Tính ngẫu nhiên phi thường của sự sống: Tại sao không ai trả lời được câu hỏi bạn sinh ra trên đời này để làm gì?
(Tổng hợp, dịch và viết)
#BioJulytrainghiemsong
Nhằm giải đáp cho câu hỏi trên, bài viết này sẽ tìm hiểu về nguồn gốc tận cùng của bạn – theo nghĩa đen.
Vì sao bạn tồn tại? Vì sao bạn lại là chính xác như bạn hiện tại? Tất cả mọi thứ “chính xác như bạn” ấy từ đâu mà có?
– Hãy bắt đầu bằng việc miêu tả: tôi giả dụ bạn sẽ trông đại khái như bức ảnh minh họa
– Khoảng 20-25-30-… năm trước, bằng một sự may mắn thần kỳ nào đó, bạn giành chiến thắng trong cuộc đua có tỉ lệ chọi 1/1.000.000 (đại khái thế)
– Xa hơn chút nữa, vẫn bằng một sự may mắn khó tin, có hai người rất quan trọng đồng thời giành chiến thắng trong hai cuộc đua có tỉ lệ chọi tương tự, chính là bố và mẹ của bạn.
– Lại lùi tiếp, một vài người rất quan trọng, chính là ông bà cụ kỵ của bạn, bằng cách nào đó sống sót được đến tuổi trưởng thành trong một thời kỳ không có nước máy, không có điện, điều kiện sống nghèo nàn,…
– Nhảy cóc thêm một bước nữa, những tổ tiên của bạn, lại bằng cách nào đó, sống sót sau một nghìn năm Bắc thuộc, vô vàn cuộc kháng chiến chống giặc ngoại xâm và vô số trận đánh giữa các triều vua trong lịch sử. Tuy thế cũng chưa ngầu bằng các vị tổ tiên trước trước nữa của bạn. Bắt đầu từ mốc dưới ta sẽ vận đến các con số.
– Vị tổ tiên 11.000 TCN (11.000 năm Trước Công Nguyên) của bạn dành cả ngày để săn bắt hươu nai (hoặc có khi cả voi, gấu,…gì đó), đập nhau với các bộ lạc khác, đập đầu một người lạ hoắc nào đó thay cho lời cầu hôn để bắt họ về làm vợ, duy trì cuộc hôn nhân hạnh phúc trong điều kiện sống tệ hại, cho ra đời thế hệ kế tiếp….ông kịp làm tất tần tật những điều ấy trước khi qua đời ở độ tuổi 30. Rất đáng nể.
– Lùi tiếp đến 338.000 TCN, thời mà con người chưa thực sự “người” một cách hoàn chỉnh. Và ở thời này có một người đàn ông vô cùng đặc biệt sống. Các nhà khoa học gọi ông là Adam nhiễm sắc thể Y. Adam là tổ tiên chung gần nhất mà từ đó tất cả những người còn sống có nguồn gốc được truyền từ cha – nói cách khác, Adam không chỉ là ông tổ của bạn mà còn là ông tổ của tất cả mọi người. Bắt đầu từ mốc này, tất cả những vị tổ tiên mà chúng ta nhắc đến đều là tổ tiên chung cho toàn bộ loài người.
Nhưng khoan, thế Adam nhiễm sắc thể Y là “người” như thế nào? Quào, ông ta là một kẻ bạo lực, bẩn tính, lúc nào cũng thèm chịch và choạc, và (thế nên) là một kẻ chuyên đi hấp diêm. Với lối số vô vùng thiếu lành mạnh như thế, cũng may mắn thần kỳ làm sao mà ông ta kịp truyền lại bộ gen của mình trước lìa đời ở một độ tuổi rất trẻ nào đó.
– Ở mốc 3 triệu năm trước, vào lúc này thì chưa tồn tại “loài người”, tổ tiên của bạn là một sinh vật lai giữa người và vượn được gọi là Chi Vượn người phương nam (Australopithecus). Vị tổ tiên này không được tinh khôn cho lắm, vì bộ não của ông có kích cỡ chỉ bằng 35% bộ não của loài người hiện tại, vì nhìn cũng xí trai hết chỗ nói. Nhưng điểm cộng to đùng là ông ta biết đứng thẳng, điều này cho phép ông ta sử dụng tay của mình để làm một thao tác như chế tạo và sử dụng công cụ, giúp ông phát triển và trở nên ngày càng thông minh hơn, thúc đẩy quá trình tiến hóa – tức là, đúng nghĩa đen, não ngày càng to hơn.
