Bài viết này ban đầu được xuất bản tại The Conversation. Ấn phẩm này đã đóng góp bài viết cho Expert Voices: Op-Ed & Insights của Space.com. María Rosa Pino Otín là Giáo sư và nhà nghiên cứu về Vi sinh vật học tại Đại học San Jorge
Chúng ta thường quên mất sự sống tuyệt vời đến thế nào và đó là một hiện tượng đặc biệt và độc đáo ra sao. Theo như chúng ta biết, hành tinh của chúng ta là hành tinh duy nhất có khả năng hỗ trợ sự sống và dường như nó đã xuất hiện dưới dạng một thứ gì đó giống như sinh vật nhân sơ đơn bào ngày nay.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa từ bỏ hy vọng tìm thấy thứ mà họ gọi là LUCA (Tổ tiên chung cuối cùng của vũ trụ, tế bào tổ tiên mà mọi sinh vật sống mà chúng ta biết đều xuất phát từ đó) vượt ra ngoài ranh giới hành tinh của chúng ta.
Hiện tại, Sao Hỏa là một cảnh quan sa mạc đỏ – hấp dẫn nhưng đã chết, và chắc chắn không phải là nơi trú ngụ của bất kỳ người đàn ông xanh nhỏ bé nào.
Các hành tinh gần đó khác thậm chí còn ít hy vọng hơn. Sao Thủy là một tảng đá bị cháy xém quá gần mặt trời, bầu khí quyển của Sao Kim khô và độc hại, và những hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta được tạo thành từ khí hoặc rất xa mặt trời. Vì vậy, ngoài Sao Hỏa, việc tìm kiếm các dạng sống khác tập trung vào các vệ tinh, đặc biệt là những vệ tinh quay quanh Sao Mộc và Sao Thổ.
Europa và Enceladus – các vệ tinh của Sao Mộc và Sao Thổ – dường như có các đại dương nước lớn bên dưới lớp băng dày có khả năng chứa các phân tử hữu cơ, các khối xây dựng cho nguồn gốc sự sống như chúng ta biết. Những thứ này không giống gì với E.T. – chúng trông giống những sinh vật đơn bào trên cạn đơn giản nhất.
Nhìn xa hơn, người ta đã phát hiện ra hơn 5.500 hành tinh quay quanh các ngôi sao khác ngoài mặt trời. Chỉ một số ít được coi là có khả năng sinh sống và hiện đang được nghiên cứu, nhưng như Carl Sagan đã nói trong Liên hệ, "vũ trụ là một nơi khá lớn. Nếu chỉ có chúng ta, có vẻ như là một sự lãng phí không gian khủng khiếp."
Cho đến lúc đó, niềm tin phổ biến là sự sống chỉ có thể xuất hiện trong những điều kiện mà chúng ta thấy các sinh vật đa bào có thể tồn tại. Nước, nhiệt độ ôn hòa từ 0⁰ C đến 40⁰ C, độ pH ở mức trung tính, độ mặn thấp và ánh sáng mặt trời hoặc nguồn năng lượng tương đương được coi là thiết yếu cho sự sống.
Tuy nhiên, vào giữa thế kỷ 20, nhà vi sinh vật học Thomas D. Brock đã phát hiện ra vi khuẩn sống trong suối nước nóng của Công viên quốc gia Yellowstone, nơi nhiệt độ vượt quá 70⁰C. Mặc dù không liên quan đến cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất vào thời điểm đó, khám phá của ông đã mở rộng khả năng khoa học của nó.
Kể từ đó, các sinh vật được gọi là extremophile đã được tìm thấy khi sinh sống trong nhiều điều kiện khắc nghiệt trên Trái Đất, từ cái lạnh của các vết nứt trên băng ở vùng cực đến áp suất cao của đại dương sâu. Người ta đã tìm thấy vi khuẩn bám vào các hạt nhỏ lơ lửng trong các đám mây, trong các môi trường cực kỳ mặn như Biển Chết hoặc các môi trường cực kỳ chua như Rio Tinto. Một số sinh vật ưa cực thậm chí còn có khả năng chống lại mức độ bức xạ cao.
Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên nhất là phát hiện ra chúng bên trong chính chúng ta.
Warren là một nhà nghiên cứu bệnh học, và sau khi xác định được vi khuẩn trong các mẫu sinh thiết dạ dày của bệnh nhân, ông nhận ra rằng chúng phải được coi là nguyên nhân gây ra bệnh. Tuy nhiên, ông phải đấu tranh chống lại giáo điều cho rằng vi sinh vật không thể phát triển trong môi trường có tính axit cao của dạ dày con người.
Warren đã tiến hành nghiên cứu một mình cho đến năm 1981, khi ông gặp Barry Marshall, một thành viên của Cao đẳng Y khoa Hoàng gia Australasian. Ông đã tiếp cận Marshall và hỏi liệu ông có muốn làm việc cùng "kẻ lập dị Warren đang cố gắng biến viêm dạ dày thành bệnh truyền nhiễm."
