Trước khi có oxy, các dạng sống đầu tiên trên Trái đất đã hít thở chất độc chết người này

Trước khi có oxy, các dạng sống đầu tiên trên Trái đất đã hít thở chất độc chết người này
Theo: Bảo Nam Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Chúng ta nợ các vi sinh vật cổ đại oxy của Trái đất vì chúng đã quang hợp và thải nó ra các đại dương trên thế giới. Và rốt cuộc, các vi sinh vật tạo ra oxy cho hành tinh này cũng phải hít thở một thứ gì đó.

Một trong những tổ chức tự nhiên thú vị nhất được các nhà khoa học nghiên cứu là thảm vi sinh vật, quần xã vi khuẩn lam (hay "tảo lam"). Những hệ sinh thái khép kín đầy hấp dẫn này có thể nhìn thấy bằng mắt thường và có thể được tìm thấy ở khắp mọi nơi: trong hồ và suối, trong đất, và thậm chí trong cả môi trường nhân tạo như rãnh nước và vòi uống nước.

Nếu cho đủ thời gian - giả sử từ 2 đến 3 nghìn năm - các thảm vi sinh vật sẽ hóa thạch từng lớp thành các lớp stromatolite cacbon hóa - hóa thạch lâu đời nhất của chúng ta. Và chúng đã làm điều này trong khoảng 3,7 tỷ năm.

Các nhà khoa học tin rằng những bộ phận quang hợp của vi sinh vật cổ đại này chịu trách nhiệm tạo ra oxy mà chúng ta hít thở ngày này. Trước khi chúng xuất hiện, bầu khí quyển của hành tinh này chỉ có khoảng 1% oxy. Vậy chúng đã thở bằng gì trong 1,5 tỷ năm đầu tiên, và làm thế nào chúng thực hiện quá trình quang hợp mà không có oxy?

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Communications Earth & Environment, các nhà nghiên cứu do Pieter T. Visscher từ Đại học Connecticut (Mỹ) dẫn đầu đã đưa ra một câu trả lời thuyết phục cho câu hỏi trên.

Đó là việc các vi sinh vật ban đầu đã quang hợp từ thạch tín và thải ra oxy.

Trước khi có oxy, các dạng sống đầu tiên trên Trái đất đã hít thở chất độc chết người này - Ảnh 1.

Quá trình quang hợp chủ yếu cần ánh sáng mặt trời, nước và CO2. Trong quá trình này CO2 bị phân hủy thành carbon và oxy - cây sử dụng một phần oxy này và thải ra phần còn lại. Tuy nhiên, nếu không có phân tử oxy, mọi chuyển đã xảy ra như thế nào?

Ngày nay, có những thảm vi sinh vật được biết đến sống trong môi trường không có oxy, nhưng chúng không được cho là giống như tổ tiên để giải thích quá trình quang hợp cổ đại trong môi trường không có oxy.

Đã có một số phương án tạo oxy được đề xuất. Ví dụ, quá trình quang hợp có thể hoạt động với các phân tử sắt, nhưng bằng chứng ghi lại bằng hóa thạch không ủng hộ ý tưởng đó. Hydro và lưu huỳnh cũng đã được đề xuất, mặc dù bằng chứng cho chúng cũng còn thiếu. Sự chú ý bắt đầu chuyển sang asen (hay thạch tín), sau khi các thảm vi sinh vật hít thở bằng asen được phát hiện trong hai hồ siêu kiềm ở California, Searles Lake và Mono Lake.

Vào năm 2014, Visscher và các đồng nghiệp đã phát hiện ra dấu hiệu của quá trình quang hợp dựa trên asen, từ thảm vi sinh "arsenotrophic" nằm sâu trong mẫu hóa thạch ở Tây Úc.

Tuy nhiên, với địa chất luôn thay đổi của các hành tinh, hồ sơ hóa thạch cổ đại bị đứt gãy khiến cho việc nghiên cứu xác định về quá trình quang hợp của "arsenotrophic" cổ đại trở nên khó khăn. Hồ sơ hóa thạch không thể xác định được vai trò của asen mà nó tiết lộ, rằng liệu asen có tham gia vào quá trình quang hợp hay chỉ là một hóa chất độc hại tình cờ có mặt ở đó.

Nhưng vào năm ngoái, vi sinh vật hít thở từ asen đã được phát hiện ở Thái Bình Dương. Và một loại vi khuẩn lưu huỳnh, Ectothiorhodospira sp., cũng được phát hiện thời gian gần đây có khả năng chuyển hóa asen từ hợp chất arsenite ở Hồ Big Soda ở Nevada, Mỹ.

