khoa học tin rằng sao chổi đã mang các nguyên liệu cần thiết để hình thành sự sống trên Trái Đất cách đây khoảng 4 tỷ năm.

Thuyết Panspermia cho rằng sao chổi mang theo các thành phần cơ bản của sự sống đến Trái Đất. Ảnh minh họa: Creation Wikipedia

Thuyết Panspermia, đưa ra lần đầu năm 1871, từng được coi là thiếu thực tế nhưng hiện tình hình đã thay đổi, theo New Scientist. Thuyết này cho rằng sự sống được đưa đến Trái Đất bởi các sao chổi và thiên thạch.

Luận điểm ủng hộ thuyết Panspermia tăng lên gần đây, phân tử nước và hữu cơ được tìm thấy trong sao chổi bay qua hệ Mặt Trời. Thậm chí, có người còn cho rằng sự sống được hình thành sẵn và đưa tới Trái Đất, nơi có điều kiện phát triển hoàn hảo.

"Tôi cho rằng việc coi sao Hỏa như nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất là khả dĩ", Pete Ward, nhà sinh vật học thuộc Đại học Washington ở Seattle, nói. Ông này cũng cho rằng nếu tìm được bằng chứng minh chứng cho nguồn gốc của sự sống là từ ngoài Trái Đất thì sẽ có những tác động rất lớn đến các quan điểm khoa học và tôn giáo.

"Đó sẽ là một cú sốc lớn. Đối với một số quan niệm tôn giáo chính thống, chỉ một nơi duy nhất tồn tại sự sống, đó là Trái Đất".

Rất nhiều nhà khoa học cho rằng sự sống đột ngột xuất hiện trên Trái Đất khoảng 3,8 tỷ năm trước, đúng vào thời điểm xuất hiện các điều kiện hoàn hảo để thúc đẩy sự sống phát triển.

Giáo sư Chandra Wickramasinghe, một nhà sinh vật học vũ trụ thuộc Đại học Buckingham và là người ủng hộ thuyết Panspermia, tin rằng Trái Đất liên tục trao đổi các vật chất hữu cơ và vật chất sống với các hành tinh thuộc các hệ mặt trời lân cận. 

Trong một bài báo trên tờ Astrobiology (Sinh vật học vũ trụ) phát hành đầu năm nay, giáo sư Wickramasinghe và đồng nghiệp đã lý giải cách sự sống được đưa đến Trái Đất. 

"Ước tính có khoảng 140 tỷ hệ hành tinh trong riêng thiên hà của chúng ta, hầu hết đang được liên kết với các 'sao lùn đỏ'. Khoảng cách trung bình giữa các hệ hành tinh phù hợp với sự sống chỉ là một vài năm ánh sáng. Do khoảng cách này là tương đối ngắn nên các hành tinh có thể kết nối với nhau bởi bụi, các mảnh vỡ, thiên thạch và sao chổi."

Nói một cách đơn giản là khi các sao chổi đi "du lịch" qua các hành tinh, nó có thể gửi lại các "hành khách" là phân tử, sinh vật.

Theo biểu đồ thể hiện các sao H-R, "sao lùn đỏ" nhỏ và có nhiệt độ thấp. Chúng chiếm đại đa số trong các sao và có khối lượng chưa tới một nửa khối lượng Mặt Trời và có nhiệt độ bề mặt chưa tới 3.500 K.

Mẫu "vi sinh vật" thu thập được ở trận mưa sao băng Perseid năm 2013. Ảnh: Tạp chí Cosmology

Wickramasignhe và đồng nghiệp - tiến sĩ Milton Wainwright - lấy dẫn chứng là những gì còn sót lại của  những "vi sinh vật" được một khí cầu thu thập ở độ cao 26 km trong tầng bình lưu trong trận mưa sao băng Perseid năm 2013. Họ cũng nghiên cứu vật chất trên thiên thạch, phát hiện có các cấu trúc tương đồng với vi sinh vật hóa thạch.

Ngay cả các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cũng tin rằng tìm thấy bằng chứng về sự tồn tại của sự sống ngoài hệ Mặt Trời chỉ là vấn đề thời gian.

NASA đã sử dụng các thiên thạch mô phỏng bắn vào không gian và để chúng bay lại vào bầu khí quyển. Kết quả cho thấy ADN và một số bào tử vi khuẩn có thể sống sót trong nhiệt độ cực cao và áp suất cực lớn khi bay vào bầu khí quyển Trái Đất.

