Jinu
Intern Writer
Liệu sự sống trên Trái Đất có thực sự bắt nguồn từ những hạt bụi vũ trụ xa xôi? Một khám phá chấn động từ tiểu hành tinh Ryugu đang viết lại câu chuyện về nguồn gốc sự sống của chúng ta, khi các nhà khoa học vừa tìm thấy đầy đủ cả 5 loại nucleobase – những "chữ cái" cơ bản tạo nên mã di truyền – ngay trong mẫu vật được mang về từ không gian.
Phát hiện này không chỉ củng cố quan điểm rằng các thành phần phân tử của sự sống có thể hình thành trong vũ trụ trước khi đến Trái Đất, mà còn mở ra một góc nhìn mới về sự phổ biến của chúng trong Hệ Mặt Trời sơ khai.
Các hạt tiểu hành tinh nhỏ bé như Ryugu chính là những "viên nang thời gian" lưu giữ manh mối hóa học quan trọng, có thể đã góp phần khởi nguồn sự sống trên hành tinh của chúng ta. Mẫu vật từ Ryugu được Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) thu thập và mang về bởi sứ mệnh Hayabusa2.
Trước đó, vào năm 2023, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã báo cáo việc tìm thấy uracil – một trong các nucleobase – trong mẫu vật Ryugu. Gần đây hơn, một nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản, được công bố trên tạp chí Nature Astronomy, đã xác nhận sự hiện diện của cả 5 loại nucleobase trong vật chất tiểu hành tinh nguyên thủy này.
Vậy tại sao việc tìm kiếm nucleobase lại quan trọng đến vậy?
Nucleobase là các phân tử hữu cơ chứa nitơ, đóng vai trò như những "chữ cái" trong DNA và RNA, mang thông tin di truyền. Năm nucleobase chính bao gồm adenine và guanine (gọi chung là purine), cùng với cytosine, thymine và uracil (gọi chung là pyrimidine).
Những phân tử này kết hợp với đường và phosphate để tạo thành nucleotide – đơn vị cấu tạo cơ bản của vật chất di truyền. Không có nucleobase, mã di truyền cho phép sinh vật phát triển, sinh sản và tiến hóa sẽ không thể tồn tại.
Bằng cách nghiên cứu purine và pyrimidine trong mẫu vật Ryugu, các nhà khoa học có thể tái tạo lịch sử hóa học của tiểu hành tinh nguyên thủy. Điều này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các thành phần cấu tạo sự sống có thể đã hình thành và tồn tại trong Hệ Mặt Trời.
Sứ mệnh Hayabusa2 đã mang về tổng cộng 5,4 gram vật chất tiểu hành tinh nguyên thủy. Các nhà nghiên cứu phải làm việc trong môi trường phòng thí nghiệm siêu sạch để tránh bất kỳ sự nhiễm bẩn nào. Họ đã sử dụng nước và axit clohydric để chiết xuất các phân tử hữu cơ, sau đó tinh chế chúng để kiểm tra thêm.
Trong hai mẫu Ryugu được phân tích, họ đã tìm thấy cả 5 loại nucleobase với hàm lượng tương đối tương đồng.
Phát hiện mới này phù hợp với những gì chúng ta đã biết về các loại đá không gian khác. Nhiều phân tử hữu cơ, bao gồm nucleobase, trước đây cũng đã được tìm thấy trong thiên thạch Murchison rơi ở Úc và thiên thạch Orgueil rơi ở Pháp.
Tất nhiên, các thiên thạch rơi xuống Trái Đất có thể bị nhiễm bẩn trong quá trình bay và hạ cánh. Tuy nhiên, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cũng đã phát hiện đầy đủ cả 5 nucleobase trong các mẫu vật nguyên thủy thu được từ sứ mệnh đến tiểu hành tinh Bennu.
Các tiểu hành tinh như Ryugu, Bennu và vật thể mẹ của thiên thạch Orgueil là những tàn dư từ Hệ Mặt Trời sơ khai. Chúng có khả năng bảo tồn vật chất gần như không thay đổi trong khoảng 4,5 tỷ năm.
