Mở trình đơn chính
Các dạng sống được biết đến sớm nhất trên Trái đất là các vi sinh vật hóa thạch giả định, được tìm thấy trong các kết tủa thủy nhiệt, có thể tồn tại từ 4,28 tỷ năm trước, tương đối sớm sau khi các đại dương hình thành 4,41 tỷ năm trước và không lâu sau khi hình thành Trái đất 4,54 tỷ năm trước.[1][2]

Nguồn gốc sự sống cũng thường được gọi là quá trình phát sinh sự sống (abiogenesis) là thuật ngữ để chỉ các lí thuyết khác nhau về quá trình hình thành và phát triển sự sống trên Trái Đất.[3][4][5][6] [note 1] Trong các lí thuyết này, phổ biến nhất cho đến nay là những giả thuyết khoa học cho rằng : đây là quá trình tự nhiênsự sống phát sinh từ vật chất không sống, từ các chất vô cơ thành các hợp chất hữu cơ đơn giản, rồi tiến hoá thành sinh giới ngày nay.[5][7][8][9] Mặc dù các chi tiết của quá trình này vẫn chưa được biết, giả thuyết khoa học phổ biến là sự chuyển đổi từ các thực thể không sống sang các thực thể sống không phải là một sự kiện đơn lẻ, mà là một quá trình tăng dần độ phức tạp liên quan đến việc tự sao chép phân tử, tự lắp ráp, tự sinh và sự xuất hiện của màng tế bào.[10][11][12] Mặc dù sự xuất hiện của nguồn gốc sự sống là không gây tranh cãi giữa các nhà khoa học, nhưng không có mô hình duy nhất được chấp nhận cho nguồn gốc của sự sống, và bài viết này trình bày một số nguyên tắc và giả thuyết về cách nguồn gốc sự sống có thể xảy ra.

Các nhà nghiên cứu nghiên cứu nguồn gốc sự sống thông qua sự kết hợp của sinh học phân tử, cổ sinh vật học, sinh vật học, hải dương học, sinh lý học, địa hóa họchóa sinh, và nhằm mục đích xác định các phản ứng hóa học trước khi có sự sống đã tạo ra sự sống như thế nào.[13] Nghiên cứu về nguồn gốc sự sống có thể là địa vật lý, hóa học hoặc sinh học,[14] với các phương pháp gần đây hơn đang cố gắng tổng hợp cả ba môn khoa học trên,[15] khi sự sống nảy sinh trong những điều kiện khác biệt so với những điều kiện trên Trái đất ngày nay. Sự sống hoạt động thông qua hoạt động hóa học chuyên biệt của carbonnước và xây dựng phần lớn dựa trên bốn họ hóa chất chính: lipit (thành tế bào mỡ), carbohydrat (đường, cellulose), axit amin (chuyển hóa protein) và axit nucleic (DNA và RNA tự sao chép). Bất kỳ lý thuyết thành công của nguồn gốc sự sống phải giải thích nguồn gốc và tương tác của các lớp phân tử này.[16] Nhiều phương pháp tiếp cận nguồn gốc sự sống điều tra làm thế nào các phân tử trên tự sao chép, hoặc các thành phần của chúng ra đời như thế nào. Các nhà nghiên cứu thường nghĩ rằng cuộc sống hiện tại trên Trái đất bắt nguồn từ một thế giới RNA,[17] mặc dù cuộc sống dựa trên RNA có thể không phải là sự sống đầu tiên tồn tại.[18][19]

