Sự sống ra đời từ bao giờ?

Trái Đất nơi chúng ta đang sống là một thế giới muôn hình muôn vẻ, tràn đầy sự sống đang sinh sôi. Cho đến nay, số loài sinh vật đã được biết đến trên thế giới vào khoảng hơn 1.400.000 loài. Ngoài ra, còn rất nhiều loài chưa được phát hiện; các nhà khoa học dự đoán tổng số sinh vật trên Trái Đất có thể lên tới khoảng 10 triệu đến 30 triệu loài. Điều kì diệu là các loài ấy tuy phong phú về số lượng, khác nhau về hình dáng, nhưng đều được cho là tiến hóa từ một tổ tiên chung rất xa xưa. Vậy tổ tiên ấy ra đời từ bao giờ và đã phát triển ra sao?

Muốn trả lời câu hỏi này, chứng cứ quan trọng nhất chính là hóa thạch. Hiện nay, hóa thạch cổ xưa nhất mà con người biết đến là vi khuẩn nguyên thủy được phát hiện ở Australia, có niên đại cách đây khoảng 3,5 tỉ năm. Từ đó, người ta suy đoán sự sống có thể đã xuất hiện cách đây khoảng 3,5 tỉ năm. Bốn tỉ năm trước, trên Trái Đất đã hình thành đại dương nguyên thủy; lúc ấy nhiệt độ nước biển rất cao, và khi nhiệt độ dần hạ xuống, những điều kiện bên ngoài cần thiết cho sự ra đời của sự sống mới bắt đầu xuất hiện.

Tuy nhiên, bầu khí quyển khi đó vẫn rất khắc nghiệt, gần như không có oxy. Vì thế, những dạng sống nguyên thủy đầu tiên chỉ có thể là những sinh vật không cần oxy. Mặt khác, do thiếu oxy nên Trái Đất chưa thể hình thành tầng ozon. Không có tầng ozon che chắn, tia tử ngoại dễ dàng xuyên xuống, đe dọa các mầm sống non nớt. Vì vậy, sự sống nguyên thủy phải tồn tại dưới biển sâu mười mấy mét, thậm chí vài chục mét.

Cùng với sự phát triển chậm chạp của sinh vật, khoảng 2,6 tỉ năm trước, tảo lam đã xuất hiện. Loài tảo này có chất diệp lục, có thể tạo oxy nhờ quang hợp. Nhờ đó, các sinh vật đơn bào thích nghi với môi trường có oxy bắt đầu bước lên vũ đài lịch sử. Phần lớn oxy lúc bấy giờ kết hợp với sắt trong nước biển, tạo thành oxit sắt và hình thành các mỏ sắt còn tồn tại phổ biến trên thế giới ngày nay. Có thể nói, Trái Đất cổ đại đã để lại cho loài người hiện nay một di sản vô cùng quý giá.

Một số người hiểu biết về quy luật di truyền có thể thắc mắc: sự tiếp nối của sự sống dựa vào thông tin mật mã di truyền ADN, vậy mật mã di truyền đầu tiên bắt nguồn từ đâu?

Để giải đáp vấn đề ấy, nhiều nhà khoa học đã thực hiện các nghiên cứu lớn. Trong đó, hai nhà khoa học người Mĩ là Oley và Miler đã tiến hành một thí nghiệm nổi tiếng. Họ trộn nước với các thành phần khí quyển của Trái Đất nguyên thủy như amoniac, CH4 và hiđro trong một bình thủy tinh chịu nhiệt, rồi dùng phóng điện để mô phỏng sấm chớp. Sau một tuần, trong bình đã xuất hiện các phân tử hữu cơ như HCOOH, CH3COOH, CH3CHOHCOOH, cùng các axit amin cấu thành protein. Điều đó cho thấy các hiện tượng tự nhiên như chớp có thể tạo ra những phân tử cơ sở của sự sống. Dĩ nhiên, từ phân tử đến sự sống nguyên thủy là một quá trình rất dài, không thể chỉ dựa vào một thí nghiệm đơn giản để kết luận. Tuy vậy, thí nghiệm này đã mở ra một hướng nghiên cứu quan trọng.

Đến khoảng 1,6 tỉ năm trước, các sinh vật đa tế bào bắt đầu hình thành, khiến quá trình biến đổi của sự sống diễn ra nhanh hơn. Khoảng 700 triệu năm trước, động vật không xương sống dưới biển xuất hiện và phát triển mạnh; quần thể sinh vật nổi tiếng ở Australia chính là sản phẩm của thời kì này.

Khoảng 570 triệu năm trước, sinh vật bắt đầu phát triển những cấu trúc cứng. Khác với cơ thể mềm, các cấu trúc cứng dễ trở thành hóa thạch hơn. Vì vậy, từ thời kì này trở đi, dấu vết hóa thạch trên khắp thế giới tăng lên nhanh chóng; địa chất học gọi giai đoạn này là kỉ tiền Cambri.

Kỉ Cambri đánh dấu sự đa dạng hóa mạnh mẽ của sinh vật, nên còn được gọi là thời kì bùng nổ của sự sống. Nhiều nhóm sinh vật tiêu biểu hiện nay đều có thể tìm thấy dấu vết trong các quần thể hóa thạch của thời kì đó.