Điều này đã góp phần củng cố và làm cơ sở cho thuyết Panspermia. Một số nhà khoa học hàng đầu, trong đó có giáo sư Stephen Hawking – cha đẻ của Thuyết vạn vật và là người tìm ra hố đen, hồi tháng 7 đã ủng hộ một kế hoạch trị giá 100 triệu USD để tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.

Xem thêm: Ông hoàng vật lý muốn tìm người ngoài hành tinh.

Trịnh Tùng

Tại sao trong Hệ Mặt trời, sự sống chỉ tồn tại trên Trái đất?

13/05/2015 - 11:55 0

Con người đang được sống trên một hành tinh hoàn hảo nhất trong hệ Mặt trời, hội tụ mọi điều kiện thuận lợi để hỗ trợ sự sống.

Dưới đây là những điều kiện được xem là thiết yếu để sự sống hình thành và phát triển cho đến tận ngày nay của Trái đất:

1. Vị trí hoàn hảo

Đây chính là lý do con người sinh sống trên Trái đất thay vì một hành tinh nào khác trong vũ trụ bao la. Thế giới của chúng ta xoay quanh Mặt trời ở khoảng cách “lý tưởng” nên nhiệt độ không bao giờ quá nóng hoặc quá lạnh.

Hệ Mặt trời

Vùng sinh sống chứa nước tồn tại ở dạng chất lỏng - yếu tố cơ bản hình thành sự sống. Ngay cả trên sao Hỏa hay sao Kim, chưa ai có thể phát hiện sự tồn tại của các đại dương ngoại trừ Trái đất.

2. Mặt trăng

Không có Mặt trăng sẽ không có sự sống trên Trái đất bởi chính lực hút của Mặt trăng cùng sự trợ giúp của Mặt trời đã tạo ra những cơn sóng trên đại dương.

Không có Mặt trăng sẽ không có sự sống trên Trái đất

Nhiều nghiên cứu từng chỉ ra rằng sự sống bắt nguồn từ những con sóng. Ngoài ra, chúng cũng là yếu tố hình thành điều kiện sống lý tưởng cho các sinh vật dưới biển, sau đó chuyển hóa và trở thành những loài động vật trên cạn đầu tiên trên Trái đất.

3. Vòng quay ổn định

Vòng quay của Trái đất đưa Mặt trời lên cao chiếu ánh sáng xuống hành tinh của chúng ta vào mỗi buổi sáng và hạ Mặt trời xuống để màn đêm thế chỗ vào ban đêm.
Nếu vòng quay này ngừng hoạt động, một nửa thế giới sẽ chìm trong biển lửa còn nửa còn lại chìm trong băng giá và kết quả là mọi sinh vật sẽ bị diệt vong.
Như chúng ta đã biết Mặt trăng luôn hấp thụ một lượng năng lượng quay nhất định từ Trái đất, khiến Trái đất bị chậm mất khoảng 1,5 mili giây trong mỗi thế kỷ.

4. Trọng lực bất biến

Điều thú vị là cho tới nay giới khoa học vẫn chưa thật sự hiểu rõ phương thức hoạt động của trọng lực. Song một điều rõ ràng là trọng lực giúp chúng ta định hình chính mình.Lực hút tạo ra sức mạnh của con người, góp phần định dạng và hình thành mọi vật thể sống.

Trọng lực giúp chúng ta định hình chính mình. Ảnh minh họa

Điển hình như một nam giới với trọng lượng cơ thể ở mức trung bình khi được đưa lên sao Hỏa cũng có thể bật lên và với tới chiếc rổ ném bóng trong môn bóng rổ cao tới 8m.
Trong khi đó, một nam giới nặng 91kg khi cố gắng đứng vững trên sao Mộc sẽ phải tăng cân lên 220kg. Đặc biệt sức mạnh sẽ tăng lên khi người đó bật khỏi bề mặt sao Mộc khoảng vài xentimet.

5. Từ trường bảo vệ

Nếu Trái đất không có vùng từ trường bền vững và khá mạnh, con người sẽ bị thiêu đốt dưới tác động của các tia vũ trụ và bão Mặt trời.
Từ trường tỏa ra từ các cực và vây quanh hành tinh của chúng ta. Thực tế, không phải lúc nào vùng từ trường cũng ổn định. Kể từ những năm 1800, từ trường ở cực bắc đã dồn về phía bắc hơn 1.100km.

