Nguồn gốc của sự sống

học cơ của protein - > sự đổi mới tế bào thông qua quá trình trao đổi chất.	 Đây là một điều đúng đắn bởi vì vận động gắn liền với vật chất nên chức năng và cấu trúc là thống nhất. Ở mức độ nguyên tử thì có sự thống nhất giữa giới vô cơ và giới hữu cơ. Trong cơ thể có đến 60 nguyên tố và không một nguyên tố nào có trong cơ thể mà không có trong giới vô cơ. - Những nguyên tố phổ biến nhất trong cơ thể là C; H; O và N, ngoài ra còn có K; S;Na; P; chiếm 5% còn lại là Ca, Mg, Co, Fe, Cu, - Nguyên tử cacborn có thể liên kết với các nguyên tố khác hoặc với chính nó tạo ra vô số các chất hữu cơ và không có chất hữu cơ nào mà không có chứa C -> cacborn là nguyên tố cơ bản của sự sống.I.2. Cơ sở vật chất của sự sống là gì ?COHNỞ mức độ phân tử thì có sự khác biệt lớn giữa sự sống và không sống. Cơ sở vật chất của sự sống không chỉ là protein mà còn là acid nucleic và các chất photphat giàu năng lượng ( ATP, ADP, CTP, UTP,) - Protein có cấu trúc đa phân mà đơn phân của nó là các acid amin.Cấu trúc đa phân không chỉ tạo cho protein có sự đa dạng mà còn đặc thù cho từng loài. Vd như phân tử hemoglobin, chỉ có ở động vật bậc cao mà ở thực vật thì không có. - Acid nucleic cũng là một đa phân mà đơn phân của nó là các nucleotid khác nhau ở các cặp bazo nitơ. Với bốn loại bazo nit A,T,G,C (đối với ADN ) hoặc A,U,G,C (đối với ARN) có thể tạo ra vô số acid nucleic với thành phần, số lượng, và trật tự sắp xếp khác nhau của các nucleotid. - Các photphas như ADP,ATP,có vai trò quan trọng trong sự trao đổi năng lượng  cấu trúc đa phân làm cho các phân tử vừa đa dạng vừa rất phong phú.  Tóm lại, ta thấy sự khác nhau giữa cấu tạo chất vô cơ và chất hữu cơ bắt đầu tự mức phân tử và đặc biệt là mức đại phân tử. Tuy nhiên, sự sống không tồn tại ở những phân tử riêng rẽ mà ở sự tương tác giữa các đại phân tử nằm bên trong hệ thống chất nguyên sinh của tế bào.Sự trao đổi năng lượngPhân tử ATPTrao đổi chất và năng lượng là dấu hiệu nổi bật của sự sống, không có sự trao đổi chất và năng lượng thì sự sống không thể tồn tại.Bằng phương pháp nguyên tử đánh dấu người ta đã theo dõi được 50% số phân tử protein trong tế bào của người được đổi mới trong vòng 180 ngày. Sự đổi mới của các phân tử là cơ sở của sự đổi mới tế bào. Vd: như cứ 2 tháng thì 23000 tỉ tế bào hồng cầu trong máu được đổi mới hoàn toàn. Sự đổi mới của các phân tử, tế bào chỉ được thực hiện khi có sự thay đổi trao đổi chất và năng lượng giữa tế bào với môi trường. tổ chức sống là tổ chức mở I.3. Sự sống có những dấu hiệu gì đặc trưng ? ATPBên cạnh sự trao đổi chất và năng lượng thì còn 1 số dấu hiệu khác của sự sống như là sinh trưởng, cảm ứng, vận động và sinh sản. Những dấu hiệu này đều liên quan đến sự trao đổi chất. Ở vật vô cơ cũng có thể biểu hiện sự sinh sản hoặc là vận động. Vd như từ đá mẹ vỡ thành 2 đá con. Nhưng không có vật vô cơ nào có thể biểu hiện đầy đủ các dấu hiệu của sự sống. Những dấu hiệu như trao đổi chất và sinh sản đều bắt nguồn từ sự tự nhân đôi của ADN. Sinh sản ở thực vậtSự sinh sản ở E.coliSinh sản ở thực vật - Tự sao chép là thuộc tính cơ bản của vật chất di truyền. đại đa số vật chất di truyền là phân tử ADN, một số ít virus có vật chất di truyền là ARN. Phân tử AND có khả năng tự sao đúng với các trình tự cấu trúc của nó. Nó quy định trình tự của ARN - > quy định thành phần của protein ( ADN tự