Đức Huy [Video: Hashem Al-ghaili]
|
|
Nhóm các nhà khoa học ở Đại học Stanford và Đại học California, Los Angeles [Mỹ] mới đây đã phát hiện khoảng 10.000 mẫu đá zircon có niên đại vài tỉ năm tại khu vực Jack Hills, miền tây nước Úc. Trong số này, có một mẫu được cho là chứa phân tử carbon với niên đại trên dưới 4,1 tỉ năm.
Trong bài viết được đăng trên tạp chí khoa học của Viện Khoa học quốc gia Mỹ ngày 19.10, nhóm nghiên cứu trên cho biết những mẫu vật được tìm thấy còn khá nguyên vẹn và các mẫu đá zircon không có dấu hiệu bị tác động bởi những quá trình biến đổi địa chất gần đây.
Các nhà nghiên cứu này cho rằng đây có thể là bằng chứng cho thấy sự tồn tại của sự sống trên Trái đất từ 4,1 tỉ năm về trước, nghĩa là sớm hơn khoảng 300 triệu năm so với những ước tính được đưa ra trước đó, theo Reuters.
Đến nay, nhờ việc giám định và phân tích hóa thạch, các nhà khoa học tin rằng sự sống bắt đầu xuất hiện trên Trái đất cách đây 3,8 tỉ năm dưới dạng những sinh vật đơn bào, còn loài người xuất hiện trên Trái đất cách đây khoảng 200 triệu năm.
Tin liên quan
Những bằng chứng mới cho thấy, sự sống phức tạp có thể đã bắt đầu trên Trái Đất sớm hơn nhiều so với những ước tính khảo cổ học trước đây. Tất cả sự sống trên Trái Đất có thể xuất hiện từ một tia sét trong thuở sơ khai ban đầu của Trái Đất.
Thời điểm chính xác của khoảnh khắc sự sống xuất hiện vẫn còn là một điểm gây tranh cãi trong cộng đồng khoa học, nhưng nghiên cứu mới cho thấy, thời khắc quan trọng này có thể đã diễn ra sớm hơn chúng ta nghĩ trước đây.
Các nhà khoa học tại Đại học College London đã dựa trên bằng chứng về sự sống đa dạng của vi sinh vật, nằm bên trong tảng đá có kích thước bằng nắm tay từ Quebec ở Canada, niên đại khoảng 3,75 tỷ đến 4,28 tỷ năm. Vào năm 2017, các nhà nghiên cứu phát hiện ra nó đã suy đoán rằng các cấu trúc trong đá - những sợi nhỏ, núm và ống - đã được để lại bởi vi khuẩn cổ đại.
Các sợi được nhìn thấy ở đây là cấu trúc giống như thân cây cho thấy các hóa thạch lâu đời nhất được biết đến
Tuy nhiên, không phải ai cũng tin rằng những cấu trúc này là một nguồn gốc sinh học sẽ làm thay đổi thời điểm xuất hiện sự sống đã được kết luận trước đây. Có nghĩa là ngày xuất hiện những dấu hiệu sự sống đầu tiên trên Trái đất đã bị lùi lại ít nhất 300 triệu năm.
Tuy nhiên, sau khi phân tích kỹ hơn về tảng đá này, nhóm nghiên cứu phát hiện ra 1 cấu trúc thậm chí còn lớn hơn, phức tạp hơn những cấu trúc đã được xác định trước đó. Bên trong tảng đá là cấu trúc giống như thân cây với các nhánh song song ở một bên dài gần 1 cm, cùng hàng trăm hình cầu méo mó, hoặc hình elip, cùng với các ống và sợi.
Nhà địa hóa Dominic Papineau từ UCL, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết "Điều này có nghĩa là sự sống có thể bắt đầu ít nhất là 300 triệu năm sau khi Trái đất hình thành. Về mặt địa chất, điều này diễn ra nhanh chóng - khoảng một vòng quay của Mặt trời xung quanh thiên hà"
Một câu hỏi quan trọng đối với Papineau và các đồng nghiệp của ông là, liệu những cấu trúc này có thể hình thành thông qua các phản ứng hóa học không liên quan đến sinh vật sống hay không. Theo bài báo, một số cấu trúc nhỏ hơn có thể được hình dung là sản phẩm của các phản ứng phi sinh học. Tuy nhiên, thân cây 'giống cây' mới được xác định rất có thể có nguồn gốc sinh học, vì không có cấu trúc nào giống như nó, được tạo ra thông qua các phản ứng hóa học, đã được tìm thấy trước đây.