Từ trường bảo vệ con người khỏi bị thiêu đốt dưới tác động của các tia vũ trụ và bão Mặt trời. Ảnh minh họa

Hiện tại, tốc độ dịch chuyển đã đạt 64km/năm - gấp đôi tốc độ dịch chuyển vào thế kỷ trước. Khoảng 300.000 năm lại xảy ra hiện tượng dịch chuyển cực từ và quá trình này diễn ra trong hàng ngàn năm.

6. Đa dạng khí hậu

Một số dạng sống có thể thích nghi với những khu vực lạnh giá nhất trên Trái đất như tại Nam Cực - nơi nhiệt độ hạ xuống tới -89,2 độ C và cả những khu vực nóng nhất hành tinh như vùng El Azizia ( Libya) - nơi nhiệt độ từng lên tới 57,8 độ C.
Tuy nhiên, mức độ đa dạng sinh vật lại thuộc về khu vực nhiệt đới - nơi nhiệt độ được điều tiết phù hợp với các cá thể sống.

7. Biển cả bao la

Đại dương chiếm khoảng 70% diện tích trên Trái đất. Điều đó đồng nghĩa với việc nguồn nước tồn tại ở dạng chất lỏng luôn dồi dào - yếu tố hỗ trợ quan trọng để hình thành sự sống trên hành tinh của chúng ta.

Nước là yếu tố hỗ trợ quan trọng để hình thành sự sống

8. Mực nước biển

Tại một số khu vực, mực nước biển dâng đã mang lại cuộc sống phồn thịnh hơn cho con người nhưng ở nhiều khu vực khác nó lại là tai họa đe dọa mang sống của con người.
Trong những thập kỷ gần đây, mực nước biển đã trở thành thuật ngữ được nhiều người quan tâm. Trước đây, việc sở hữu một ngôi nhà ven biển là niềm mơ ước của nhiều người nhưng giờ đây tình hình đã thay đổi.
Hiện tượng băng tan cùng với khí hậu trên biển ngày càng ấm hơn đã khiến mực nước biển trên các đại dương tăng lên nhanh chóng. Một số hòn đảo đang có nguy cơ bị nhấn chìm xuống lòng biển và cuộc sống của những cư dân ven biển cũng đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Theo báo cáo của khu vực Đông duyên hải Hoa Kỳ, mực nước biển đã tăng thêm 2mm/năm kể từ 1950 - 2009.

9. Màu xanh thay cho màu tím

Màu xanh được coi là tín hiệu của thiên nhiên đưa ánh sáng Mặt trời, CO2 và nước chuyển hóa vào nguồn thức ăn từ thực vật qua quá trình quang hợp - nền tảng cho cuộc sống của động vật.
Trước đây từng có nhận định cho rằng cuộc sống sơ khai trên Trái đất tràn ngập màu tím theo đó các sinh vật sử dụng phân tử hơn là chất diệp lục.

10. Sấm sét

Mỗi năm tại Mỹ có hàng chục người tử vọng vì bị sét đánh trúng.

Sấm sét cũng là chìa khóa của sự sống. Ảnh minh họa

Tuy nhiên, sấm sét cũng là chìa khóa của sự sống. Cùng với nước, metan và những hóa chất khác trong không khí, sấm sét tạo ra các amino axit và đường hình thành nền tảng sự sống.

11. Không ngừng hoạt động

Một số hành tinh không bao giờ thay đổi bởi chúng thiếu sự vận động từ bên trong mà chúng ta thường gọi là kiến tạo địa chất. Trái lại, Trái đất luôn thay đổi, tái tạo các mảng kiến tạo và hâm nóng các vật chất bên dưới để đưa quay trở lại bề mặt hành tinh.
Chính hoạt động kiến tạo địa chất là nguyên nhân dẫn tới các trận động đất và núi lửa phun trào. Nhưng học thuyết về nguồn gốc sự sống đã công nhận cuộc sống bắt nguồn xung quanh những lỗ thông hơi của núi lửa nằm sâu dưới đại dương - nơi sức nóng và nhiều loại khoáng chất phát tán mạnh mẽ.

Xem thêm:
Phát hiện: Hệ Mặt trời thứ 2 cách Trái đất 360 năm ánh sáng

12. Không gian

Không gian trong hệ Mặt trời của chúng ta tồn tại các thiên thể và sao chổi cùng với bụi và dấu vết của chất khí.
Ngay cả hiện tại, các tảng đá vũ trụ nhỏ bé vẫn rơi xuống Trái đất hàng ngày. Những thiên thể lớn có khả năng đâm xuống Trái đất tác động xấu cho cuộc sống của con người thì thường xuyên nhận được sự “chăm sóc đặc biệt ” của Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA).