sao ARN sao mã protein tính trạng) Cơ chế của hiện tượng di truyền ở mức độ phân tử. Sự sinh sản của cơ thể sống dựa trên cơ sở tự nhân đôi của AND là dấu hiệu độc đáo nhất của sự sống.ADN - Tự điều chỉnh là khả năng duy trì sự ổn định về cấu trúc và hoạt động tự động, nhịp nhàng. Nó có ở mọi tổ chức sống như tế bào, cơ thể, quần thể,... - Ngoài ra còn có tính riêng biệt của sự sống. Nó đặc trưng cho mỗi cá thể. Trong quần thể khó có thể tìm được sinh vật nào hoàn toàn giống nhau. Biston betularia Biston betularia f. carbonaria  Như vậy trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản là những đặc trưng cơ bản của sự sống. trong đó dấu hiệu sinh sản chỉ có ở vật chất hữu cơ không có ở giới vô cơ. Ngoài ra các dấu hiệu như tự sao, tự điều chỉnh, tích lũy thông tin di truyền là những dấu hiệu cơ bản nhất quy định các dấu hiệu trên.II. SỰ PHÁT SINH SỰ SỐNG.Thuyết vũ trụ hiện nay được nhiều người công nhận là thuyết đại bùng nổ (BigBag). Theo thuyết này một khối nguyên tử sơ khai khổng lồ đã nổ và vật chất phát tán thành các đám mây bụi và khí vũ trụ ở nhiệt độ rất cao cách nay 13 tỉ năm. Mặt trời và các hành tinh của nó được hình thành từ những đám mây bụi và khí vũ trụ này. Thuyết đại bùng nổ Sự hình thành trái đất và khí quyểnKhi quả đất cô đặc, các phân tử nặng như Fe, Zn, Ni di chuyển vào tâm, các chất nhẹ tập trung gần bề mặt. Các chất khí như He, H2 hình thành nên khí quyển trái đất đầu tiên. Tuy nhiên quả đất nhỏ nên trọng lực yếu, các chất khí bao vào vũ trụ để lại quả đất không có khí quyển. Sức nén của lực hấp dẫn, sự tan rã phóng xạ là nguyên nhân làm trong lòng trái đất nóng chảy hình thành lõi chủ yếu là Fe, Ni. Lõi nóng được bao bọc bởi Manti ( Silicat và Mg ) lỏng và nguội hơn, lớp ngoài cùng hay vỏ trái đất rắn lại tạo thành lục địa và đại dương. Quả đất nguội dần qua nhiều giai đoạn. các khí nóng bên trong thoát ra ngoài qua núi lửa hình thành nên khí quyển thứ 2. Bầu khí quyển cổ xưa có tính khử mạnh không có O2 tự do. Sự hình thành khí quyển thứ hai (theo Oparin)H2ONH3CH4Theo Oparin khí quyển cổ xưa bao gồm NH3, H2O, CH4. Một số khác còn cho rằng khí quyển cổ xưa còn thên CO, CO2 , H2, N2, H2S và HCN. Trong thời gian đó, hơi nước ngưng tụ tạo ra những trận mưa dầm. nước tập trung vào các chỗ trũng tạo nên các đại dương đầu tiên. Các dòng nước mang muối khoáng tích lũy ở biển. Sự sống được hình thành từ từ trên nền tảng ấy. - Theo thuyết ngẫu sinh(abiogenesis) ( từ thời cổ Hy lạp cho đến tân thế kỷ XVIII ) cho rằng sinh vật có thể ngẫu nhiên tự sinh ra từ các chất vô cơ. Vds như cá phát sinh từ bùn, gian phát sinh từ đất, thịt thối sinh ra giòi và ruồi, hay Vanhemmontơ cho rằng chuột sinh ra từ giẻ rách. Hay trong nhân gian còn cho rằng mồ hôi và ghét bẩn sinh ra chấy và rận. II.1. Sự sống được phát sinh ra sao ?Những quan điểm này đã bị bác bỏ bởi thí nghiệm của F. Redi ( 1668) và L. Patxtơ( 1859) đã chứng minh rằng các vi sinh vật dù bé nhỏ, có cấu tạo đơn giản cũng không thể ngẫu sinh từ chất vô cơ.Vi khuẩn được sinh ra từ vi khuẩn có sẵn chứ không phải từ thịt thối, thịt thối chỉ là thức ăn của vi khuẩn, giun đất được sinh ra từ giun đất bố mẹ có trước, đất chỉ là nơi cư trú và thức ăn cho giun, đống rác bẩn thỉu chỉ là nơi cư trú của chuột, bọ, còn chuột, bọ được sinh ra từ chuột,bọ bố mẹ có trướcThí nghiệm của F.RediTrong khi đó, phía bên kia eo biển