Điều thú vị là các tiểu hành tinh này có sự khác biệt về mặt hóa học. Thiên thạch Murchison giàu purine, trong khi tiểu hành tinh Bennu và thiên thạch Orgueil lại chứa nhiều pyrimidine hơn. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự cân bằng này có thể bị ảnh hưởng bởi amoniac – một phân tử quan trọng có thể tác động đến việc nucleobase nào có thể hình thành.
Bằng cách nghiên cứu các mẫu vật tương đối nguyên thủy từ tiểu hành tinh Ryugu và so sánh chúng với các thiên thạch như Murchison, Orgueil, các nhà khoa học đang lần theo hành trình vũ trụ của các thành phần phân tử có thể đã tạo nên sự sống.
Kết quả nghiên cứu của họ cho thấy các thành phần quan trọng của vật chất di truyền có thể đã hình thành trong không gian, sau đó được vận chuyển đến Trái Đất sơ khai. Nói cách khác, câu chuyện về sự sống trên hành tinh chúng ta có thể có mối liên hệ sâu sắc với tính chất hóa học của những tiểu hành tinh cổ xưa này.
Những phát hiện này cùng nhau chỉ ra rằng tất cả các tiểu hành tinh giàu carbon trong Hệ Mặt Trời đều chứa nhiều loại hóa chất tiền sinh học đa dạng. Tuy nhiên, sự kết hợp chính xác của các phân tử – ví dụ như sự cân bằng giữa purine và pyrimidine – sẽ khác nhau tùy thuộc vào môi trường hóa học và lịch sử của từng tiểu hành tinh.
Vì các mẫu vật Ryugu được thu thập trực tiếp trong không gian và tránh được sự nhiễm bẩn từ Trái Đất, chúng mang lại một trong những cái nhìn rõ ràng nhất về hóa học của Hệ Mặt Trời cổ đại.
Việc tìm thấy đầy đủ cả 5 nucleobase trên tiểu hành tinh Ryugu cho thấy các thành phần phân tử của sự sống có thể đã hình thành trong không gian hàng tỷ năm trước. Các tiểu hành tinh có lẽ đã giúp vận chuyển những thành phần này đến Trái Đất sơ khai, biến nguồn gốc sự sống thành một câu chuyện hóa học vũ trụ vĩ đại hơn nhiều.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Nhật Bản (JSPS KAKENHI) và một phần bởi dự án chung của Viện Khoa học Nhiệt độ thấp, Đại học Hokkaido. Thông tin này được chuyển thể từ một bài viết gốc trên The Conversation.
Phát hiện này không chỉ củng cố quan điểm rằng các thành phần phân tử của sự sống có thể hình thành trong vũ trụ trước khi đến Trái Đất, mà còn mở ra một góc nhìn mới về sự phổ biến của chúng trong Hệ Mặt Trời sơ khai.
Các hạt tiểu hành tinh nhỏ bé như Ryugu chính là những "viên nang thời gian" lưu giữ manh mối hóa học quan trọng, có thể đã góp phần khởi nguồn sự sống trên hành tinh của chúng ta. Mẫu vật từ Ryugu được Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) thu thập và mang về bởi sứ mệnh Hayabusa2.
Trước đó, vào năm 2023, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã báo cáo việc tìm thấy uracil – một trong các nucleobase – trong mẫu vật Ryugu. Gần đây hơn, một nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản, được công bố trên tạp chí Nature Astronomy, đã xác nhận sự hiện diện của cả 5 loại nucleobase trong vật chất tiểu hành tinh nguyên thủy này.
Vậy tại sao việc tìm kiếm nucleobase lại quan trọng đến vậy?
Nucleobase là các phân tử hữu cơ chứa nitơ, đóng vai trò như những "chữ cái" trong DNA và RNA, mang thông tin di truyền. Năm nucleobase chính bao gồm adenine và guanine (gọi chung là purine), cùng với cytosine, thymine và uracil (gọi chung là pyrimidine).
Những phân tử này kết hợp với đường và phosphate để tạo thành nucleotide – đơn vị cấu tạo cơ bản của vật chất di truyền. Không có nucleobase, mã di truyền cho phép sinh vật phát triển, sinh sản và tiến hóa sẽ không thể tồn tại.
Bằng cách nghiên cứu purine và pyrimidine trong mẫu vật Ryugu, các nhà khoa học có thể tái tạo lịch sử hóa học của tiểu hành tinh nguyên thủy. Điều này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các thành phần cấu tạo sự sống có thể đã hình thành và tồn tại trong Hệ Mặt Trời.