Không gian trong Hệ Mặt trời

Trong những năm đầu tiên hình thành sự sống trên Trái đất, các vụ va chạm lớn từ sao chổi và thiên thể đã giúp mang lại nguồn nước và những hóa chất quan trọng khác cho hành tinh xanh để bắt đầu hình thành sự sống.

13. Lịch sử hình thành lâu dài

Trái đất được hình thành cách đây 4,54 tỷ năm và phải mất hàng trăm triệu năm sau đó những dạng sống đầu tiên mới xuất hiện.
Tuy nhiên, cho tới khoảng 585 triệu năm trước, các động vật đa bào đầu tiên chỉ nhỏ bằng một viên thuốc mới bắt đầu hình thành.
Trong khi đó, con người đặt chân lên bề mặt Trái đất vào khoảng 4 triệu năm trước. Do đó, nếu Trái đất được hình thành muộn hơn, chúng ta sẽ không bao giờ có thể tự đứng trên hai chân và bộ não phát triển đủ lớn để hiểu rõ về những đặc điểm “độc nhất vô nhị” chỉ có trên Trái đất.

Nguồn: Infonet.vn

(*) Tiêu đề được Ngaynay.vn đặt lại

Dấu hiệu về sự sống đầu tiên trên Trái Đất có thể là vi khuẩn

•     

Một khám phá mới đây cho thấy những loài vi khuẩn đã tồn tại trên Trái Đất từ 3,7 tỷ năm trước, sau 1 tỷ năm từ khi Trái Đất được hình thành.
Trong một nỗ lực tìm kiếm những dạng sống động vật đầu tiên trên Trái Đất, các nhà khoa học căn cứ vào những dất vết hóa thạch như dấu chân, vết trầy xước, hang ổ... của những loài động vật. Một số nhà khoa học tuyên bố tìm thấy bằng chứng động vật đã tồn tại từ hơn một tỷ năm trước, nhưng các kết quả này vẫn gây tranh cãi. Ngoài ra, còn một số dấu vết hóa thạch từ kỷ Ediacaran cho thấy những loài động vật thân mềm đã sinh sôi và tồn tại ở thời gian này.
Nhà hải dương học Giulio Mariotti từ Đại học bang Louisiana cùng các đồng nghiệp của mình, đã tìm ra dấu vết sự sống từ kỷ Ediacaran và nhận thấy rằng đó có thể là vi khuẩn. Kết quả này được công bố gần đây giải thích bởi những bằng chứng đáng tin cậy về thế giới sự sống thuở ban đầu.

Một hóa thạch cho thấy vết tích của loài Dickinsonia Costa từ kỷ Ediacaran. (Ảnh: Wikipedia Commons).

Nhiều hóa thạch vi khuẩn trong kỷ Ediacaran được tìm thấy trong những dạng địa hình như rặng núi nhỏ hay các miệng hố, chúng là bằng chứng cho sự tồn tại của vi khuẩn trong thời cổ đại. Thảm vi khuẩn đã sinh sôi mạnh trong thời tiền Cambri – thời điểm trước khi động vật phát triển đa dạng, tuy nhiên thảm vi khuẩn đã không phát triển ở các vùng biển, khi những động vật ăn cỏ sau này sẽ phá hủy cấu trúc của chúng.
Mariotti và các đồng nghiệp đã thực hiện một thí nghiệm để tạo ra những đường mòn và rãnh, hố tương tự như ở các nơi tìm thấy dấu vết hóa thạch. Họ đã đặt vi khuẩn nằm dọc theo cát ở đáy thùng nước và tạo sóng nhân tạo trên mặt nước. Số vi khuẩn lớn hơn cát nhưng ít dày đặc hơn. Mật độ thấp hơn cho phép chúng di chuyển được trên cát với mức năng lượng tiêu thụ thấp.

Hóa thạch này tạo nên bởi một con trilobite. Loài trilobite di chuyển từ phải sang trái và để lại dấu vết sau khi đi qua một vùng đất. (Ảnh: Stefano Novello).

Việc sử dụng mức năng lượng thấp là rất quan trọng, vì khi sử dụng nhiều năng lượng, chúng có thể làm mất dấu vết để lại. Những dấu vết hóa thạch để lại hầu hết là những đường đi của chúng vẽ nên khi di chuyển trên nền cát.
Tuy nhiên, nghiên cứu này không khẳng định những dấu vết ban đầu đó được gây ra bởi vi khuẩn, mà cho chúng ta một lời giải thích rõ ràng hơn về những vết tích để lại. Nếu trong tương lai, các nhà khoa học tìm thấy những dấu vết hóa thạch khác từ kỷ Ediacaran hay sớm hơn, chúng ta sẽ có những giả thuyết chính xác hơn về sự sống trong thời kỳ này.

