Nguồn Năng Lượng Đầu Tiên Của Sự Sống

LTS: Lý Thái là một kỷ sư thâm niên về điện, hiện còn đang hành nghề. Vì định cư ở nước ngoài khá lâu, tác giả tự cho rằng không nắm vững tiếng Việt dành cho những danh từ chuyên môn trong khoa học, nên đã chọn cách giữ nguyên tiếng Anh. Nếu các thức giả Việt Nam có ý kiến về những từ ngữ dùng trong các bài của tác giả, xin gửi thư nhờ tòa soạn chuyển. Rất cám ơn. (SH)

Các nhà khoa học hiện nay nói rằng có một hợp chất ít được biết đến, gọi là pyrophosphite có thể là một nguồn năng lượng hình thành sự sống đầu tiên trên trái đất.

Từ một vi khuẩn nhỏ nhất đến một cơ thể phức tạp của con người, mọi sự sống đều cần một phân tử vận chuyển năng lượng gọi là ATP(1) để tồn tại. Thường thì giống như một pin có thể sạc lại, ATP chứa năng lượng hóa học trong một dạng có thể được sử dụng bởi các chất hữu cơ. Ông Terence Kee nhà nghiên cứu của Đại học Leeds ở Anh nói:

"Bạn cần chất enzym để làm ra ATP, và bạn cần ATP để làm ra các enzyme". Khoa học gia Terence Kee của trường Đại Học Leeds ở Anh Quốc giải thích. "Câu hỏi đặt ra là: Năng lượng từ đâu đến trước khi một trong hai điều này xảy ra? Chúng tôi cho rằng câu trả lời có thể nằm trong các phân tử đơn giản, chẳng hạn như pyrophosphate, một hóa chất rất giống với ATP nhưng có khả năng truyền năng lượng mà không cần enzyme. "

Ít được biết đến nhưng quan trọng

Về việc tìm hiểu một sự sống bắt đầu chỉ bằng hóa học, các giả thuyết trước đây đã nghiên cứu một hợp chất tương tự nhưng riêng biệt, gọi là pyrophosphate, tiền thân của ATP, phức tạp hơn nhưng hiệu quả hơn.

Phosphate có 4 nguyên tử ôxy liên kết với một nguyên tử phốt pho ở giữa, và có mặt trong tất cả các tế bào sống. Khi kết hợp hai phân tử phốt phát và mất một phân tử nước, chúng tạo thành pyrophosphate (tạm dịch là "phốt phát cao nhiệt").

Cấu trúc của Phosphite dạng ion

Còn Pyrophosphite, hiếm khi gặp phải, nhà hóa học Robert Shapiro tại Đại học New York nói với tạp chí LiveScience: "Ngay cả khi tôi tìm nó trong Google, tôi nhận được trả lời: 'Có lẽ bạn muốn tìm chữ pyrophosphate thì phải?' "

Trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại, Kee cho biết: "Sự hiện diện của "một hoặc hai vấn đề gai góc" với pyrophosphate, phân tử đối thủ của nó, đã để lại một số câu hỏi chưa được trả lời."

Theo Kee, hai vấn đề chính đó là pyrophosphate dường như không có sẵn một số lượng đáng kể trong hồ sơ địa khoáng chất, và nó không phản ứng tốt nếu không có các chất xúc tác (lúc đó không có sẵn).

Mặt khác, nhóm của Kee đã tìm thấy rằng pyrophosphite sẽ "tương đối dễ tìm trong các khoáng chất được biết hiện có trong thiên thạch sắt." Kee nói, "Các phương tiện sản xuất các phân tử này sẽ đơn giản hơn phương thức chế tạo pyrophosphate."

Cũng theo Kee, pyrophosphite thật hiếm có, mặc dù phương cách sản xuất pyrophosphite tương tự sản xuất phosphate bằng cách làm cho khô nước, và thành phần cũng tương tự ngoại trừ việc một số nguyên tử ôxy được thay thế bằng hydrogen. Chỉ có ba quặng pyrophosphite so với "nhiều quặng phosphate."

Sự kiện một hóa chất chưa được phổ thông trên trái đất không phải là điều không thích đáng. Chất này không ổn định trong môi trường giàu ôxy hiện nay (có nghĩa là nó phá vỡ thành các phân tử khác rất nhanh chóng) nhưng là một chất xúc tác nhạy bén cho các phản ứng hóa học nào đó, Kee nói, trích dẫn bằng chứng chưa xuất bản.

Suy nghĩ bên lề.

Kee gọi lý thuyết thay đổi này là "một tiến trình suy nghĩ bên lề" hơn là một "khái niệm mới."

Ông nói tiếp, "Kể cũng hơi lạ là pyrophosphite và khả năng như một chất biến đổi phốt pho đã được biết đến một thời gian trước đây, nhưng không được đề xuất bằng ý nghĩa tiền sinh học. Tôi nghi ngờ rằng chưa có ai xét nhu cầu về chất này, hoặc nó có thể được tiếp cận một cách tiền sinh học."

Ông Shapiro nói, "Thật là thú vị, máy móc sản xuất DNA nhân tạo cho các thí nghiệm thường xuyên sử dụng pyrophophite trong quá trình lắp ráp của họ,"

Các nhà nghiên cứu chi tiết lý thuyết của họ về pyrophosphate như là nguồn năng lượng đầu tiên của cuộc sống trong một vấn đề gần đây của tạp chí Hóa chất Truyền thông.



Chú thích của Lý Thái:

* Nguyên văn tựa đề bằng Anh ngữ là "lý thuyết". Nhưng xét nội dung của đề tài trong bài, có người xem đây là một "giả thuyết".

(1) ATP = Adenosine-5'-triphosphate