Năm 2005, Barry Marshall và Robin Warren đã nhận giải Nobel về Sinh lý học hoặc Y học cho khám phá của họ về Helicobacter pylori và vai trò của nó trong các bệnh về dạ dày, một khám phá đã cách mạng hóa lĩnh vực tiêu hóa.
H. pylori có một loạt các yếu tố đáng kinh ngạc giúp nó tồn tại trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như roi cho phép nó lướt qua dịch dạ dày để đến gần thành dạ dày, phá vỡ lớp chất nhầy bảo vệ và bám vào đó.
Sử dụng enzyme urease, H. pylori phân hủy urê trong dạ dày thành amoniac và CO₂, tạo ra vi khí hậu pH cao hơn cho phép nó sinh sản. Khi số lượng của nó tăng lên, nó giải phóng ngoại độc tố gây viêm và làm hỏng mô dạ dày trong dạ dày. Đây là cách các vết loét cuối cùng phát triển, khi mô liên kết bên dưới tiếp xúc với tính axit của dạ dày.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Nếu sao Hỏa có hóa thạch vi khuẩn, một mỏ đá và laser ở Algeria có thể giúp tìm thấy chúng
— Các loài sinh vật ưa cực trên sao Hỏa có thể tồn tại trong hàng trăm triệu năm
— Cuối cùng chúng ta cũng biết tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa ở đâu
Khám phá của họ cho thấy rằng ngay cả khi ẩn sâu trong ruột của chúng ta – trong thành dạ dày, chịu độ pH giống như giấm, bóng tối hoàn toàn, chuyển động dữ dội của hệ tiêu hóa, các enzyme có hại và thủy triều thức ăn – sự sống vẫn có thể chống lại và sinh sôi nảy nở.
Nghiên cứu về các vi sinh vật ưa cực đem lại hy vọng rằng trên các thiên thể khác trong hệ mặt trời, hoặc trên một trong 5.500 ngoại hành tinh đã biết, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, hiện tượng sống phi thường vẫn có thể tồn tại. Những người sao Hỏa mà chúng ta mơ ước ngày nay có thể trông giống H. pylori hơn bất kỳ thứ gì khác.
Xuất bản lần đầu trên The Conversation.
Chúng ta thường quên mất sự sống tuyệt vời đến thế nào và đó là một hiện tượng đặc biệt và độc đáo ra sao. Theo như chúng ta biết, hành tinh của chúng ta là hành tinh duy nhất có khả năng hỗ trợ sự sống và dường như nó đã xuất hiện dưới dạng một thứ gì đó giống như sinh vật nhân sơ đơn bào ngày nay.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa từ bỏ hy vọng tìm thấy thứ mà họ gọi là LUCA (Tổ tiên chung cuối cùng của vũ trụ, tế bào tổ tiên mà mọi sinh vật sống mà chúng ta biết đều xuất phát từ đó) vượt ra ngoài ranh giới hành tinh của chúng ta.
Chúng ta đang nhìn ở đâu?
Kể từ khi con người bắt đầu mơ về người Sao Hỏa, hiểu biết khoa học đã thay đổi đáng kể. Các phương tiện gần đây nhất đã đi qua bề mặt Hành tinh Đỏ – Perseverance và Xe tự hành Curiosity – đã xác định được các hợp chất và khoáng chất cho thấy các điều kiện của nó có thể đã từng có thể sinh sống được, nhưng đó là mức độ của nó.Hiện tại, Sao Hỏa là một cảnh quan sa mạc đỏ – hấp dẫn nhưng đã chết, và chắc chắn không phải là nơi trú ngụ của bất kỳ người đàn ông xanh nhỏ bé nào.
Các hành tinh gần đó khác thậm chí còn ít hy vọng hơn. Sao Thủy là một tảng đá bị cháy xém quá gần mặt trời, bầu khí quyển của Sao Kim khô và độc hại, và những hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta được tạo thành từ khí hoặc rất xa mặt trời. Vì vậy, ngoài Sao Hỏa, việc tìm kiếm các dạng sống khác tập trung vào các vệ tinh, đặc biệt là những vệ tinh quay quanh Sao Mộc và Sao Thổ.
Europa và Enceladus – các vệ tinh của Sao Mộc và Sao Thổ – dường như có các đại dương nước lớn bên dưới lớp băng dày có khả năng chứa các phân tử hữu cơ, các khối xây dựng cho nguồn gốc sự sống như chúng ta biết. Những thứ này không giống gì với E.T. – chúng trông giống những sinh vật đơn bào trên cạn đơn giản nhất.
Nhìn xa hơn, người ta đã phát hiện ra hơn 5.500 hành tinh quay quanh các ngôi sao khác ngoài mặt trời. Chỉ một số ít được coi là có khả năng sinh sống và hiện đang được nghiên cứu, nhưng như Carl Sagan đã nói trong Liên hệ, "vũ trụ là một nơi khá lớn. Nếu chỉ có chúng ta, có vẻ như là một sự lãng phí không gian khủng khiếp."