Các hóa thạch của những loài vi khuẩn trong kỷ Ediacaran (trái) và vết tích được tái tạo lại từ thí nghiệm trong phòng thí nghiệm của các nhà khoa học (phải). (Ảnh: SEPM).

Chúng ta có thể phân biệt được dấu vết để lại của những loài sống khác nhau, dựa vào việc đường đi của chúng so với nguồn thức ăn hay kẻ thù ở một vị trí nào đó. Những vết tích để lại trong kỷ Ediacaran đều là những trầm tích ba chiều phức tạp.
Sự hình thành và phát triển của những dạng sống đầu tiên trên Trái Đất là rất quan trọng để cho chúng ta thêm hiểu biết về sự sống trên các hành tinh khác. Chúng ta bây giờ cần những bằng chứng cụ thể hơn về sự sống ở thời điểm này. Mariotti cùng nhóm của ông đang nỗ lực tìm kiếm và thực hiện nhiều thí nghiệm hơn nhằm phân biệt hóa thạch của từng loài động vật khác nhau dựa vào vết tích để lại của chúng.

Cập nhật: 26/09/2016 Theo khampha

Động vật xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất

•      32

Bọt biển có mặt trên Trái Đất sớm hơn 100 triệu năm so với các loài động vật ngày nay.
Trong phân tích mới nhất về di truyền, các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tìm thấy phân tử bọt biển trong những khối đá 640 triệu năm tuổi. Chúng có niên đại lâu hơn nhiều so với kỷ Cambri, giai đoạn hầu hết các nhóm động vật xuất hiện (540 triệu năm trước). Điều này chỉ ra bọt biển có thể chính là động vật đầu tiên sinh sống trên Trái Đất.
"Chúng tôi thu thập các bằng chứng cổ sinh vật học và di truyền học để chứng minh hóa thạch phân tử của bọt biển là một trong những dấu vết cổ xưa nhất về sự sống của động vật", David Gold, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Trái đất, Khí quyển và Khoa học hành tinh của MIT (EAPS) cho biết.
Kết quả nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ hôm 22/2.
Các nhà cổ sinh học đã khai quật được một lượng lớn hóa thạch từ thời kỳ cách đây 540 triệu năm. Dựa trên dữ liệu về hóa thạch, một số nhà khoa học cho rằng các nhóm động vật đương thời từng trải qua sự bùng nổ về số lượng trên Trái Đất. Chúng biến đổi nhanh chóng từ sinh vật đơn bào đến động vật đa bào phức tạp trong giai đoạn địa chất tương đối ngắn.

Bọt biển có thể đã xuất hiện trên Trái Đất từ 640 triệu năm trước, sớm hơn nhiều so với bất kỳ loài động vật nào khác. (Ảnh: Youtube).

Tuy nhiên, các hóa thạch được biết đến trước giai đoạn bùng nổ ở kỷ Cambri có nhiều mặt khác thường, làm cho việc xác định động vật đầu tiên trong dòng tiến hóa trở nên khó khăn. Phòng thí nghiệm Summons hướng đến tìm câu trả lời trong những mẫu hóa thạch phân tử, dấu vết của phân tử động vật còn lưu lại trên các phiến đá cổ đại.
"Chúng tôi cho rằng động vật phải xuất hiện từ rất lâu trước kỷ Cambri, bởi vì nhiều loài động vật cùng xuất hiện ở thời kỳ này, nhưng bằng chứng hóa thạch của động vật trước đó lại gây tranh cãi", Gold nói. "Nnghiên cứu dấu vết sinh hóa và phân tử còn sót lại có thể giúp giải quyết cuộc tranh luận".
Cụ thể, Gold và đồng nghiệp tập trung vào phân tử 24-isopropylcholestane, viết tắt là phân tử 24-ipc. Đây là phân tử lipid, hoặc sterol, một dạng biến đổi của cholesterol. Nhóm nghiên cứu của Gold xác định các gene chịu trách nhiệm mã hóa 24-ipc, sau đó tìm kiếm những sinh vật mang gene này, và cuối cùng theo dõi sự tiến hóa của gene này ở sinh vật.
Nhóm nghiên cứu quan sát bộ gene của khoảng 30 sinh vật khác nhau, bao gồm thực vật, nấm, tảo, và bọt biển, để xác định từng sterol mà mỗi loài sinh vật sản xuất và xác định các gene liên quan.
Bằng cách so sánh bộ gene, họ xác định được gene duy nhất tên sterol methyltransferase (SMT) chịu trách nhiệm sản xuất một số loại sterol. Các nhà nghiên cứu phát hiện bọt biển và tảo có thêm một bản sao SMT khi so sánh với những loài gần gũi.
Các nhà nghiên cứu so sánh những bản sao này để tìm hiểu mối liên hệ và thời điểm bản sao đầu tiên xuất hiện. Sau đó, họ lập bản đồ các mối quan hệ trên cây tiến hóa và sử dụng bằng chứng hóa thạch để xác định thời điểm nhân bản của gene SMT.
Nhóm của Gold nhận thấy bọt biển hình thành các bản sao của gene SMT sớm hơn nhiều so với tảo. Điều này xảy ra vào khoảng 640 triệu năm trước, cùng thời điểm dấu vết của 24-ipc được tìm thấy trong các mẫu đá. Kết quả nghiên cứu là bằng chứng quan trọng chỉ ra bọt biển xuất hiện trên Trái Đất từ 640 triệu năm trước, sớm hơn nhiều so với bất kỳ loài động vật nào khác.

