KHỞI NGUỒN SỰ SỐNG

Giả thuyết hóa học

Giả thuyết hóa học về nguồn gốc sự sống, còn gọi là thuyết tiến hóa hóa học (abiogenesis), cho rằng sự sống bắt nguồn từ các hợp chất vô cơ và đơn giản qua một quá trình biến đổi dần dần để hình thành nên các phân tử hữu cơ phức tạp, rồi từ đó tiến đến các dạng sống đầu tiên. Theo giả thuyết này, vào khoảng hơn 3,5 đến 4 tỷ năm trước, Trái Đất nguyên thủy có khí quyển giàu methane (CH₄), amonia (NH₃), hơi nước và hydro (H₂). Dưới tác động của sét, bức xạ Mặt Trời và nhiệt từ các miệng phun núi lửa, các nguyên tố này phản ứng với nhau và hình thành nên các hợp chất hữu cơ như amino acid – nguyên liệu cơ bản tạo nên protein.

Thí nghiệm nổi tiếng nhất hỗ trợ giả thuyết này là thí nghiệm Miller–Urey (1953), trong đó các nhà khoa học đã mô phỏng điều kiện của khí quyển nguyên thủy và tạo ra được nhiều loại amino acid chỉ sau vài ngày. Sau đó, người ta tin rằng các phân tử hữu cơ này đã tích tụ trong đại dương sơ khai (“nồi súp nguyên thủy”), trải qua hàng triệu năm tương tác và tiến hóa để hình thành các phân tử có khả năng tự sao chép – đặc biệt là RNA. Một biến thể của giả thuyết này là "thế giới RNA", giả định rằng RNA là phân tử đầu tiên đảm nhận cả chức năng di truyền lẫn xúc tác phản ứng, trước khi DNA và protein xuất hiện.

Giả thuyết miệng phun thủy nhiệt

Giả thuyết thủy nhiệt (Hydrothermal Vent Hypothesis) cho rằng sự sống đầu tiên trên Trái Đất hình thành tại các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương, nơi có nhiệt độ cao, áp suất lớn và nhiều khoáng chất phong phú. Những miệng phun này, thường nằm ở ranh giới giữa các mảng kiến tạo, phun ra các chất hóa học như hydro sulfua (H₂S) và methane (CH₄), tạo ra một môi trường lý tưởng cho các phản ứng hóa học diễn ra. Theo giả thuyết này, chính các khoáng chất trong đáy biển, đặc biệt là các cấu trúc có chứa sắt và lưu huỳnh, đã đóng vai trò như xúc tác giúp các hợp chất vô cơ biến đổi thành các phân tử hữu cơ cơ bản như amino acid, lipid, và nucleotide – những "viên gạch" của sự sống.

Một điểm đặc biệt của môi trường thủy nhiệt là nhiệt độ ổn định, không chịu ảnh hưởng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời, và chứa nhiều nguồn năng lượng hóa học – điều kiện lý tưởng để các chuỗi phản ứng xảy ra liên tục. Thậm chí, ngày nay vẫn tồn tại những sinh vật sống ở các miệng phun này, không cần ánh sáng mà chỉ dựa vào hóa tổng hợp (chemosynthesis) – bằng chứng sống động cho thấy môi trường đó đủ khả năng duy trì và khởi phát sự sống.