Sứ mệnh Hayabusa2 đã mang về tổng cộng 5,4 gram vật chất tiểu hành tinh nguyên thủy. Các nhà nghiên cứu phải làm việc trong môi trường phòng thí nghiệm siêu sạch để tránh bất kỳ sự nhiễm bẩn nào. Họ đã sử dụng nước và axit clohydric để chiết xuất các phân tử hữu cơ, sau đó tinh chế chúng để kiểm tra thêm.
Trong hai mẫu Ryugu được phân tích, họ đã tìm thấy cả 5 loại nucleobase với hàm lượng tương đối tương đồng.
Phát hiện mới này phù hợp với những gì chúng ta đã biết về các loại đá không gian khác. Nhiều phân tử hữu cơ, bao gồm nucleobase, trước đây cũng đã được tìm thấy trong thiên thạch Murchison rơi ở Úc và thiên thạch Orgueil rơi ở Pháp.
Tất nhiên, các thiên thạch rơi xuống Trái Đất có thể bị nhiễm bẩn trong quá trình bay và hạ cánh. Tuy nhiên, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cũng đã phát hiện đầy đủ cả 5 nucleobase trong các mẫu vật nguyên thủy thu được từ sứ mệnh đến tiểu hành tinh Bennu.
Các tiểu hành tinh như Ryugu, Bennu và vật thể mẹ của thiên thạch Orgueil là những tàn dư từ Hệ Mặt Trời sơ khai. Chúng có khả năng bảo tồn vật chất gần như không thay đổi trong khoảng 4,5 tỷ năm.
Điều thú vị là các tiểu hành tinh này có sự khác biệt về mặt hóa học. Thiên thạch Murchison giàu purine, trong khi tiểu hành tinh Bennu và thiên thạch Orgueil lại chứa nhiều pyrimidine hơn. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự cân bằng này có thể bị ảnh hưởng bởi amoniac – một phân tử quan trọng có thể tác động đến việc nucleobase nào có thể hình thành.
Bằng cách nghiên cứu các mẫu vật tương đối nguyên thủy từ tiểu hành tinh Ryugu và so sánh chúng với các thiên thạch như Murchison, Orgueil, các nhà khoa học đang lần theo hành trình vũ trụ của các thành phần phân tử có thể đã tạo nên sự sống.
Kết quả nghiên cứu của họ cho thấy các thành phần quan trọng của vật chất di truyền có thể đã hình thành trong không gian, sau đó được vận chuyển đến Trái Đất sơ khai. Nói cách khác, câu chuyện về sự sống trên hành tinh chúng ta có thể có mối liên hệ sâu sắc với tính chất hóa học của những tiểu hành tinh cổ xưa này.
Những phát hiện này cùng nhau chỉ ra rằng tất cả các tiểu hành tinh giàu carbon trong Hệ Mặt Trời đều chứa nhiều loại hóa chất tiền sinh học đa dạng. Tuy nhiên, sự kết hợp chính xác của các phân tử – ví dụ như sự cân bằng giữa purine và pyrimidine – sẽ khác nhau tùy thuộc vào môi trường hóa học và lịch sử của từng tiểu hành tinh.
Vì các mẫu vật Ryugu được thu thập trực tiếp trong không gian và tránh được sự nhiễm bẩn từ Trái Đất, chúng mang lại một trong những cái nhìn rõ ràng nhất về hóa học của Hệ Mặt Trời cổ đại.
Việc tìm thấy đầy đủ cả 5 nucleobase trên tiểu hành tinh Ryugu cho thấy các thành phần phân tử của sự sống có thể đã hình thành trong không gian hàng tỷ năm trước. Các tiểu hành tinh có lẽ đã giúp vận chuyển những thành phần này đến Trái Đất sơ khai, biến nguồn gốc sự sống thành một câu chuyện hóa học vũ trụ vĩ đại hơn nhiều.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Nhật Bản (JSPS KAKENHI) và một phần bởi dự án chung của Viện Khoa học Nhiệt độ thấp, Đại học Hokkaido. Thông tin này được chuyển thể từ một bài viết gốc trên The Conversation.