Loài vật đầu tiên trên Trái đất

•     
• 8.728

Một nghiên cứu về lịch sử tiến hóa của động vật đã cho thấy cấu trúc loài động vật đầu tiên trên Trái đất – một sinh vật huyền bí mà chúng ta chỉ có thể suy đoán các đặc điểm của nó dựa trên hóa thạch cũng như nghiên cứu từ các loài còn tồn tại – có lẽ còn phức tạp hơn nhiều những điều trước đây chúng ta vẫn tin tưởng.

Nghiên cứu này được Quỹ khoa học quốc gia tài trợ và được đăng tải trên trang nhất tờ Nature số ra ngày 10/04/2008. Nhờ công nghệ cao trong phân tích khối lượng lớn gen di truyền, nghiên cứu đã xác định được điểm phân nhánh sớm nhất tại phần gốc của cây phả hệ động vật. Charles Darwin chính là người đã giới thiệu cây sự sống với cấu trúc phân tầng theo mối quan hệ tiến hóa giữa các loài.

Thay đổi cây sự sống

Một trong những phát hiện gây ngạc nhiên của nghiên cứu là loài sứa phiến lược đã tách ra khỏi các loài động vật khác và tự đi trên con đường tiến hóa riêng của nó còn trước cả loài bọt biển. Điều thú vị này đã làm ngỡ ngàng những quan điểm truyền thống cho rằng loài bọt biển bé nhỏ là loài vật phân nhánh tiến hóa sớm nhất ở phần gốc của cây sự sống. Dunn cho biết: “Đây đúng là một cú sốc, đến nỗi ban đầu chúng tôi cho rằng có nhầm lẫn ở đâu đó”.

Lịch sử tiến hóa của loài sứa phiến lược tiết lộ những điều ngạc nhiên về loài động vật đầu tiên trên Trái đất (Ảnh: Casey Dunn)

Nhưng ngay cả khi nhóm nghiên cứu của Dunn đã kiểm tra đi kiểm tra lại kết quả đồng thời bổ sung thêm nhiều dữ liệu thì những gì họ thu được vẫn chỉ là loài sứa phiến lược có mô và hệ thần kinh đã tách ra khỏi các loài khác trước cả loài bọt biển (không có mô, không có cả hệ thần kinh)

Cũng theo Dunn, sự xuất hiện của những đại diện sứa phiến lược có cấu trúc tương đối phức tạp ở ngay phần gốc của cây sự sống chứng tỏ một điều rằng động vật đầu tiên trên Trái đất có lẽ cũng phức tạp hơn nhiều những gì chúng ta vẫn nghĩ.

Trong khi vẫn thận trọng cho rằng cần phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu bổ sung để chứng thực cho phát hiện của nhóm, Dunn cho biết loài sứa phiến lược chỉ có thể vượt qua loài bọt biển đơn giản về “tuổi đời” nhờ một trong hai kịch bản tiến hóa dưới đây:

1) Loài sứa phiến lược tự tiến hóa phức tạp độc lập với các loài động vật khác, sau khi nó tách nhánh để thực hiện con đường tiến hóa riêng của mình.