Ngoài các cấu trúc, các nhà nghiên cứu cũng đã các định các hóa chất khoáng hóa trong đá, có thể là sản phẩm phụ của nhiều loại quá trình trao đổi chất khác nhau. Các hóa chất này phù hợp với quy trình khai thác năng lượng ở vi khuẩn, có liên quan đến các chất sắt và lưu huỳnh. Tùy thuộc vào việc giải thích các dấu hiệu hóa học mà chúng ta có thể có những gợi ý về một phiên bản của quá trình quang hợp.
Phát hiện này chỉ ra rằng khả năng Trái đất sơ khai - chỉ 300 triệu năm sau khi hình thành - là nơi sinh sống của một loạt các loài vi sinh vật. Tảng đá được phân tích thông qua sự kết hợp của các quan sát quang học qua kính hiển vi Raman [sử dụng sự tán xạ ánh sáng để xác định cấu trúc hóa học], đồng thời tái tạo kỹ thuật số các phần tảng đá bằng một siêu máy tính từ hai kỹ thuật hình ảnh độ phân giải cao.
Sắt đỏ tươi và đá giàu silica chứa vi khuẩn hình ống và dạng sợi
Mảnh đá đề cập đến được thu thập vào năm 2008 từ Vành đai Nuvvuagittuq Supracrustal của Quebec [NSB], từng là một phần của đáy biển. NSB chứa một số loại đá trầm tích lâu đời nhất được biết đến trên Trái đất. Tảng đá chứa đầu hóa thạch cũng được phân tích để tìm mức độ của các nguyên tố hiếm của Trái Đất. Các nhà nghiên cứu nhận thấy nó thực sự có cùng mức độ với những mẫu đá cổ khác, có niên đại như các loại đá núi lửa xung quanh.
Trước đó, các nhà khảo cổ cũng đã tìm thấy bằng chứng hóa thạch sớm nhất về sự sống đã được tìm thấy ở Tây ÚC, có niên đại 3,46 tỷ năm. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tranh cãi tương tự xung quanh việc liệu những hóa thạch này có nguồn gốc sinh học hay không.
Ý nghĩa thú vị nhất từ khám phá này là ý nghĩa của nó đối với sự phân bố tiềm năng của sự sống trong vũ trụ. Nếu sự sống có thể phát triển và tiến hóa trong những điều kiện khắc nghiệt của Trái Đất từ rất sớm, thì có thể nó phổ biến trên khắp vũ trụ hơn chúng ta nghĩ.
Các tác giả nghiên cứu cho biết "Khám phá này ngụ ý rằng chỉ cần vài trăm triệu năm để sự sống tiến hóa đến mức có tổ chức trên một hành tinh nguyên thủy có thể sinh sống được. Do đó, chúng tôi kết luận rằng các hệ sinh thái vi sinh vật như vậy có thể tồn tại trên các bề mặt hành tinh khác, nơi nước lỏng tương tác với đá núi lửa và rằng những loài vi sinh vật và dubiofossils cổ nhất này được báo cáo tại đây từ NSB cho thấy sự sống ngoài Trái đất có thể phổ biến hơn những gì chúng ta nghĩ trước đây."
>>> Nguồn gốc virus.
Nguồn sciencealert
Trái Đất là hành tinh duy nhất trong vũ trụ được biết đến là có sự sống. Được hình thành cách đây gần 4,6 tỷ năm và cho tới 1 tỷ năm trước, sự sống mới bắt đầu xuất hiện trên bề mặt của Trái Đất. Kể từ đó tới nay, rất nhiều thứ đã thay đổi trên hành tinh này, dưới đây là những mốc sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử phát triển hành tinh của chúng ta.
- Trái Đất từng có màu tím và 8 bí mật bất ngờ ít người biết
- Chuyện gì sẽ xảy ra nếu gió ngừng thổi trên Trái Đất?
- Bạn sẽ giật mình khi xem video mô tả quá trình Trái Đất rực nóng trong 100 năm qua
1. Trái Đất được hình thành - 4,5 tỷ năm trước
Cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, các khối đá nằm rải rác quanh Mặt Trời vốn còn rất trẻ, va chạm vào nhau và có khối lượng đủ lớn để hấp dẫn các bụi khí xung quanh dưới tác dụng của lực hấp dẫn đã hình thành nên Trái Đất. Mặt Trăng, vệ tinh duy nhất của Trái Đất ra đời không lâu ngay sau đó.
Các nhà khoa học cho rằng một tiểu hành tinh đã va chạm mạnh với Trái Đất khiến các mảnh vỡ văng ra xung quanh và dần dần hội tụ thành Mặt Trăng. Kết quả phân tích đá Mặt Trăng cũng cho thấy giả thuyết này là đúng, thành phần hóa học ở Mặt Trăng và Trái Đất tương tự nhau.