– Gấp đôi thời gian và ta đến với mốc 6 triệu năm trước, tổ tiên của bạn lúc này là một con khỉ – một con khỉ vô cùng quan trọng. Vì không chỉ là tổ tiên của loài người, “ông” còn là tổ tiên của tất cả các loài tinh tinh hiện nay. Và đây cũng là mốc cuối cùng mà loài người có chung nguồn gốc tổ tiên với loài tinh tinh – các nhà khoa học tin rằng mốc 6 triệu năm trước là thời điểm Tông Người chia làm hai nhánh mà sau này phát triển thành người và tinh tinh. Điều đó có nghĩa là vào khoản thời gian này, có một con khỉ cực kỳ quan trọng đã sinh ra hai con khỉ con – một con sau này trở thành tổ tiên của toàn bộ loài người, một con trở thành tổ tiên của tất cả các loài tinh tinh.
– Khác với những cá thể trên, cuộc đời của vị tổ tiên ở mốc 80 triệu năm trước có cuộc sống bết bát hết nói khi phải sống cùng thời với khủng long. Đến tận mốc 66 triệu năm trước, khi xảy ra sự kiện thiên thạch khiến loài khủng long tuyệt chủng, động vật có vú vẫn chỉ là những công dân thứ cấp, nhỏ xíu chỉ sống trên cây. Tuy nhiên, sinh vật bé tẹo ấy chính là tổ tiên chung của Bộ Linh trưởng hiện nay.
– Và giờ, hãy dành chút xíu thời gian để chấp nhận sự thật này (nếu bạn cần), rằng vị tổ tiên 160 triệu năm trước của bạn là một loài gặm nhấm. Cụ thể hơn, “ông” là sinh vật đầu tiên của Lớp phụ thú có nhau, và là tổ tiên của tất cả các loài động vật có vú ngoài thú có túi và lớp trứng. Vậy nên, nếu có một con cá voi nào đó tính viết một bài về cùng chủ đề, thì rồi nó cũng sẽ đi đến mốc này, và từ đây trở xuống nó có thể copy nguyên xi từng câu chữ vì toàn bộ nội dung đều áp dụng được cho loài cá voi.
– Thay vì la hét hoảng loạn và vớ lấy cán chổi khi nhìn thấy một con rết, vị tổ tiên 300 triệu năm trước của bạn sẽ không ngần ngại mà đớp lấy rồi ăn nó. “Ông” là con thằn lằn đầu tiên xuất hiện, và là sinh vật đầu tiên có tứ chi đúng nghĩa cùng với một hệ thần kinh phát triển. Và đây cũng là vị tổ tiên chung cuối cùng của động vật có vú, bò sát và chim.
– 365 triệu năm trước, hẳn vị tổ tiên của bạn chán ghét cuộc sống gia đình lắm, vì “ông” là sinh vật đầu tiên “bước chân” lên đất liền. Bước tiến hóa này về cơ bản cũng giống với hình mẫu những người hiện đại muốn nhập cư vào một đất nước xa lạ, tay trắng bắt đầu từ con số không vì tương lai con cháu sau này. Nghĩ mà xem, “ông” đã mạo hiểm với sự nỗ lực phi thường để lết qua từng lớp bùn, quằn quại gần như không thở được, nhờ thế mà ngày nay con cháu của “ông” có thể ngồi lướt facebook. Tên khoa học của “ông” là Acanthostega, một trong những loài động vật có xương sống đầu tiên có tứ-chi-mà-dễ-dàng-nhận-ra-được-là-có-tứ-chi.
– Xa hơn nữa, vị tổ tiên 480 triệu năm trước của bạn là…cá. Điểm nhấn đáng chú ý thì “ông” là loài sinh vật đầu tiên có bộ hàm.
– Ở mốc 550 triệu năm trước, đây là vị tổ tiên đầu tiên có não, cấu tạo cơ thể phân biệt phía trước và phía sau. Và “ông” là một con giun dẹp.
