Năm 1953, Stanley Miller, một sinh viên tốt nghiệp Đại học Chicago, dùng hai chiếc chậu – một chứa một ít nước tượng trưng cho đại dương nguyên sinh, chiếc còn lại chứa hỗn hợp mêtan, amoniac, và khí hydro sunfua tượng trưng cho bầu khí quyển nguyên sinh của trái đất – nối chúng với nhau bằng các ống cao su, và đưa vào đó vài tia lửa điện tượng trưng cho sấm sét. Vài ngày sau, nước trong hai chiếc chậu này chuyển sang màu xanh lá và vàng và trở thành hỗn hợp axít amin, axít béo, các loại đường và các hỗn hợp hữu cơ khác. Khi quan sát thử nghiệm của Miller, Harold Urey bình luận, “Nếu Thượng đế không làm thế thì Người đã bỏ nhỡ một dịp tốt”.
Các bài báo khi ấy đã hợp lý hóa mọi việc cứ như thể chỉ cần có một nhân vật nào đó có thể tạo ra đời sống này. Theo thời gian, chúng ta nhận thấy rằng mọi việc không đơn giản như thế. Dù trải qua nửa thế kỷ nghiên cứu, chúng ta vẫn chẳng bước thêm được bước nào kể từ năm 1953. Ngày nay các nhà khoa học tin rằng bầu khí quyển ban sơ không giống với những khám phá của Miller và Urey, thay vì vậy nó là hỗn hợp ít phản ứng hơn giữa nitơ và cacbon đioxyt. Lặp lại những thử nghiệm của Miller với các dữ liệu mới, họ nhận thây kết quả chỉ cho ra axít amin. Trong mọi tình huống, việc tạo ra axít amin không phải là vấn đề quan trọng. Điều quan trọng ở đây chính là protein (chất đạm).
Protein là thứ bạn có được khi tổng hợp các loại axít amin cùng nhau, và chúng ta cần có nhiều protein. Không ai thực sự biết rõ nhưng có lẽ có khoảng một triệu loại protein trong cơ thể con người và mỗi loại là một phép mầu khác nhau. Nhưng theo mọi quy luật xác suất có thể xảy ra, các loại protein là thứ không thể tồn tại. Để có được protein bạn cần phải tập hợp axít amin theo một trật tự nhất định, giống cách bạn lắp ghép các chữ cái để thành lập một từ ngữ. Vấn đề ở đây là: các từ ngữ trong bảng chữ cái axít amin thường quá dài. Để có được collagen, tên của một loại protein phổ biến, bạn cần phải lắp ghép 1.055 loại axít amin theo một chuỗi hoàn toàn chính xác. Nhưng – và đây là điểm cốt lõi – bạn không tạo ra nó. Nó tự hình thành, rất tự nhiên, không gò ép, và đây chính là khá năng khó xảy ra.
Khả năng để một chuỗi gồm 1.055 phân tử có thể tự sắp xếp để hình thành collagen, nói thực, là bằng không. Điều đó không thể xảy ra. Bạn hãy hình dung một cỗ máy giật xèng (đánh bài) tự động điển hình tại Las Vegas nhưng được phóng đủ lớn để chứa được 1.055 bánh xe xoay tròn thay vì ba hoặc bốn như chúng ta thường thấy, và với hai mươi biểu tượng trên mỗi bánh xe (mỗi biểu tượng đại diện cho một loại axít amin) [1]. Bạn có thể bấm nút bao nhiêu lượt trước khi 1.055 biểu tượng này xuất hiện theo trật tự đúng đắn? Mãi mãi, đúng vậy. Ngay cả khi bạn giảm con số các bánh xe này xuống còn hai trăm, cơ hội để bạn có được trật tự đúng đắn là 1/10260 (10260 có nghĩa là con số 1 và sau nó là 260 con số 0. Đây là con số lớn hơn cả con số nguyên tử có trong vũ trụ).
Tóm lại, protein là các thực thể phức hợp. Hemoglobin chỉ gồm có 146 axít amin, đây là loại protein đơn giản nhất, tuy thế nó vẫn có thể được cấu thành từ chuỗi kết hợp giữa 10190 loại axít amin, đây là lý do tại sao nhà hóa học Max Perutz của Đại học Cambridge phải mất hai mươi lăm năm sự nghiệp mới có thể hiểu rõ về nó. Để có được sự ngẫu nhiên để hình thành chỉ một loại protein cũng đã là việc hầu như không thể xảy ra – có thể ví như việc một cơn lốc xoáy xuất hiện giữa đống phụ tùng phơi trên sân, khi bỏ đi nó để lại một chiếc phi cơ được lắp ráp hoàn chỉnh, theo cách ví von của nhà thiên văn Fred Hoyle, rõ ràng đây là điều không thể.
Song chúng ta lại đang nói đến vài trăm nghìn loại protein khác nhau, thậm chí con số này có thể là hàng triệu, cấu thành sự sống của bạn. Protein chỉ có tác dụng khi nó không những phải lắp ghép các axít amin theo một chuỗi hợp lý mà còn phải sắp xếp các chất hóa học theo trình tự hợp lý và tự hình thành với hình dạng nhất định. Ngay cả khi đã có được cấu trúc phức hợp như thế này, protein vẫn không giúp ích được gì cho bạn nếu nó không thể tự tái tạo và quả thực là protein không thể tự tái tạo. Để có thể tái tạo protein thì bạn phải cần đến DNA. Thế nên chúng ta có một tình huống nghịch lý. Protein không thể tồn tại nếu không có DNA, và DNA trở thành vô nghĩa nếu không có protein. Vậy thì chúng ta có thể nói rằng chúng xuất hiện cùng một lúc để hỗ trợ lẫn nhau? Nếu thế thì: thật ấn tượng!
Và còn hơn thế nữa. DNA, protein và các yếu tố khác cấu thành sự sống không thể phát triển mà không có một loại màng bao bọc chúng. Không một nguyên tử hay phân tử nào có thể tồn tại độc lập. Bạn hãy lấy đi bất kỳ loại nguyên tử nào khỏi cơ thể mình, lập tức cơ thể của bạn sẽ không hơn gì một hạt cát. Chỉ khi chúng kết hợp cùng nhau trong một tế bào thì chúng mới cấu thành sự sống. Nếu không có tế bào này, chúng chỉ là các loại hóa chất. Nhưng nếu không có các hóa chất này thì tế bào cũng trở thành vô nghĩa. Theo lời nhà vật lý học Paul Davies thì, “Nếu mọi thứ đều tương thuộc lẫn nhau, vậy làm sao phân tử đầu tiên có thể xuất hiện được?”. Việc này có thể ví với việc các chất liệu trong nhà bếp của bạn tự kết hợp với nhau và tự nướng chúng thành một chiếc bánh – nhưng là một chiếc bánh có thể tự nhân đôi số lượng để tạo ra nhiều bánh hơn khi cần thiết. Đây là những gì chúng ta gọi đó là điều kỳ diệu của sự sống. Và chúng ta cũng chỉ mới bắt đầu hiểu đôi chút về điều kỳ diệu này.

........(Còn tiếp ...)

Vui lòng đọc tiếp đầy đủ trên ứng dụng truyện TYT (iOS, Android).
Trải nghiệm nghe truyện audio, tải truyện đọc offline, đặc biệt hoàn toàn miễn phí.