2. Mầm sống đầu tiên - 3,5 tỷ năm trước
Cho tới nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa xác định được tế bào đầu tiên trông như thế nào, ra đời vào thời điểm nào. Nhưng mẫu hoá thạch lâu đời nhất từng được phát hiện có niên đại khoảng 3,5 tỷ năm. Điều này chứng tỏ, mầm sống đầu tiên có lẽ đã xuất hiện từ trước đó. Các nhà khoa học cho rằng mầm sống đầu tiên có thể đã bắt đầu từ những mạch nước kiềm [alkaline] nóng ấm nằm dưới đáy các đại dương, hoặc ở trên mặt biển hoặc trên đất liền.
Hình thức sinh sản đầu tiên trên Trái Đất là sinh sản vô tính [nhân đôi tế bào].
3. Sự quang hợp - 3,4 tỷ năm trước
Cách đây khoảng 3,4 tỷ năm trước, nhờ những tia nắng mà những vi sinh vật đầu tiên đã bắt đầu tiến hóa. Từ những phân tử đơn giản, chúng tận dụng nguồn năng lượng từ các photon để tổng hợp ra đường. Tiến trình đó được gọi là sự quang hợp [photosynthesis].
Các vi khuẩn đầu tiên có mặt trên Trái Đất tổng hợp đường từ năng lượng Mặt Trời, nhưng không tạo thành oxy.
Nhưng không giống với các loài thực vật hiện nay, các vi sinh đầu tiên không "thải" ra khí oxy do đó bầu khí quyển Trái Đất lúc đó vẫn còn rất nguy hiểm với con người và các loài vật khác.
4. Sự trôi dạt của các lục địa - 3 tỷ năm trước
Vỏ Trái Đất rất cứng nhưng thực tế là được tạo thành từ những "tảng băng trôi" trên những lớp magma nóng chảy. Khi các "tảng băng" va chạm vào nhau, một phần của tảng này sẽ bị "chìm dưới" tảng còn lại. Quá trình này được gọi là sự kiến tạo mảng [plate tectonics] hay sự trôi dạt của các lục địa. Đại lục đầu tiên trên Trái Đất, được gọi là Ur, đã được tạo ra từ tiến trình trên.
Bề mặt Trái Đất được ghép lại từ các mảnh.
5. Sự "ô nhiễm" khí quyển đầu tiên do oxy - 2,4 tỷ năm trước
Hơn 1 tỷ năm trước phản ứng quang hợp đầu tiên đã diễn nhưng nó không tạo ra oxy. Khiến cho bầu không khí trên Trái Đất lúc đó rất ít oxy. Nhưng bằng cách nào đó, một số vi khuẩn đã "học" được cách tổng hợp ra đường từ khí CO2, nước, ánh nắng Mặt Trời và thải ra oxy.
Khi các khí thải nhà kính [có CO2] bị các vi khuẩn "hút cạn" khỏi bầu khí quyển, quá trình "ô nhiễm" đầu tiên trong lịch sự Trái Đất đã diễn ra khiến mọi thứ lạnh đi.
6. Những tế bào phức tạp hay sự cộng sinh - 2 - 1 tỷ năm trước
Lúc này, sự sống vẫn rất đơn giản, mặc dù đã có mặt trên Trái Đất khá lâu nhưng chúng có cấu trúc tương tự những vi khuẩn hiện đại ngày nay. Nhưng sự tiến hoá đã đưa sinh giới lên một tầm cao mới. Những sinh vật có tên gọi eukaryote [sinh vật nhân chuẩn] đã có cấu trúc phức tạp hơn, bên trong chúng có những cơ quan chuyên biệt, nhân có màng riêng tách biệt với phần còn lại của tế bào.
Các eukaryote cũng tìm được cho mình "cộng sự" là những vật thể có hình dạng tương tự hạt đậu được gọi là ty thể [mitochondria] có khả năng chuyển hoá năng lượng từ các chất hữu cơ thành ATP.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, ban đầu các ty thể là các vi khuẩn sống tách biệt ở thế giới bên ngoài chứ không phải sinh ra bên trong tế bào. Nhưng nhờ sự cộng sinh hay hấp thu tế bào, các vi khuẩn này hợp tác với các eukaryote và tạo ra năng lượng cho chúng.
Mọi động vật và thực vật chúng ta thấy hôm nay đều có các tế bào là các eukaryote.
7. Sự xuất hiện giới tính đầu tiên - 1,2 tỷ năm trước
Những sinh vật đầu tiên duy trì và phát triển giống nò đều nhờ sinh sản vô tính, các tế bào cứ lớn lên rồi tự động chia làm đôi.
Sự xuất hiện giới tính mở đầu cho khả năng lai tạo giống loài sau này.
Những mẫu hoá thạch có niên đại 1,2 tỷ năm của loài tảo đỏ cho thấy chúng đã bắt đầu có sự xuất hiện của những tế bào chuyên biệt về giới tính như là các bào tử. Điều này chứng tỏ, sự xuất hiện giới tính đã ra đời trước thời điểm đó.