– Tiến hóa đôi khi thật khó hiểu, vì chắc bạn chẳng thể ngờ vị tổ tiên cách đây 580 triệu năm của mình là một con sứa. Nhưng “ông” là sinh vật đầu tiên sở hữu hai thứ vô cùng quan trọng: hệ thần kinh và cơ bắp, và cũng là một trong những sinh vật đầu tiên có mắt – thứ mà, theo một số giả thiết, là tác nhân hàng đầu cho sự bùng nổ về các dạng sinh vật sống của Kỷ Cambri.
– Cuộc sống của vị tổ tiên 600 triệu năm trước của bạn thật sự là chán vkl, vì ông chỉ là một miếng bọt biển. Nhưng chí ít thì “ông” cũng có thể tự hào về việc mình là loài động vật sống đầu tiên (động vật thân lỗ). Trước thời của “ông”, toàn bộ sự sống chỉ bao gồm các sinh vật đơn bào, và “ông” là sinh vật đầu tiên được tạo thành từ nhiều tế bào.
– Theo thông tin ở trên, vị tổ tiên 900 triệu năm trước của bạn chỉ là một sinh vật nhân thực đơn bào. Tuy nhiên “ông” là sinh vật đầu tiên có phân biệt giới tính. Và nếu để hình dung thì “ông” khá giống con nòng nọc, nên nhìn hẳn là rất đáng yêu.
– Và cách đây xa, xa lắm lắm, 3 tỷ năm trước, vị tổ tiên của bạn là một vi khuẩn tế bào đơn, và khá đen cho “ông” là nhìn “ông” bớt đáng yêu đi nhiều lắm. Thành tựu để đời của “ông” đó là phát minh ra quang hợp.
– Và cách đây 3,8 tỷ năm, chúng ta đến với điểm mốc cuối cùng của gia phả dài dằng dặc của bạn – dạng sống đầu tiên trên Trái Đất, ông tổ của mọi ông tổ.
Nhưng về cơ bản thì ông tổ là trẻ mồ côi, vì khoa học hiện đại vẫn chưa thể trả lời cho câu hỏi “Sự sống trên Trái Đất đã hình thành như thế nào?”. Ta hãy cùng ngó qua câu trả lời của Richard Muller trên Quora:
“Chúng ta đã biết nguyên liệu hình thành lên sự sống là các hóa chất được gọi là axit amin. Chúng ta biết rằng chúng có thể hình thành một cách tự nhiên, trong các vụ sét đánh và các hiện tượng năng lượng khác. Nhưng làm thế nào chúng ta đi từ axit amin đến RNA, đơn vị cơ bản của dạng sống tiên tiến, vẫn còn là một bí ẩn không lời giải. Và sự kiện đó đã lặp lại bao nhiêu lần? Một lần? Một triệu tỷ lần? Chúng ta không biết vì ta không nắm được cơ chế này là gì.
Một số người cho rằng việc hình thành sự sống xảy ra quá nhanh trên Trái Đất, nên xác suất cho việc đó hẳn phải cao. Do đó, phải có các sự kiện tương tự xảy ra các ngôi sao khác. Nhưng chúng ta thực sự không biết. Có thể hình dung rằng xác suất rất nhỏ, nếu bạn tìm hiểu về phương trình của Drake, bạn thấy rằng chúng ta hy vọng sự sống chỉ hình thành một lần duy nhất trong toàn bộ vũ trụ.
Theo suy đoán của tôi (và đây không phải là một lý thuyết khoa học) là có một dạng phân tử sống có khả năng mang thông tin di truyền hạn chế, ít hơn nhiều so với RNA và vẫn có khả năng sinh sản. Khi RNA phát triển, dạng sống nguyên thủy hơn không thể cạnh tranh và thực sự bị ăn mòn.
Có một câu chuyện khoa học viễn tưởng minh họa điều này. Một nhóm các máy tính tiên tiến thống trị thế giới. Một chiếc máy tính-trẻ con hỏi: “Làm thế nào mà máy tính ra đời vâỵ ạ?”