Trước khi có oxy, các dạng sống đầu tiên trên Trái đất đã hít thở chất độc chết người này - Ảnh 2.

Khu vực phát hiện ra thảm vi sinh vật ở Bắc Chile.

Nội dung báo cáo nghiên cứu cho biết Visscher phát hiện ra một thảm vi sinh vật sống phát triển mạnh trong môi trường đầy asen ở Laguna La Brava trong sa mạc Atacama ở Chile.

"Chúng tôi bắt đầu làm việc ở Chile", Visscher chia sẻ, "nơi tôi tìm thấy một dòng sông màu đỏ như máu. Những trầm tích màu đỏ được tạo thành bởi vi khuẩn quang hợp anoxogenic. Nước cũng có hàm lượng asen rất cao. Nước chảy qua những thảm vi sinh vật chứa hydro sulfua có nguồn gốc từ núi lửa và nó chảy rất nhanh trên những thảm này. Hoàn toàn không có oxy."

Những thảm vi sinh vật này trước đây chưa được nghiên cứu và điều kiện chúng sống tương tự như những điều kiện của Trái đất sơ khai. Đó là trạng thái không có oxy vĩnh viễn ở độ cao lớn với nhiệt độ thay đổi khắc nghiệt và tiếp xúc nhiều với tia cực tím.

Những thảm vi sinh vật trên có phần giống với Ectothiorhodospira sp. ở Nevada, khi tạo ra các chất lắng đọng cacbonat, hình thành các đá thạch nhũ mới. Điều thú vị nhất là những chất lắng đọng đó chứa bằng chứng cho thấy chúng đang chuyển hóa asen. Các vùng nước chảy xiết xung quanh thảm cũng rất giàu hydro sunfua và asen.

"Tôi đã làm việc với thảm vi sinh trong khoảng 35 năm hoặc lâu hơn. Đây là hệ thống duy nhất trên Trái đất mà tôi có thể tìm thấy thảm vi sinh hoạt động hoàn toàn trong điều kiện thiếu oxy", Visscher nói.

Và một điều quan trọng là không phải Trái đất là nơi duy nhất có thể xảy ra điều này. Visscher lưu ý rằng thiết bị mà họ sử dụng để nghiên cứu các thảm vi sinh nói trên không khác gì hệ thống trên tàu thăm dò sao hỏa của Nasa.

"Khi tìm kiếm bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa, họ thường xem xét sự tồn tại của sắt. Và có lẽ họ cũng nên xem xét thêm cả thạch tín nữa", nhà nghiên cứu này nói thêm.

Tham khảo BigThink


Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng
Chiếc đĩa bí ẩn này thực chất là gì? Nếu biết, bạn sẽ hết sức bất ngờ đấy.

Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?
Bên cạnh chống lũ, việc sống chung với lũ cũng là một trong những phương án nhiều nước áp dụng ngày nay. Điểm thiết yếu của chính sách này là phải xây dựng được những ngôi nhà chống lũ cho người dân.

2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh
Nhìn vào để thấy sự thay đổi chóng mặt của đô thị hóa.

Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo
Dù tạo ra một đôi giày thoải mái từ lốp xe hơi cũ nghe có vẻ phi thực tế, nhưng theo những gì Chitukutuku đang làm, quy trình này có vẻ khá đơn giản, chỉ mất chưa đầy 1 tiếng đồng hồ.

Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời
Dự kiến, hai điểm đến tiếp theo của những hệ thống tàu này là Việt Nam và Cộng hoà Dominica.

Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru
Theo đó, các nhà khảo cổ học đã bất ngờ phát hiện hình vẽ con mèo khổng lồ này khi đang cải tạo lối đi để du khách có thể dễ tới chiêm ngưỡng những bức hình khổng lồ tạo nên Nazca Lines bí ẩn và nổi tiếng.

Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi
Có một xu hướng đáng ngại đang tồn tại dưới đáy đại dương, và khoa học đang tích cực tìm hiểu thêm.

Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối
Nhiều khả năng đội nghiên cứu đưa nhận định cũ sẽ tính toán lại để tranh cãi bằng được rằng mình đúng. Chúng ta cùng "lót dép" chờ xem.

Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang
Gấu nước vẫn chưa thôi làm chúng ta bất ngờ.

7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy
Hãy thử xem mình có phải là "của hiếm" của thế giới hay không nhé.

Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập
Theo kết luận của giáo sư, tỉ lệ sống trong giả lập của chúng ta lên tới 50%.