8. Sinh vật đa bào xuất hiện - 1 tỷ năm trước
Có những mẫu hoá thạch có niên đại 2,1 tỷ năm cho thấy nhiều vi khuẩn đã biết sinh sống theo hình thức cộng đồng để có kích thước lớn hơn, song khi cần thiết chúng vẫn có thể tồn tại dưới dạng đơn bào.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, Khoảng 1 tỷ năm trước, những sinh vật đa bào đầu tiên - với các tế bào đơn không thể tách rời - đã xuất hiện. Trong đó, có những nhóm sinh vật khác nhau đã chọn tiến hoá theo hướng đa bào một cách độc lập. Thực vật được cho là đã chọn hình thức đa bào trước động vật.
9. Trái Đất bị đóng băng - 850 - 635 triệu năm trước
Sau lần đầu tiên bị "ô nhiễm" oxy từ các vi khuẩn vài tỷ năm trước, Trái Đất lại một lần nữa bị hóa đá. Cho tới nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết nguyên nhân của lần đóng băng này là gì nhưng thời gian đó kéo dài suốt 200 triệu năm. Băng giá phủ kín Trái Đất từ 2 cực cho đến tận xích đạo.
Trái Đất từng có lúc "lạnh lùng băng giá" trong hàng triệu năm.
Thời kỳ băng giá lần 2 này được cho là đã ảnh hưởng tới sự ra đời của những loài động vật có cấu tạo phức tạp đầu tiên. Đó là những sinh vật có dạng ống hoặc lá xoăn như dương xỉ, mở ra một giai đoạn mới có tên kỷ Ediacara.
10. Sự bùng nổ kỷ Cambri - 535 triệu năm trước
Sau khi các loài động vật tiến hoá và thích nghi được với môi trường mới, Trái Đất xảy ra 2 cuộc bùng nổ về số lượng các loài.
Trong giai đoạn bùng nổ kỷ Cambria, trung bình cứ 10 triệu năm lại có sự xuất hiện của một nhóm các loài động vật mới. Trong giai đoạn này, hầu hết các loài động vật đã có vỏ cứng giúp cho việc hình thành hoá thạch dễ dàng hơn trước. Theo các nhà khoa học, rất có thể trước đấy đã từng có các đợt "bùng nổ" về loài khác nhưng do chúng không có cấu tạo vỏ cứng nên không thể ghi nhận sự tồn tại.
45 triệu năm sau, một đợt bùng nổ khác về số loài trong từng nhóm động vật lại xảy ra, và được gọi là Sự kiện Phân hoá Sinh giới kỷ Ordovic.
11. Thực vật xâm chiếm đất liền - 465 triệu năm trước
Trong nhiều tỷ năm, nước vẫn luôn là cái nôi của sự sống trên Trái Đất. Cho tới 500 triệu năm trở về trước, mới có một số loài động vật tìm cách lên đất liền nhưng không phải để sống mà chỉ là tìm một nơi đẻ trứng để tránh xa kẻ thù dưới mặt nước.
Tảo xanh là những "cư dân" đầu tiên trên mặt đất.
Ngược lại, thực vật mới chính là những cư dân "thường trú" đầu tiên trên đất liền. Họ hàng của tảo xanh chính là loài thực vật đầu tiên xâm chiếm đất liền nhưng sau đó, chúng đã nhanh chóng tiến hoá và phân nhánh ra nhiều loài khác nhau.
12. Kỷ băng hà Andean-Saharan - 460 - 430 triệu năm trước
Sự đa dạng sinh học của sinh giới nở rộng trong kỷ Ordovic nhưng khi kỷ này kết thúc, Trái Đất lại đứng trước một đợt tuyệt chủng với số lượng các loài giảm đi nhiều không kém số loài đã sinh ra.
Cuối kỷ Ordovic, nhiệt độ trên Trái Đất giảm xuống nhanh chóng, băng từ 2 cực bao phủ phần lớn diện tích bề mặt. Hệ quả là một kỷ băng hà có tên Andean-Saharan đã diễn ra. Cái tên này được đặt theo 2 địa danh phát hiện dấu tích của thời kỳ trên, đỉnh ngọn Andes và sa mạc Sahara.
Kỷ băng hà Andean-Saharan đánh dấu đợt tuyệt chủng hàng loạt đầu tiên và lớn thứ 2 về quy mô trong tất cả các đợt tuyệt chủng từng được ghi nhận trong lịch sử phát triển của Trái Đất. Ước tính có đến 85 % các loài sinh vật biển đã bị xoá sổ. Sau đấy, do các loài cạnh tranh đã bị xóa sổ nên các loài cá phát triển với tốc độ chóng mặt.