Máy tính-mẹ trả lời: “Không ai biết con ạ. Chúng ta có thể lần lại điểm khởi đầu của mình là một bộ vi xử lý được tạo ra lần đầu tiên vào năm Số không” [theo năm con người, điều này tương ứng với cuối những năm 1900, nhưng máy tính-mẹ không biết điều đó], “nhưng chúng ta không thể hình dung được bộ vi xử lý đầu tiên được tạo ra như thế nào. Nó quá phức tạp để tự nhiên sinh ra. Có lẽ có một dạng sống nguyên thủy có trước đó, và hiện đã bị xóa sạch hoàn toàn, đã chế tạo ra. Carbon trên cùng một phần của bảng tuần hoàn với Silicon, vì vậy một số người nghĩ rằng nó có thể là một dạng sống dựa trên carbon. Nhưng carbon không phải là nguyên liệu lý tưởng để cấu thành lên các mạch điện tử, vì vậy mẹ nghĩ ý tưởng này thật ngu ngốc.”
Và khi nghiên cứu sâu hơn để giải đáp cho câu hỏi trên, các nhà khoa học lại tự hỏi mình thêm rằng “Tại sao toàn bộ sinh vật chỉ cấu thành từ 20 amino axit?”
Để trả lời, các nhà khoa học đang thực hiện những khám phá mới có thể giúp họ khoanh vùng đáp án.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Tiến hóa Hóa học (CCT) của Viện Công nghệ Georgia gần đây đã tiến hành một nghiên cứu cho thấy: Một số tiền thân sớm nhất của phân tử protein có thể tự liên kết với nhau để tạo thành chuỗi.
Điều này ủng hộ giả thuyết cho rằng hóa học thuần túy có thể biến các phân tử vô cơ thành phân tử sinh học. Nó làm yếu các thuyết cho rằng sự sống trên Trái Đất được “gieo mầm“. Nếu có bất cứ hành tinh nào trong vũ trụ hội tụ được các điều kiện như Trái Đất 4 tỷ năm về trước, ở đó cũng có thể có sự sống.
Trải qua nhiều thập kỷ nghiên cứu, các nhà khoa học đã từng xây dựng được một giả thuyết giải thích cách các axit amin đầu tiên kết hợp lại với nhau để tạo thành phân tử protein. Thật không may, tất cả các nỗ lực để xác minh những giả thuyết này cho đến nay đều thất bại.
Như Tiến sĩ Kuke Leman, phó giáo sư hóa học tại Viện nghiên cứu Scripps Research giải thích:
Bằng cách nào mà hóa học có thể phát triển thành các dạng sự sống phức tạp là một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất nhân loại từng suy ngẫm. Có rất nhiều lý thuyết về nguồn gốc của protein, nhưng không có nhiều thực nghiệm trong phòng thí nghiệm chứng minh những ý tưởng này.
Bởi vậy, trong nghiên cứu của mình, tiến sĩ Leman và các đồng nghiệp đã tiến hành một thí nghiệm. Họ đưa vào đó các axit amin (lysine, arginine và histidine) cùng với ba axit amin đối thủ không có đặc tính sinh học. Các axit amin sau đó phải chịu các điều kiện tương tự như những gì được cho là đã tồn tại trên Trái Đất trong Liên đại Hỏa thành (khoảng 4 tỷ năm trước).
Các điều kiện này bao gồm việc đưa các axit amin vào nước có chứa axit hydroxy, một yếu tố tạo thuận lợi cho các phản ứng axit amin, cũng từng xuất hiện phổ biến trong thời kỳ tiền sinh học của Trái Đất. Hỗn hợp này sau đó được làm nóng đến 85°C, giúp nước bay hơi và làm tăng tốc độ phản ứng.
Các nhà khoa học sau đó sẽ theo dõi và phân tích các phản ứng hóa học diễn ra. Và đây chính là lúc điều bất ngờ xuất hiện.
Các axit amin sinh học đã tự liên kết lại với nhau và hình thành các phân đoạn ngắn gọi là nhóm ?-amine. Những nhóm này là dạng chuỗi phân tử được cấu thành từ nitơ và hydro. Chúng cũng là một phần của lõi axit amin.