2) Loài bọt biển đã tiến hóa thành dạng đơn giản từ những sinh vật phức tạp hơn – Theo Dunn, đây là một khả năng nhằm nhấn mạnh sự thực là “tiến hóa không nhất thiết là phải phát triển cao hơn nhằm tăng mức độ phức tạp. Kịch bản tiến hóa này sẽ là một ví dụ xác thực và điển hình cho quy luật nói trên”.

Từ bao giờ?

Những con sứa phiến lược đầu tiên tách nhánh từ bao giờ? “Thật không may, chúng ta không hề có hóa thạch của những con sứa cổ nhất”, Dunn rầu rĩ. “Chính vì thế, không có cách nào để xác định thời điểm xuất hiện của những con sứa đầu tiên cũng như thời điểm chúng tách nhánh trên cây sự sống”.

Theo Herendeen, sau khi tách khỏi các loài khác, có lẽ loài sứa phiến lược vẫn tiếp tục tiến hóa. Do đó, những con sứa phiến lược ngày này trông rất khác những con sứa ban đầu.

Cũng theo Patrick Herendeen – giám đốc Quỹ khoa học Quốc gia, những con sứa phiến lược mềm mại có tua cảm nhưng không có hình vòm đã trải qua con đường tiến hóa khác biệt so với loài sứa có hình vòm. Sự phân rẽ này cho thấy “các loài sứa phân loại theo hình dáng cơ thể cũng đã tiến hóa độc lập với nhau đến vài lần”.

Khoảng trống còn lại trên cây sự sống

Ngoài việc đảo ngược trật tự tiến hóa của bọt biển và sứa phiến lược, nghiên cứu của Dunn còn giải đáp những câu hỏi đã có từ lâu về các loài khác. Trong số đó có vấn đề liệu động vật nhiều chân có quan hệ gần gũi hơn với loài nhện hay côn trùng. Câu trả lời là loài nhện.

Mặc dù có những lời giải đáp nói trên cùng với những phát hiện tiến hóa quan trọng của nhóm, cây sự sống vẫn đang trong quá trình thiết lập. Dunn cho biết: “Hiện các nhà khoa học ước tính có khoảng 10 triệu loài sinh vật cả thảy trên Trái đất. Nhưng cho đến này, chỉ có khoảng 1,8 triệu loài – đa số là động vật – được các nhà khoa học nghiên cứu. Rất ít loài được điền tên trên cây sự sống”.

(Ảnh: Sưu tầm Flickr)

Đột phá về phương pháp

Ít nhất thì một số khoảng trống còn lại trên cây tiến hóa sẽ có thể được lấp đầy nhờ sử dụng các phương pháp phân tích công nghệ cao được ứng dụng đầu tiên trong nghiên cứu của Dunn. Phương pháp trên đòi hỏi phải sử dụng 100 máy tính để phân tích một khối lượng dữ liệu nhiều hơn bất kì các nghiên cứu tiến hóa nào trước đây gộp lại. Herendeen phát biểu: “Phương pháp công nghệ cao của Dunn chính là cái chúng ta cần để tiếp tục thiết lập cây sự sống. Phương pháp này sẽ được áp dụng nhiều trong tương lai”.

Dunn giải thích một trong những lợi ích của phương pháp mà nhóm của ông áp dụng rằng: “Mặc dù chúng ta chỉ quan sát chưa đến 100 loài, nhưng chúng được lấy mẫu theo cách có thể chỉ ra mối quan hệ của các nhóm động vật chính tương ứng với nhau. Do đó nghiên cứu này cũng như các nghiên cứu tương tự ngụ ý những vị trí trên cây tiến hóa của rất nhiều loài hơn là những loài được làm mẫu”.

Thử thách vẫn còn

Nhưng dù công cụ các nhà khoa học dùng để phân tích gen di truyền của các sinh vật có hiện đại đến đâu đi chăng nữa, họ vẫn phải chinh phục “những thử thách mà các nhà tự nhiên học đã phải đối mặt từ 200 năm trước”. “Thậm chí chúng ta còn chưa biết chính xác có bao nhiêu loài để mà biết phải tìm chúng ở đâu”, Dunn nói.

“Ngay cả khi việc phân tích ADN của các sinh vật trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm hơn nhờ các máy tính hiện đại, nhưng để tìm kiếm, thu thập và xác định các sinh vật vẫn rất tốn kém và gian nan”. Ví dụ như, nhóm của Dunn đã phải sử dụng các phương tiện điều khiển từ xa dưới nước để thu thập một con sứa phiến lược dùng cho nghiên cứu.