Tìm kiếm sự sống ở những nơi khắc nghiệt
Trước những năm 1960, các điều kiện trên các vệ tinh triển vọng nhất của hệ mặt trời có vẻ như không thể có sự sống.Cho đến lúc đó, niềm tin phổ biến là sự sống chỉ có thể xuất hiện trong những điều kiện mà chúng ta thấy các sinh vật đa bào có thể tồn tại. Nước, nhiệt độ ôn hòa từ 0⁰ C đến 40⁰ C, độ pH ở mức trung tính, độ mặn thấp và ánh sáng mặt trời hoặc nguồn năng lượng tương đương được coi là thiết yếu cho sự sống.
Tuy nhiên, vào giữa thế kỷ 20, nhà vi sinh vật học Thomas D. Brock đã phát hiện ra vi khuẩn sống trong suối nước nóng của Công viên quốc gia Yellowstone, nơi nhiệt độ vượt quá 70⁰C. Mặc dù không liên quan đến cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất vào thời điểm đó, khám phá của ông đã mở rộng khả năng khoa học của nó.
Kể từ đó, các sinh vật được gọi là extremophile đã được tìm thấy khi sinh sống trong nhiều điều kiện khắc nghiệt trên Trái Đất, từ cái lạnh của các vết nứt trên băng ở vùng cực đến áp suất cao của đại dương sâu. Người ta đã tìm thấy vi khuẩn bám vào các hạt nhỏ lơ lửng trong các đám mây, trong các môi trường cực kỳ mặn như Biển Chết hoặc các môi trường cực kỳ chua như Rio Tinto. Một số sinh vật ưa cực thậm chí còn có khả năng chống lại mức độ bức xạ cao.
Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên nhất là phát hiện ra chúng bên trong chính chúng ta.
Người sao Hỏa trong dạ dày của bạn
Vào những năm 1980, hai bác sĩ người Úc, Barry Marshall và Robin Warren, bắt đầu nghiên cứu về loét dạ dày tá tràng. Cho đến lúc đó, tình trạng này được cho là do căng thẳng hoặc tiết axit dạ dày quá mức, điều này không giúp ích gì cho việc chữa khỏi tình trạng này.Warren là một nhà nghiên cứu bệnh học, và sau khi xác định được vi khuẩn trong các mẫu sinh thiết dạ dày của bệnh nhân, ông nhận ra rằng chúng phải được coi là nguyên nhân gây ra bệnh. Tuy nhiên, ông phải đấu tranh chống lại giáo điều cho rằng vi sinh vật không thể phát triển trong môi trường có tính axit cao của dạ dày con người.
Warren đã tiến hành nghiên cứu một mình cho đến năm 1981, khi ông gặp Barry Marshall, một thành viên của Cao đẳng Y khoa Hoàng gia Australasian. Ông đã tiếp cận Marshall và hỏi liệu ông có muốn làm việc cùng "kẻ lập dị Warren đang cố gắng biến viêm dạ dày thành bệnh truyền nhiễm."
Năm 2005, Barry Marshall và Robin Warren đã nhận giải Nobel về Sinh lý học hoặc Y học cho khám phá của họ về Helicobacter pylori và vai trò của nó trong các bệnh về dạ dày, một khám phá đã cách mạng hóa lĩnh vực tiêu hóa.
H. pylori có một loạt các yếu tố đáng kinh ngạc giúp nó tồn tại trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như roi cho phép nó lướt qua dịch dạ dày để đến gần thành dạ dày, phá vỡ lớp chất nhầy bảo vệ và bám vào đó.
Sử dụng enzyme urease, H. pylori phân hủy urê trong dạ dày thành amoniac và CO₂, tạo ra vi khí hậu pH cao hơn cho phép nó sinh sản. Khi số lượng của nó tăng lên, nó giải phóng ngoại độc tố gây viêm và làm hỏng mô dạ dày trong dạ dày. Đây là cách các vết loét cuối cùng phát triển, khi mô liên kết bên dưới tiếp xúc với tính axit của dạ dày.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Nếu sao Hỏa có hóa thạch vi khuẩn, một mỏ đá và laser ở Algeria có thể giúp tìm thấy chúng
— Các loài sinh vật ưa cực trên sao Hỏa có thể tồn tại trong hàng trăm triệu năm
— Cuối cùng chúng ta cũng biết tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa ở đâu
Khám phá của họ cho thấy rằng ngay cả khi ẩn sâu trong ruột của chúng ta – trong thành dạ dày, chịu độ pH giống như giấm, bóng tối hoàn toàn, chuyển động dữ dội của hệ tiêu hóa, các enzyme có hại và thủy triều thức ăn – sự sống vẫn có thể chống lại và sinh sôi nảy nở.
Nghiên cứu về các vi sinh vật ưa cực đem lại hy vọng rằng trên các thiên thể khác trong hệ mặt trời, hoặc trên một trong 5.500 ngoại hành tinh đã biết, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, hiện tượng sống phi thường vẫn có thể tồn tại. Những người sao Hỏa mà chúng ta mơ ước ngày nay có thể trông giống H. pylori hơn bất kỳ thứ gì khác.
Xuất bản lần đầu trên The Conversation.