Thí nghiệm Urey-Miller cổ điển năm 1952 và các nghiên cứu tương tự đã chứng minh rằng hầu hết các axit amin, thành phần hóa học của protein được sử dụng trong tất cả các sinh vật sống, có thể được tổng hợp từ các hợp chất vô cơ trong các điều kiện mô phỏng trạng thái của Trái đất sơ khai. Các nhà khoa học đã đề xuất các nguồn năng lượng bên ngoài khác nhau có thể đã kích hoạt các phản ứng này, bao gồm sétbức xạ. Các cách tiếp cận khác (giả thuyết "trước tiên về trao đổi chất" tập trung vào việc tìm hiểu cách xúc tác trong các hệ thống hóa học trên Trái đất sơ khai có thể đã cung cấp các phân tử tiền chất cần thiết cho quá trình tự sao chép.[20] Các phân tử hữu cơ phức tạp xuất hiện trong Hệ Mặt trời và trong không gian giữa các vì sao, và các phân tử này có thể đã cung cấp nguyên liệu ban đầu cho sự phát triển của sự sống trên Trái đất.[21][22][23][24]

Hóa sinh của sự sống có thể đã bắt đầu ngay sau Vụ Nổ Lớn, 13,8 tỷ năm trước, trong một kỷ nguyên có thể ở được khi tuổi của vũ trụ chỉ còn 10 đến 17 triệu năm.[25][26] Giả thuyết panspermia cho thấy sự sống siêu nhỏ được bụi vũ trụ,[27] thiên thạch,[28] tiểu hành tinh và các vật thể trong Hệ Mặt trời nhỏ khác đưa đến Trái Đất sơ khai và sự sống có thể tồn tại trong vũ trụ.[29] Giả thuyết panspermia cho rằng sự sống bắt nguồn từ bên ngoài Trái Đất, nhưng không giải thích dứt khoát về nguồn gốc của nó.

Tuy nhiên, Trái đất vẫn là nơi duy nhất trong vũ trụ được biết đến với sự sống,[30][31] và bằng chứng hóa thạch từ Trái đất tạo điều kiện hầu hết các nghiên cứu về nguồn gốc sự sống. Tuổi của Trái đất là khoảng 4,54 tỷ năm;[32][33][34] bằng chứng không thể chối cãi sớm nhất về sự sống trên Trái đất có từ ít nhất 3,5 tỷ năm trước,[35][36][37] và có thể sớm nhất là từ kỷ Đại Tiền Thái cổ (từ 3,6 đến 4,0 tỷ năm trước đây), sau khi lớp vỏ địa chất bắt đầu hóa cứng sau Hadean Eon nóng chảy. Vào tháng 5 năm 2017, các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng có thể về sự sống ban đầu trên đất liền ở geyserite 3,48 tỷ năm tuổi và các mỏ khoáng sản liên quan khác (thường được tìm thấy xung quanh suối nước nóngmạch nước phun) được phát hiện ở Pilbara Craton, Tây Úc.[38][39][40][41] Tuy nhiên, một số khám phá cho thấy sự sống có thể đã xuất hiện trên Trái đất thậm chí sớm hơn. Tính đến năm 2017, microfossils, hoặc các vi sinh vật hóa thạch, trong các kết tủa thủy nhiệt với tuổi từ 3,77 đến 4,28 tỷ năm tuổi được tìm thấy ở Quebec, trong các hòn đá Canada có thể chứa đựng kỷ lục sống lâu đời nhất trên Trái Đất, cho thấy sự sống bắt đầu ngay sau khi hình thành đại dương 4,4 tỷ năm trước.[1][2][42][43][44] Theo nhà sinh vật học Stephen Blair Hedges, "Nếu sự sống phát sinh tương đối nhanh trên Trái Đất thì nó có thể phổ biến trong vũ trụ".[45][46][47]

Chú thíchSửa đổi

  1. ^ Cũng đôi khi được gọi là biopoiesis.