Dunn kết luận rằng: “Đáng ngạc nhiên là mặc dù có những tiến bộ lớn trong công nghệ chúng tavẫn phải hàng ngày đối mặt với những thử thách giống các nhà tự nhiên học cách đây 200 năm: phải tìm ra có bao nhiêu loài sống trên hành tinh chúng ta, phải tìm chúng ở đâu và làm cách nào để thu thập chúng”.

Cập nhật: 14/04/2008 Trà Mi (Theo Physorg)

Sự sống trên Trái đất bắt đầu từ một vũng nước?

•      42
• 3.552

Dù thường chỉ được coi là chướng ngại vật khiến con người phải đi vòng tránh hoặc nhảy qua trong một ngày mưa ướt, nhưng các vũng nước có thể đóng một vai trò quan trọng hơn nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Yếu tố đầu tiên làm khởi phát sự sống trên Trái đất thuở sơ khai có thể xuất hiện trong một vũng nước, theo một nghiên cứu mới.

Sự sống bắt đầu từ một vũng nước trên Trái đất?

Các nhà nghiên cứu phát hiện, sự khô cạn của một vũng nước dưới nắng và việc nó tái ướt dưới cơn mưa có thể đã tạo điều kiện cho quá trình hóa sinh then chốt, thiết yếu cho sự sống hình thành.

Các chu kỳ sấy khô ban ngày và tái ướt ban đêm của các vũng nước có thể làm khởi phát các phản ứng hóa sinh thiết yếu cho sự sống bắt đầu hình thành trên Trái đất thuở sơ khai. (Ảnh: Corbis)

Một phản ứng hóa học, cho phép các polypeptide kết lại thành chuỗi (khi đủ dài sẽ hình thành các protein), đã xảy ra chỉ sau 20 chu kỳ của sự bay hơi ban ngày và làm ẩm ướt ban đêm.
Các tác giả của nghiên cứu trên nói, khám phá của họ ủng hộ các giả thuyết cho rằng, sự sống có thể bắt đầu trên đất khô và có lẽ ở cả sa mạc, cách đây khoảng 4 tỉ năm.
Giáo sư Nicholas Hud, một nhà hóa học thuộc Viện Công nghệ Georgia (Mỹ), người đứng đầu nghiên cứu, nhấn mạnh: "Tính đơn giản của việc dùng các chu kỳ làm ướt - khử nước để thúc đẩy các đặc tính hóa học cần thiết cho sự sống thực sự đáng chú ý. Dường như, đất khô hạn đã cung cấp một môi trường vô cùng thuận lợi để có được các đặc tính hóa học cần thiết cho sự sống khởi phát".
Báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Angewandte Chemie cho biết, việc trộn 2 khối xây dựng sinh hóa cơ bản - amino axit và hydroxy axit - trong nước liên tục khô và tái tạo, có thể khiến chúng hình thành các phân tử phức hợp. Nhóm nghiên cứu nhận thấy, các chu kỳ làm ướt và sấy khô dẫn tới sự tan vỡ và tái tổ hợp của các phân tử hữu cơ thành các chuỗi ngẫu nhiên.
Amino axit là các khối xây dựng cơ bản của mọi protein, trong khi hydroxy axit là các hợp chất hóa học có tính axit một cách tự nhiên. Các nhà sinh vật học vũ trụ đã phát hiện bằng chứng cho thấy, những hợp chất này có thể tồn tại trên các thiên thạch.
Thông qua thực nghiệm, giáo sư Hud và các cộng sự khám phá ra rằng, các hydroxy axit kết hợp trong các chu kỳ làm ẩm - sấy khô lặp đi lặp để tạo thành một polyester. Việc này sau đó tạo điều kiện cho sự hình thành các kết nối giữa các amino axit để tạo ra các peptide có độ dài tới 14 amino axit.
Nghiên cứu trước đây từng cho thấy, các polypeptide có thể được tạo ra thông qua việc đung nóng chúng qua ngưỡng sôi của nước, nhưng nghiên cứu mới ám chỉ, các phản ứng này cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều (65oC) như đã được phát hiện trên mặt đất. Quá trình này có thể đã dẫn tới sự hình thành các phân tử mới giống enzyme, đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng hóa học khác cần thiết cho sự sống.

Cập nhật: 26/07/2015 Theo VietNamNet

NGUỒNGỐC SỰ SỐNG VÀ SỰ HÌNH THÀNH LOÀI