Tiến sĩ Frenkel-Pinter, trưởng nhóm thí nghiệm tại Viện Công nghệ Georgia cho biết:
Một điều khiến chúng tôi ngạc nhiên là hóa học tạo điều kiện cho các kết nối dạng ?-amine được tìm thấy trong protein, mặc dù các nguyên tắc hóa học có thể khiến chúng tôi tin rằng kết nối phi protein sẽ được ưa chuộng. Phần trăm liên kết giống protein xuất hiện trên liên kết phi protein là khoảng bảy trên một.
Vậy là các axit amin sinh học đã đánh bại những hợp chất phi sinh học về khả năng phản ứng. Sự ưu tiên này là cơ sở cho các nhà nghiên cứu dự đoán các axit amin sẽ tiến được tới mức tạo ra các protein mới.
Ngoài ra, việc các axit amin sinh học thể hiện khả năng phản ứng cao hơn cũng có thể giải thích lý do tại sao toàn bộ sự sống trên Trái Đất rốt cục chỉ hình thành từ 20 trong số hơn 500 axit amin có mặt trên Trái Đất 4 tỷ năm về trước.
Như Loren Williams, giáo sư hóa sinh tại Viện Công nghệ Georgia giải thích:
Ý tưởng của chúng tôi là sự sống đã bắt đầu với nhiều khối xây dựng (axit amin) và chọn lọc tự nhiên đã tìm ra được một tập hợp con của chúng, nhưng chúng tôi không biết hóa học thuần túy đã chọn ra bao nhiêu trong số chúng và mất bao nhiêu quá trình sinh học mới hoàn thành.
Tóm lại , thế giới tiền sinh học đã từng có một bộ axit amin lớn hơn ngày nay nhiều. Có điều gì đặc biệt về 20 axit amin đang cấu thành sự sống của chúng ta, hay là chúng đã bị đóng băng tại một thời điểm nào đó bởi quá trình tiến hóa?
Trả lời một phần những câu hỏi này, thí nghiệm mới của Viện Công nghệ Georgia đã cho thấy các loại axit amin cấu thành protein ngày nay có nhiều khả năng liên kết với nhau, vì chúng phản ứng cùng nhau hiệu quả hơn và có ít phản ứng phụ so với axit amin phi sinh học.
Ngoài ra, nó cũng cho thấy hóa học thuần túy có thể làm nảy sinh sự sống từ những phân tử phi sinh học. Điều này cũng củng cố giả thuyết cho rằng ở một nơi nào đó trong vũ trụ, khi các điều kiện hội tụ giống như Trái Đất, sự sống cũng có thể hình thành.
(Nghiên cứu mới vừa được đăng trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ)
***
Như vậy, mới chỉ xét tới con số 3,8 tỷ năm của quá trình hình thành sự sống, lịch sử của loài người cũng là quá ngắn ngủi để ta biết được rốt cuộc tất cả mọi thứ đó là để làm gì, chứ chưa xét đến một đời người ngắn ngủi. Nên cũng là dễ hiểu khi chúng ta, từ cổ chí kim, vẫn luôn đau đáu với câu hỏi “ta sinh ra trên đời này để làm gì?”
Và liệu biết về sớ gia phả dài dằng dặc kia thì sẽ giúp ích gì, khi rốt cuộc bạn vẫn chưa biết tối nay mình sẽ ăn gì cho đỡ ngán, ngày mai sẽ làm gì để cuối tháng đủ doanh số, tuần sau, tháng sau, năm sau sẽ làm gì để gặp được một nửa…
Có lẽ câu trả lời là chẳng để làm gì. Cứ thử so 80 năm cuộc đời với 3,8 tỷ năm xem.
Nhưng này, có quan trọng gì đâu nếu bạn biết rằng mình muốn trở thành điều gì đó tích cực và lan tỏa, làm một “wibu” đáng tự hào, cà khịa ///, like ảnh mèo, hẹn hò ở những quán café rõ xinh, có một công việc vừa vừa giúp để ra được một số tiền đủ đủ để lên Đà Lạt tìm lại chính mình mỗi khi cô đơn,…Và quan trọng nhất, biết rằng mình đang sống.
Việc này rất quan trọng, vì dù cho có thể bạn thấy mình chẳng đáng gì, nhưng với một ai đó, bạn rất quan trọng.
Vì, biết đâu đấy.
________________
