Ngày 7/6, các nhà khoa học công bố kết quả nghiên cứu về steroid nguyên thủy nhằm giải đáp bí ẩn lâu nay về cách thức các dạng sống phức tạp đầu tiên tiến hóa.
Các steroid nguyên thủy được phát hiện trong những tảng đá 1,6 tỷ năm tuổi có thể giúp các nhà khoa học giải quyết bí ẩn lâu đời về sự tiến hóa của sự sống đơn bào . Các hợp chất này được tạo ra bởi sinh vật nhân chuẩn, tức là các tế bào có nhân và các bào quan bên trong được bao bọc bởi màng. Sinh vật nhân chuẩn hiện đại bao gồm thực vật, nấm và động vật. Ngược lại, sinh vật nhân sơ – vi khuẩn và vi khuẩn cổ – thiếu những đặc điểm này. Dựa trên dữ liệu phân tử, các nhà nghiên cứu biết rằng sinh vật nhân chuẩn đơn bào đã tiến hóa lần đầu tiên cách đây ít nhất 2 tỷ năm, nhưng có rất ít hồ sơ hóa thạch về những ngày đầu tiên của chúng.
Đặc biệt khó hiểu là các steroid mà sinh vật nhân chuẩn tạo ra như một phần của màng của chúng không xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch cho đến khoảng 800 triệu năm trước. Tổ tiên chung cuối cùng của sinh vật nhân chuẩn hiện đại (bao gồm cả chúng ta ngày nay) xuất hiện trên Trái đất khoảng 1,2 tỷ năm trước và các nhà khoa học tin rằng đó là nguồn gốc tạo ra các steroid này. Chính quan niệm sai lầm đó đã dẫn đến sự nhầm lẫn tại sao chúng không xuất hiện trong các bãi đá cổ.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng họ đang tìm kiếm sai thứ. Thay vì tìm kiếm những hợp chất steroid có vỏ như bây giờ, họ đã phát hiện ra những tiền chất từ những bước đầu tiên trong quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Nhóm đã công bố kết quả của họ vào ngày 7 tháng 6 trên tạp chí Nature.
Các sinh vật tiến hóa từ các sinh vật đơn bào thành các dạng sống phong phú mà chúng có ngày nay.
Tác giả đầu tiên của nghiên cứu Jochen Brocks, giáo sư tại Trường Khoa học Trái đất thuộc Đại học Quốc gia Úc, cho biết : “Nó (steroit nguyên thủy) giống như một thứ gì đó xảy ra hàng ngày, nhưng chúng ta không “thấy” được nó. Nhưng một lần chúng tôi biết nó trông như thế nào, chúng tôi đột nhiên nhìn thấy nó ở khắp mọi nơi.”
Giới sinh vật nhân chuẩn
Sau khi các nhà nghiên cứu tìm ra phân tử nào cần tìm, họ đã tìm thấy chúng trong các loại đá trầm tích từ 1 tỷ đến 1,6 tỷ năm trước. Brocks nói rằng điều đó làm thay đổi bức tranh về những gì các nhà nghiên cứu tin tưởng về sự phong phú ban đầu của sinh vật nhân chuẩn (ba giới động vật, thực vật và nấm).
Ông nói: “Trước đây chúng tôi nghĩ rằng sinh vật nhân chuẩn có số lượng rất thấp hoặc bị giới hạn ở những môi trường cận biên nơi không thể tìm thấy hóa thạch phân tử. Bây giờ có vẻ như các dạng nguyên thủy hơn có thể khá phong phú ngay cả trong môi trường sống ở biển.”
Các hợp chất lần đầu tiên được tìm thấy trong đá hình thành dưới đáy đại dương cổ đại, được phát hiện trên mặt đất ở miền bắc Australia. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu mở rộng tìm kiếm các loại đá hàng tỷ năm tuổi trên toàn cầu, họ đã tìm thấy dấu vết của các steroid cổ đại từ khắp nơi trên thế giới, bao gồm cả ở Tây Phi, Scandinavia và Trung Quốc. Quốc gia.