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a ă Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F.; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O'Neil, Jonathan; Little, Crispin T.S. (1 tháng 3 năm 2017). “Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates”. Nature 543 (7643): 60–64. Bibcode:2017Natur.543...60D. PMID 28252057. doi:10.1038/nature21377. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 9 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2017. 
  2. ^ a ă Zimmer, Carl (1 tháng 3 năm 2017). “Scientists Say Canadian Bacteria Fossils May Be Earth's Oldest”. The New York Times. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 3 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2017. 
  3. ^ Kara Rogers. “Abiogenesis”. 
  4. ^ Oparin, Aleksandr Ivanovich (1938). The Origin of Life. Phoenix Edition Series (ấn bản 2). Mineola, New York: Courier Corporation (xuất bản 2003). ISBN 9780486495224. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2018.  Đã bỏ qua tham số không rõ |translator-last= (trợ giúp); Đã bỏ qua tham số không rõ |translator-first= (trợ giúp)
  5. ^ a ă Peretó, Juli (2005). “Controversies on the origin of life” (PDF). International Microbiology 8 (1): 23–31. PMID 15906258. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 24 tháng 8 năm 2015. Truy cập ngày 1 tháng 6 năm 2015. Ever since the historical contributions by Aleksandr I. Oparin, in the 1920s, the intellectual challenge of the origin of life enigma has unfolded based on the assumption that life originated on Earth through physicochemical processes that can be supposed, comprehended, and simulated; that is, there were neither miracles nor spontaneous generations. 
  6. ^ Compare: Scharf, Caleb và đồng nghiệp (18 tháng 12 năm 2015). “A Strategy for Origins of Life Research”. Astrobiology 15 (12): 1031–1042. Bibcode:2015AsBio..15.1031S. PMC 4683543. PMID 26684503. doi:10.1089/ast.2015.1113. What do we mean by the origins of life (OoL)? [...] Since the early 20th century the phrase OoL has been used to refer to the events that occurred during the transition from non-living to living systems on Earth, i.e., the origin of terrestrial biology (Oparin, 1924; Haldane, 1929). The term has largely replaced earlier concepts such as abiogenesis (Kamminga, 1980; Fry, 2000). 
  7. ^ Oparin 1953
  8. ^ Warmflash, David; Warmflash, Benjamin (tháng 11 năm 2005). “Did Life Come from Another World?”. Scientific American 293 (5): 64–71. Bibcode:2005SciAm.293e..64W. doi:10.1038/scientificamerican1105-64. According to the conventional hypothesis, the earliest living cells emerged as a result of chemical evolution on our planet billions of years ago in a process called abiogenesis. 
  9. ^ Yarus 2010
  10. ^ Witzany, Guenther (2016). “Crucial steps to life: From chemical reactions to code using agents” (PDF). Biosystems 140: 49–57. doi:10.1016/j.biosystems.2015.12.007. 
  11. ^ Howell, Elizabeth (8 tháng 12 năm 2014). “How Did Life Become Complex, And Could It Happen Beyond Earth?”. Astrobiology Magazine. Truy cập ngày 14 tháng 2 năm 2018. 
  12. ^ Tirard, Stephane (20 tháng 4 năm 2015). Abiogenesis – Definition. Encyclopedia of Astrobiology. tr. 1. ISBN 978-3-642-27833-4. doi:10.1007/978-3-642-27833-4_2-4. Thomas Huxley (1825–1895) used the term abiogenesis in an important text published in 1870. He strictly made the difference between spontaneous generation, which he did not accept, and the possibility of the evolution of matter from inert to living, without any influence of life. [...] Since the end of the nineteenth century, evolutive abiogenesis means increasing complexity and evolution of matter from inert to living state in the abiotic context of evolution of primitive Earth. 
  13. ^ Voet & Voet 2004
  14. ^ Dyson 1999
