Ảnh minh họa: TTXVN phát
Theo phóng viên TTXVN tại Tel Aviv, nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Astronomy do nhóm khoa học Israel và Mỹ thực hiện, dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Itay Halevy và Giáo sư Yohai Kaspi thuộc Khoa Khoa học Trái Đất và Hành tinh của Viện Weizmann. Các nhà nghiên cứu cho biết, phương pháp này có thể tạo ra một dạng “dấu vân tay sinh học” mới giúp phân biệt vật chất hữu cơ có nguồn gốc sinh học với các hợp chất hữu cơ hình thành hoàn toàn từ các quá trình hóa học tự nhiên.
Trong nhiều thập kỷ, giới khoa học đã tìm kiếm các “dấu hiệu sinh học” nhằm xác định liệu sự sống có tồn tại ngoài Trái Đất hay không. Tuy nhiên, các phương pháp hiện nay thường đòi hỏi phải hiểu rõ lịch sử hình thành của mẫu vật hoặc sử dụng những thiết bị phân tích phức tạp khó triển khai trên tàu thăm dò không gian. Ngoài ra, bức xạ vũ trụ, các quá trình địa chất và sự phân hủy theo thời gian có thể làm biến đổi hoặc che lấp các tín hiệu sinh học.
Để khắc phục hạn chế này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp dựa trên thống kê thay vì tập trung vào từng phân tử riêng lẻ. Ý tưởng cốt lõi là sự sống không chỉ tạo ra các hợp chất hóa học mà còn tái tổ chức chúng theo những quy luật phục vụ chức năng sinh học. Do đó, các hệ thống sống sẽ để lại những mô hình đa dạng phân tử khác biệt so với các phản ứng hóa học vô cơ thông thường.
Tiến sĩ Gideon Yoffe, tác giả chính của nghiên cứu, đã áp dụng một phương pháp vốn được sử dụng trong sinh thái học để đánh giá mức độ đa dạng của các loài động vật trong tự nhiên. Phương pháp này được điều chỉnh để phân tích sự đa dạng và tỷ lệ xuất hiện của các nhóm phân tử hữu cơ. Thay vì tìm kiếm một phân tử cụ thể, các nhà khoa học đánh giá toàn bộ cấu trúc phân bố của nhiều loại phân tử khác nhau trong cùng một mẫu vật.
Nhóm nghiên cứu đã kiểm chứng phương pháp trên hơn 100 mẫu vật hữu cơ và vô cơ, bao gồm đá Trái Đất có niên đại khoảng 3 tỷ năm, vỏ trứng khủng long, lông khủng long hóa thạch được bảo quản trong hổ phách, cũng như các mẫu vật thu thập từ hai tiểu hành tinh Ryugu và Bennu.
Kết quả cho thấy các mẫu có nguồn gốc sinh học luôn thể hiện mức độ đa dạng phân tử cao hơn đáng kể so với các mẫu vô sinh. Điều này đặc biệt rõ khi phân tích các axit amin – những “viên gạch” cấu thành protein. Trong môi trường không có sự sống, các axit amin đơn giản thường chiếm ưu thế do dễ hình thành hơn. Ngược lại, các hệ thống sống vẫn tạo ra nhiều phân tử phức tạp dù chi phí năng lượng cao, bởi chúng cần thiết cho các chức năng sinh học.
Theo Giáo sư Halevy, đây là lợi thế lớn của phương pháp mới vì nó giúp nhận biết vật chất hữu cơ thực sự có nguồn gốc sinh học thay vì chỉ là các hợp chất hữu cơ hình thành trong giai đoạn đầu của Hệ Mặt Trời. Phương pháp cũng có thể hoạt động hiệu quả ngay cả với những mẫu vật đã bị biến đổi bởi nhiệt độ, bức xạ, thời gian hoặc các quá trình địa chất.
Nghiên cứu được phát triển trong khuôn khổ dự án tàu thăm dò không gian Eureka do các nhà khoa học Israel đề xuất. Mục tiêu của dự án là đưa một tàu vũ trụ cỡ nhỏ tới Europa – mặt trăng băng giá của Sao Mộc – và có thể cả Enceladus của Sao Thổ. Các thiên thể này được cho là sở hữu những đại dương nước lỏng khổng lồ nằm dưới lớp băng dày, nơi có thể tồn tại các điều kiện thích hợp cho sự sống.
Các nhà khoa học cho biết phương pháp mới không đòi hỏi thiết bị quá phức tạp mà chỉ cần các hệ thống đo tỷ lệ tương đối của các phân tử, chẳng hạn như máy quang phổ khối lượng. Điều này giúp tăng đáng kể khả năng ứng dụng trong các sứ mệnh thăm dò không gian tương lai.
Theo nhóm nghiên cứu, nếu thành công, việc phát hiện dấu hiệu sự sống ngoài Trái Đất có thể không bắt đầu bằng việc tiếp xúc với các nền văn minh thông minh mà bằng việc nhận ra những mô hình phân tử bất thường trong các mẫu vật từ không gian. Dù đơn giản hơn nhiều so với các hình dung trong khoa học viễn tưởng, đây vẫn có thể là một trong những khám phá khoa học quan trọng nhất trong lịch sử nhân loại.