Các mẫu lâu đời nhất là 1,64 tỷ năm tuổi; Các nhà khoa học vẫn chưa tìm thấy những tảng đá cũ hơn được bảo quản tốt để phân tích. Ngoài ra, Brocks cho biết trong hồ sơ dữ liệu của họ vẫn còn khoảng cách thời gian từ 800 triệu đến 1 tỷ năm trước, bởi vì rất ít đá biển từ khoảng thời gian đó vẫn còn tồn tại. Tuy nhiên, khoảng thời gian đó lại đúng vào khoảng thời gian mà các sinh vật nhân chuẩn hiện đại có nhiều khả năng bắt đầu xuất hiện. Vì vậy, điều quan trọng là lấp đầy những khoảng trống đó để giải quyết tất cả các câu hỏi.
Bước ngoặt trong quá trình tiến hóa của sinh vật
Laura Katz, một nhà sinh vật học tại Đại học Smith, người nghiên cứu về sự tiến hóa của sinh vật nhân chuẩn nhưng không tham gia vào nghiên cứu, cho biết phát hiện mới là một “bước tiến quan trọng” trong việc bổ sung dữ liệu. là thiếu về sinh vật nhân chuẩn sớm.
Katz nói: “Báo cáo khoa học này đang giúp chúng ta hiểu về sinh vật nhân chuẩn sơ khai và giúp chúng ta hình dung chúng trông như thế nào.
Andrew Roger, nhà sinh học phân tử tại Đại học Dalhousie, Canada, người không tham gia nghiên cứu, cũng cho biết những sinh vật này tiến hóa trong một môi trường rất khác so với ngày nay. Roger nói rằng bầu khí quyển của Trái đất không chứa lượng oxy đáng kể cho đến 2,4 tỷ năm trước và không đạt đến mức oxy hiện tại cho đến 650 triệu năm trước.
Ông nói: “Mức oxy trong khí quyển có thể đóng một vai trò quan trọng trong thời gian tiến hóa của sinh vật nhân chuẩn, vì hầu hết sinh vật nhân chuẩn sử dụng oxy cho quá trình trao đổi chất của chúng. Thậm chí có khả năng là các steroid mới được phát triển đã cho phép các sinh vật nhân chuẩn ban đầu di chuyển vào môi trường giàu oxy mới.”
Đó là một bước đột phá từ sinh vật đơn bào sang sinh vật đa bào, đến động vật rồi đến con người chúng ta. Hãy nhớ rằng, chúng ta chỉ mất hơn 3 triệu năm để tiến hóa từ loài vượn thành người, nhưng để tiến hóa từ sinh vật đơn bào thành sinh vật đa bào, chúng ta phải mất hàng tỷ năm.
Steroid là một nhóm các hợp chất hữu cơ có chứa sự sắp xếp đặc trưng của bốn vòng cycloalkane liên kết với nhau. Ví dụ về steroid bao gồm chất béo ăn cholesterol, hormone giới tính estradiol và testosterone, và thuốc chống viêm dexamethasone. Lõi của steroid bao gồm 20 nguyên tử carbon liên kết với nhau dưới dạng bốn vòng hợp nhất: ba vòng cyclohexane (được gọi là vòng A, B và C trong hình bên phải) và một vòng cyclopentane (vòng D). . Các steroid khác nhau đối với từng nhóm chức năng được gắn vào lõi bốn vòng và quá trình oxy hóa của các vòng.
Steroid là các hợp chất hữu cơ hòa tan trong chất béo có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp bao gồm 17 nguyên tử carbon được sắp xếp thành bốn vòng và bao gồm sterol và axit mật, tuyến thượng thận và hormone. tình dục. Một số steroid có nguồn gốc tự nhiên, chẳng hạn như hợp chất digitalis và tiền chất của một số loại vitamin.
- Đây sẽ là những nơi nóng nhất trên Trái đất trong tương lai
- Florida treo thưởng 10.000 USD cho ai săn được trăn Miến Điện xâm lấn
- Top 5 loài động vật khổng lồ có thể bạn sẽ không tin là chúng tồn tại