  15. ^ Davies, Paul (1998). The Fifth Miracle, Search for the origin and meaning of life. Penguin. [cần số trang]
  16. ^ Ward, Peter; Kirschvink, Joe (2015). A New History of Life: the radical discoveries about the origins and evolution of life on earth. Bloomsbury Press. tr. 39–40. ISBN 978-1608199105. 
  17. ^ Copley, Shelley D.; Smith, Eric; Morowitz, Harold J. (tháng 12 năm 2007). “The origin of the RNA world: Co-evolution of genes and metabolism” (PDF). Bioorganic Chemistry 35 (6): 430–443. PMID 17897696. doi:10.1016/j.bioorg.2007.08.001. Bản gốc lưu trữ (PDF) ngày 5 tháng 9 năm 2013. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2015. The proposal that life on Earth arose from an RNA world is widely accepted. 
  18. ^ Robertson, Michael P.; Joyce, Gerald F. (tháng 5 năm 2012). “The origins of the RNA world”. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 4 (5): a003608. PMC 3331698. PMID 20739415. doi:10.1101/cshperspect.a003608. 
  19. ^ Cech, Thomas R. (tháng 7 năm 2012). “The RNA Worlds in Context”. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 4 (7): a006742. PMC 3385955. PMID 21441585. doi:10.1101/cshperspect.a006742. 
  20. ^ Keller, Markus A.; Turchyn, Alexandra V.; Ralser, Markus (25 tháng 3 năm 2014). “Non‐enzymatic glycolysis and pentose phosphate pathway‐like reactions in a plausible Archean ocean”. Molecular Systems Biology 10 (725): 725. PMC 4023395. PMID 24771084. doi:10.1002/msb.20145228. 
  21. ^ Ehrenfreund, Pascale; Cami, Jan (tháng 12 năm 2010). “Cosmic carbon chemistry: from the interstellar medium to the early Earth.”. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2 (12): a002097. PMC 2982172. PMID 20554702. doi:10.1101/cshperspect.a002097. 
  22. ^ Perkins, Sid (8 tháng 4 năm 2015). “Organic molecules found circling nearby star”. Science (News) (Washington, DC: American Association for the Advancement of Science). Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2015. 
  23. ^ King, Anthony (14 tháng 4 năm 2015). “Chemicals formed on meteorites may have started life on Earth”. Chemistry World (News) (London: Royal Society of Chemistry). Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 4 năm 2015. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2015. 
  24. ^ Saladino, Raffaele; Carota, Eleonora; Botta, Giorgia và đồng nghiệp (13 tháng 4 năm 2015). “Meteorite-catalyzed syntheses of nucleosides and of other prebiotic compounds from formamide under proton irradiation”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112 (21): E2746–E2755. Bibcode:2015PNAS..112E2746S. PMC 4450408. PMID 25870268. doi:10.1073/pnas.1422225112. 
  25. ^ Loeb, Abraham (2014). “The habitable epoch of the early universe”. International Journal of Astrobiology 13 (4): 337–339. Bibcode:2014IJAsB..13..337L. arXiv:1312.0613. doi:10.1017/S1473550414000196.  Đã bỏ qua tham số không rõ |citeseerx= (trợ giúp)
  26. ^ Dreifus, Claudia (2 tháng 12 năm 2014). “Much-Discussed Views That Go Way Back”. The New York Times (New York). tr. D2. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 12 năm 2014. Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2014. 
  27. ^ Berera, Arjun (6 tháng 11 năm 2017). “Space dust collisions as a planetary escape mechanism”. Astrobiology 17 (12): 1274–1282. Bibcode:2017AsBio..17.1274B. PMID 29148823. arXiv:1711.01895. doi:10.1089/ast.2017.1662. 
  28. ^ Chan, Queenie H.S. (10 tháng 1 năm 2018). “Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals”. Science Advances 4: eaao3521. Bibcode:2018SciA....4O3521C. PMC 5770164 Kiểm tra giá trị |pmc= (trợ giúp). PMID 29349297. doi:10.1126/sciadv.aao3521. Truy cập ngày 11 tháng 1 năm 2018. 
  29. ^ Chú thích trống (trợ giúp)  Conference held at League City, TX