Măng sơ, vào năm 1859, nhà khoa học Charles Darwin đã công bố cuốn sách:”Về nguồn gốc của muôn loài”, trong đó ông nhấn mạnh ý tưởng rằng các dạng của sự sống có thay đổi, tiến hóa thành những loài mới qua nhiều kỷ nguyên Trong một là thư gửi cho Joseph Dalton Hooker ngày 1 tháng 2 năm 1871, Darwin đã cho rằng sự sống bắt nguồn từ "một cái hồ nước ấm áp có chứa đầy các loại muối ammonia và phosphate, ánh sáng, nhiệt độ, điện,... để các hợp chất protein có thể hình thành và trải qua những biến đổi phức tạp". Năm 1936, Aleksandr Ivanovich Oparin, trong cuốn sách nổi tiếng của mình "The Origin of Life on Earth" (Nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất), đã cho thấy rằng sự hiện diện của không khí chứa ôxy và những hình thái sống phức tạp đã ngăn cản những chuỗi phản ứng có thể tạo nên sự sống. Oparin còn cho rằng, một "món súp nguyên thủy" với những hợp chất hữu cơ chỉ có thể tạo thành ở những nơi thiếu ôxy, qua ánh sáng Mặt Trời Những thí nghiệm của Pasteur và học thuyết của Darwin đã dẫn tới những kết luận đối ngược nhau về nguồn gốc sự sống trên Trái đất. Pasteur tuyên bố rằng các công trình của ông cuối cùng cũng là củng cố niềm tin Chúa sáng tạo ra sự sống. Cũng bởi vì sự sống không thể bắt nguồn từ những vật thể phi sự sống, sinh vật đầu tiên trên Trái đất cũng không thể tự mình có được nếu không có sự sáng tạo của một đấng siêu nhiên. Thế nhưng học thuyết tiến hóa của Darwin lại cho rằng sự sống đầu tiên trên Trái đất có thể bắt nguồn từ những vật chất tư nhiên. - Thuyết mầm sống cho rằng sự sống trên trái đất được truyền từ hành tinh này tới hành tinh khác dưới dạng hạt sống. những hạt này đi theo thiên thạch bị hút về phía quả đất hoặc cùng bụi vũ trụ đẩy về quả đất dưới áp lực của tia sáng mặt trời.  Tuy nhiên ta thấy nếu các thiên thạch mang theo mầm sống thì chúng sẽ bị tiêu diệt khi thiên thạch đó cháy sáng do ma sát với lớp khí quyển của quả đất hoặc khi qua các khoảng không gian giữa các hành tinh, các mầm sống cũng bị tiêu diệt bởi các tia vũ trụ hoặc nhiệt độ quá thấp. Nguồn gốc sự sống của các hành tinh khác như thế nào- Phản đối 2 quan điểm trên thì quan điểm thứ 3 cho rằng : “sự sống trên trái đất được hình thành từ chính trên trái đất và là kết quả của vận động của vật chất đã phát triển đến trình độ nhất định”. + Darwin đã nói về nguồn gốc của các sinh vật đơn giản nhất “Mặc dù cho đến nay chưa có 1 dẫn chứng nào để chứng minh rằng, chất sống hình thành từ các chất vô cơ nhưng theo tôi vấn đề này sẽ được chứng minh bởi quy luật liên tục”. + F. Ăngghen đã dựa vào các thành tựu khoa học đượng thời đưa ra tiên đoán nổi tiếng “ sự sống nhất định đã được hình thành theo phương thức hóa học”.Sinh vật đầu tiên được tạo ra từ một quá trình tiến hóa hóa học, tiến hóa tiền sinh học, tiến hóa sinh học. Tổng hợp và tích lũy các chất hữu cơ có phân tử lượng nhỏ từ các chát vô cơ có sẵn. Polymer hóa các chất hữu cơ phân tử lượng thấp thành các chất hữu cơ phân tử lượng cao. Sự kết hợp các chất hữu cơ tổng hợp bằng con đường vô cơ thành các tế bào (proto-bions) có những tính chất hóa học khác với những chất quanh chúng và nguồn gốc di truyền.GS.TS Trần Bá Hoành, học thuyết tiến hóa, (1988), nhà xuất bản giáo dục.PGS.TS Vũ Xuân Viết, giáo trinh tiến hóa,(2009),nhà xuát bản giáo duc việt nam.Campell, biology (chương 21)ột số trang web khác.Tài liệu tham khảo