Nguồn gốc bí ẩn của sự sống trên Trái Đất - Luka Wright

Xem bài học đầy đủ tại: https://ed.ted.com/lessons/the-mysterious-origins-of-life-on-earth-luka-seamus-wright

Hàng tỉ năm về trước, những hợp chất hữu cơ đơn giản kết hợp thành những tổ chức phức tạp có khả năng phát triển và sinh sản. Thời kỳ này, Trái Đất ngập tràn các hoạt động núi lửa và bầu khí quyển khắc nghiệt khó thể duy trì sự sống. Vậy sự sống bắt đầu từ đâu? Cùng Luka Wright kiếm tìm cái nôi của sự sống, nơi sản sinh ra hàng tỉ loài đang tồn tại trên hành tinh chúng ta.

Bài học bởi Luka Seamus Wright, đạo diễn bởi Nick Hilditch.

Hàng tỉ năm về trước,
trên Trái Đất sơ khai,

những hợp chất hữu cơ đơn giản
kết hợp lại thành những tổ chức phức tạp

có khả năng phát triển và sinh sản.

Chúng chính là những sự sống
đầu tiên trên Trái Đất,

và phát triển thành
hàng tỷ loài

có mặt trên hành tinh này
kể từ đó đến nay.

Vào thời điểm đó,
Trái Đất gần như không có

những thứ mà ta cho là
giúp duy trì sự sống.

Các hoạt động núi lửa lan rộng
trên khắp hành tinh trẻ

và bầu khí quyển quá khắc nghiệt.

Vậy sự sống bắt đầu từ đâu trên Trái Đất?

Để kiếm tìm cái nôi của sự sống,

trước hết, cần phải hiểu về
nhu cầu cơ bản của mọi dạng sống.

Những hợp chất thiết yếu cho sự sống
bao gồm hydrogen, methane, nitrogen,

carbon dioxide, phosphates, và ammonia.

Để những chất này tương tác
và phản ứng được với nhau,

cần có dung môi: nước.

Và để phát triển và sinh sản,

mọi dạng sống cần năng lượng.

Các dạng sống được chia làm hai nhánh:

nhóm tự dưỡng, như thực vật,
tự sản xuất năng lượng cho chính mình,

và nhóm dị dưỡng, như động vật,
tiêu thụ sinh vật khác để lấy năng lượng.

Không có sinh vật khác để tiêu thụ,
những dạng sống đầu tiên

chắc chắn phải là
sinh vật tự dưỡng,

lấy năng lượng từ mặt trời
hay các gradien hóa học.

Vậy nơi nào trên Trái Đất
đáp ứng được điều đó?

Những nơi trên đất liền
hoặc gần bề mặt đại dương

có lợi thế tiếp cận
với ánh sáng mặt trời.

Nhưng vào lúc sự sống xuất hiện,
tia UV trên bề mặt Trái Đất

quá khắc nghiệt
để nó có thể tồn tại.

Một nơi khác
tránh được những bức xạ này

và cung cấp một nguồn năng lượng thay thế:

các lỗ thông thủy nhiệt
thổi qua thềm đại dương,

được bao phủ bởi hàng km nước biển
và đắm chìm hoàn toàn trong bóng tối.

Lỗ thông gió thủy nhiệt là một vết nứt
trong lớp vỏ Trái đất,

nơi nước biển thấm vào
các buồng magma

và bị đẩy trở lại ra ngoài
ở nhiệt độ cao,

cùng với một lượng lớn khoáng chất
và các hợp chất hóa học đơn giản.

Năng lượng
đặc biệt tập trung

tại các gradien hóa học dốc
trên những lỗ thông thủy nhiệt.

Một bằng chứng khác cũng
dẫn về các lỗ thông thủy nhiệt:

Tổ tiên chung gần nhất của sự sống,
gọi tắt là LUCA.

LUCA không phải là dạng sống đầu tiên,

nhưng là dấu vết
mà ta có thể lần theo được xa nhất.

Thậm chí, ta còn không biết
LUCA, thực sự, trông như thế nào—

không có hóa thạch LUCA,
không có LUCA còn tồn tại đến ngày nay—

thay vào đó,
các nhà khoa học xác định được gen

được tìm thấy
ở nhiều loài sinh vật

trên cả ba dạng lớn
của sự sống ngày nay.

Vì các loài và dạng sống
đều có chung những gen này,

chúng chắc hẳn
phải bắt nguồn từ cùng một tổ tiên.

Những gen chung này cho ta biết

LUCA đã sống
trong một môi trường nóng và không có oxy

và lấy năng lượng
từ các gradien hóa học

như trên các lỗ thông thủy nhiệt.

Có hai loại lỗ thông thủy nhiệt:

lỗ khí đen và lỗ khí trắng.

Những lỗ khí đen giải phóng
nước có tính axit, giàu carbon dioxide,

được nung nóng đến hàng trăm độ
giàu lưu huỳnh, sắt, đồng,

và các chất thiết yếu cho sự sống.

Nhưng hiện các nhà khoa học tin rằng
nó quá nóng cho LUCA—

nên ứng cử viên sáng giá nhất
cho cái nôi của sự sống là lỗ khí trắng.

Trong những lỗ khí trắng,

một khu vực các lỗ thông thủy nhiệt

trên dãy núi giữa Đại Tây Dương,
được gọi là Lost City

đã trở thành ứng viên sáng giá nhất
cho cái nôi của sự sống.

Nước biển ở đây có tính kiềm rất cao
và thiếu carbon dioxide,

nhưng rất giàu mêtan
và có nhiệt độ dễ chịu hơn.

Những lỗ khí đen liền kề có thể
đã đóng góp carbon dioxide

cần để sự sống
phát triển ở Lost City,

cho nó mọi sự hỗ trợ
để có được dạng sống đầu tiên

mà sau đó,
đã phát triển một cách đáng kinh ngạc

thành sự sống đa dạng
trên Trái Đất ngày nay.