6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi
Deja vu đến nay vẫn là một hiện tượng khoa học chưa thể giải thích. Dẫu vậy, nó vẫn mang đến những ý nghĩa nhất định.

Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy
Một hang động bị đóng kín suốt 5,5 triệu năm, chỉ được tìm ra từ cách đây hơn 30 năm và đến nay mới chỉ có chưa đến 100 người được phép xuống thám hiểm.

Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?
Nghìn lẻ một đêm là bộ sưu tập các truyện dân gian Trung Đông và Nam Á được biên soạn bằng tiếng Ả Rập trong thời đại hoàng kim Hồi giáo.

Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ
Sự kiện Dust Bowl nổi bật với hiện tượng rất nhiều cơn bão và lốc hoành hành ở các đồng cỏ tại khu vực Bắc Mỹ và gây ra nhiều thiệt hại kinh khủng.

Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA
NASA đã sử dụng quá trình chuyển hóa dữ liệu thành âm thanh để đem tới cách nhận thức về vũ trụ theo một cách hoàn toàn mới, đó là hé “âm thanh” của Dải Ngân hà.

Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau
"Bão Facebook" đang là từ khoá hot trong thời gian gần đây trong cộng đồng thương mại điện tử và những doanh nghiệp nào có Facebook là kênh quảng cáo, khi bỗng dưng một ngày nhận được thông báo "tài khoản quảng cáo bị vô hiệu hoá", dù không vi phạm hoặc nhận được bất kỳ cảnh báo nào.

Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?
Hiệu ứng Domino có thể tạo ra lớp mảnh vỡ không thể xuyên thủng, giam giữ chúng ta trên Trái đất vĩnh viễn.

10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa
Trong quá trình dọn dẹp và chăm sóc nhà cửa, chúng ta thường mắc phải những sai lầm không chỉ gây hại cho những đồ vật xung quanh mà còn cho chính bản thân chúng ta.

Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện
Lấy được mẫu đá từ hai cực của Mặt Trăng, ta sẽ biết rõ khẳng định này là đúng hay sai.

Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc
Toàn bộ hệ thống chỉ nặng 7kg.

Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim 'máy bay phản lực' lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim máy bay phản lực lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu
Bay hơn 12.000km từ Alaska đến New Zealand trong 11 ngày không ngừng nghỉ, một con chim choắt mỏ thẳng đuôi vằn xác lập một kỷ lục vô tiền khoáng hậu trong thế giới động vật.

Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng
"Trạng thái siêu dẫn" vẫn là mục tiêu của khoa học vật chất suốt nhiều thập kỷ nay, và chúng ta đã đi được nửa chặng đường với đột phá mới.

Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục
Núi lửa là một vết đứt gãy trên lớp vỏ của một hành tinh, như là Trái Đất cho phép dung nham, tro núi lửa, và khí thoát ra từ một lò magma ở dưới bề mặt.

Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s
Trên lý thuyết, âm thanh truyền qua vật liệu hydro kim loại (mới chỉ tồn tại trên lý thuyết) sẽ có tốc độ cao nhất, gần với mốc 36 km/s.

4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ
Với hàng loạt ưu đãi độc quyền hấp dẫn, cam kết xuất xứ và chính sách hậu mãi “sang xịn”, sự bùng nổ đơn hàng công nghệ trong những Lễ Hội mua sắm đã và đang chứng tỏ vị thế của hệ thống gian hàng chính hãng trên TMĐT trong lòng fan công nghệ.

Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19
Mất khứu giác và vị giác là một trong những triệu chứng do coronavirus được báo cáo phổ biến nhất, và cũng là một trong những dấu hiệu rõ ràng nhất về sự hiện diện của virus SARS-CoV-2.

Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo
Nghiên cứu mới chỉ ra rằng với một dàn 400 vệ tinh lượng tử, ta sẽ "dễ dàng" có được internet lượng tử toàn cầu.

6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục 'càng sớm càng tốt'

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục càng sớm càng tốt
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết các ngôi nhà không tuân theo các biện pháp an toàn được khuyến nghị để ngăn ngừa điện giật và hỏa hoạn, tuy nhiên một số dấu hiệu dễ nhận thấy có thể giúp tìm ra vấn đề trước khi mọi thứ vượt khỏi tầm tay.

Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào
Gần 30% giá trị trạm gốc 5G của Huawei thuộc về các linh kiện Mỹ, hầu hết trong số đó là các con chip tối quan trọng cho việc xử lý tín hiệu radio, điều khiển nguồn năng lượng cũng như chip nhớ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat