Bài viết cung cấp cái nhìn toàn diện về nghiên cứu gần đây cho thấy LUCA – tổ tiên chung cuối cùng của mọi sinh vật – có tuổi đời khoảng 4,2 tỷ năm. Nội dung làm nổi bật khả năng miễn dịch sơ khai của LUCA, qua đó cho thấy sinh vật này đã dấn thân vào cuộc chiến chống lại virus và góp phần hình thành hệ sinh thái tái chế trong thời kỳ Hadean.
Điểm nổi bật:
- LUCA là tổ tiên chung của mọi sinh vật.
- Nghiên cứu mới xác định tuổi của LUCA khoảng 4,2 tỷ năm.
- LUCA đã có hệ miễn dịch sơ khai, chống lại virus.
Dưới đây là những điều bạn sẽ học được khi đọc bài viết này:
- Tất cả sự sống trên Trái Đất đều có thể truy xuất về một Tổ tiên Chung Cuối Cùng (LUCA).
- LUCA có thể đã xuất hiện chỉ sau khoảng 400 triệu năm từ khi Trái Đất hình thành.
- LUCA sở hữu một hệ miễn dịch sơ khai, đã phải đối mặt với virus từ rất sớm.
Sự sống trên Trái Đất phải bắt đầu từ đâu đó, và các nhà khoa học tin rằng "đâu đó" chính là LUCA – Last Universal Common Ancestor. Theo tên gọi, sinh vật giống vi khuẩn này là tổ tiên của mọi sinh vật, từ vi khuẩn nhỏ bé đến cá voi xanh khổng lồ.
Trong khi Vụ Nổ Cambrian kích hoạt sự sống phức tạp cách đây khoảng 530 triệu năm, thì dòng thời gian của sự sống thực sự lâu hơn nhiều. Trước đây, LUCA được ước tính xuất hiện khoảng 4 tỷ năm trước, tức chỉ sau 600 triệu năm từ khi Trái Đất hình thành.
Một nghiên cứu quốc tế mới cho biết LUCA đã xuất hiện sớm hơn, khoảng 4,2 tỷ năm trước, đồng thời tiết lộ nhiều chi tiết thú vị về cách sống của nó. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature Ecology & Evolution.
"Sự chung thủy của tất cả sự sống được minh chứng qua bảng mã di truyền, cơ chế tổng hợp protein, sự đồng hướng của tập hợp 20 axit amin và việc sử dụng ATP làm nguồn năng lượng. Hiểu biết về LUCA ảnh hưởng đến nhận thức về sự tiến hóa ban đầu của sự sống trên Trái Đất."
Để xác định thời điểm LUCA xuất hiện, các nhà khoa học so sánh gen ở các loài hiện tại và đếm số đột biến kể từ khi chia sẻ tổ tiên chung. Sử dụng mô hình di truyền dựa trên thời điểm phân ly, nhóm nghiên cứu ước tính LUCA tồn tại chỉ sau khoảng 400 triệu năm kể từ khi Trái Đất hình thành, vào kỷ Hadean khắc nghiệt.
Theo Tiến sĩ Edmund Moody (Đại học Bristol), "Lịch sử tiến hóa của gen phức tạp do trao đổi giữa các dòng loài. Chúng ta phải dùng mô hình tiến hóa để hòa giải lịch sử gen với cây phát sinh loài."
Nhóm nghiên cứu tiếp tục truy nguyên đặc điểm sinh lý của các loài hiện nay để hình dung LUCA cách đây 4,2 tỷ năm. Dù là dạng vi khuẩn đơn giản, LUCA có thể sở hữu hệ miễn dịch sơ khai, đối mặt với virus nguyên thủy.
Tiến sĩ Tim Lenton (Đại học Exeter) chia sẻ: "Chất thải của LUCA có thể là nguồn thức ăn cho vi sinh vật khác, như vi khuẩn sinh ra methane – góp phần tạo nên hệ sinh thái tái chế."
Mặc dù LUCA là tổ tiên chung cổ xưa nhất, nhưng con đường tiến hóa từ những khởi đầu sơ khai đến cộng đồng ban đầu vẫn còn nhiều bí ẩn. Các nghiên cứu tiếp theo cần đào sâu vào lịch sử nguyên thủy để khám phá cách con người và mọi sinh vật hiện nay ra đời.