  30. ^ Graham, Robert W. (tháng 2 năm 1990). “Extraterrestrial Life in the Universe” (PDF) (NASA Technical Memorandum 102363). NASA. Bản gốc lưu trữ (PDF) ngày 3 tháng 9 năm 2014. Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2015. 
  31. ^ Altermann 2009
  32. ^ “Age of the Earth”. United States Geological Survey. 9 tháng 7 năm 2007. Bản gốc lưu trữ ngày 23 tháng 12 năm 2005. Truy cập ngày 10 tháng 1 năm 2006. 
  33. ^ Dalrymple 2001
  34. ^ Manhesa, Gérard; Allègre, Claude J.; Dupréa, Bernard; Hamelin, Bruno (tháng 5 năm 1980). “Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics”. Earth and Planetary Science Letters 47 (3): 370–382. Bibcode:1980E&PSL..47..370M. doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2. 
  35. ^ Schopf, J. William; Kudryavtsev, Anatoliy B.; Czaja, Andrew D.; Tripathi, Abhishek B. (5 tháng 10 năm 2007). “Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils”. Precambrian Research 158 (3–4): 141–155. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009. 
  36. ^ Schopf, J. William (29 tháng 6 năm 2006). “Fossil evidence of Archaean life”. Philosophical Transactions of the Royal Society B 361 (1470): 869–885. PMC 1578735. PMID 16754604. doi:10.1098/rstb.2006.1834. 
  37. ^ Raven & Johnson 2002
  38. ^ Staff (9 tháng 5 năm 2017). “Oldest evidence of life on land found in 3.48-billion-year-old Australian rocks”. Phys.org. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 5 năm 2017. Truy cập ngày 13 tháng 5 năm 2017. 
  39. ^ Djokic, Tara; Van Kranendonk, Martin J.; Campbell, Kathleen A.; Walter, Malcolm R.; Ward, Colin R. (9 tháng 5 năm 2017). “Earliest signs of life on land preserved in ca. 3.5 Ga hot spring deposits”. Nature Communications 8: 15263. Bibcode:2017NatCo...815263D. PMC 5436104 Kiểm tra giá trị |pmc= (trợ giúp). PMID 28486437. doi:10.1038/ncomms15263. Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 5 năm 2017. Truy cập ngày 13 tháng 5 năm 2017. 
  40. ^ Schopf, J. William; Kitajima, Kouki; Spicuzza, Michael J.; Kudryavtsev, Anatolly B.; Valley, John W. (2017). “SIMS analyses of the oldest known assemblage of microfossils document their taxon-correlated carbon isotope compositions”. PNAS 115 (1): 53–58. Bibcode:2018PNAS..115...53S. PMC 5776830 Kiểm tra giá trị |pmc= (trợ giúp). PMID 29255053. doi:10.1073/pnas.1718063115. 
  41. ^ Tyrell, Kelly April (18 tháng 12 năm 2017). “Oldest fossils ever found show life on Earth began before 3.5 billion years ago”. University of Wisconsin-Madison. Truy cập ngày 18 tháng 12 năm 2017. 
  42. ^ Ghosh, Pallab (1 tháng 3 năm 2017). “Earliest evidence of life on Earth found”. BBC News (BBC News). Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 3 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2017. 
  43. ^ Dunham, Will (1 tháng 3 năm 2017). “Canadian bacteria-like fossils called oldest evidence of life”. Reuters. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 3 năm 2017. Truy cập ngày 1 tháng 3 năm 2017. 
  44. ^ “Researchers uncover 'direct evidence' of life on Earth 4 billion years ago”. Deutsche Welle. Truy cập ngày 5 tháng 3 năm 2017. 
  45. ^ Borenstein, Seth (19 tháng 10 năm 2015). “Hints of life on what was thought to be desolate early Earth”. AP News (Associated Press). Truy cập ngày 9 tháng 10 năm 2018. 
  46. ^ Schouten, Lucy (20 tháng 10 năm 2015). “When did life first emerge on Earth? Maybe a lot earlier than we thought”. The Christian Science Monitor (Boston, Massachusetts: Christian Science Publishing Society). Bản gốc lưu trữ ngày 22 tháng 3 năm 2016. Truy cập ngày 9 tháng 10 năm 2018. 
  47. ^ Johnston, Ian (2 tháng 10 năm 2017). “Life first emerged in 'warm little ponds' almost as old as the Earth itself – Charles Darwin's famous idea backed by new scientific study”. The Independent. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 10 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 10 năm 2017. 

Sách tham khảoSửa đổi