dạng sống đơn giản nhất là gì?
Trả lời
Các dạng sống đơn giản nhất tồn tại ngày nay phải là một loại vi khuẩn nào đó. Nhưng dạng sống đơn giản nhất có thể đơn giản hơn nhiều và có lẽ đó là cách mà sự sống hình thành. Một phân tử RNA tự tái tạo hoặc tự động sao chép trong tế bào màng là một dạng sống như vậy. Một sự kết hợp như vậy rất có thể sẽ được xây dựng và trình diễn trong tương lai gần. Sự sống có lẽ đã phát sinh hơn 3,7 tỷ năm trước. Nó phát sinh bằng cách xây dựng các phân tử khi các thành phần cần thiết của phân tử RNA xuất hiện và được kết hợp thành một bản sao tự tái tạo. Kết hợp với cấu trúc màng tự xây dựng, đây là nguồn gốc của sự sống. Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng đã có một nút cổ chai trong quá trình tiến hóa của sự sống. Quan niệm sai lầm này dựa trên niềm tin rằng sự sống bắt đầu từ vi khuẩn, và rằng sinh vật nhân chuẩn là sản phẩm của một số loại hợp tác giữa ít nhất hai vi khuẩn. Sau khi Woese quan sát thấy rằng có hai loại vi khuẩn, eubacteria và archaebacteria, và sinh vật nhân chuẩn chứa các gen liên quan đến cả hai, cộng với rất nhiều gen khác đặc trưng cho sinh vật nhân chuẩn, các ý tưởng đã thay đổi từ việc chỉ nói rằng một loại vi khuẩn đã tiến hóa thành vô cùng phức tạp để nói rằng hai vi khuẩn đã hợp tác để tạo ra sinh vật nhân chuẩn. Nếu đây là một nhiệm vụ dễ dàng, thì chúng ta nên kỳ vọng rằng nó sẽ diễn ra lặp đi lặp lại. Trong thực tế, nó dường như là hoàn toàn không thể. Nhưng một nhóm nhỏ các nhà khoa học đang rất tích cực tuyên bố rằng điều không thể đã từng xảy ra trên trái đất và có lẽ không phải trên bất kỳ hành tinh nào khác trong thiên hà của chúng ta. Nhóm các nhà khoa học này do Bill Martin và Nick Lane dẫn đầu. Họ cũng có một câu chuyện phiêu lưu về cách hai loại vi khuẩn tự phát sinh từ các phân tử trong lỗ thông hơi dưới biển sâu và cách sự sống ban đầu bao gồm protein, không có gen và không sao chép, cách quá trình trao đổi chất phức tạp nhất xảy ra trước quá trình trao đổi chất đơn giản hơn nhiều , tức là ATP đã được sử dụng như thế nào trước RNA và chuỗi vận chuyển điện tử với ATPase màng và chu trình Krebs được sử dụng trước khi đường phân. Lý thuyết của họ dựa trên tiền định hóa học của Günter Wächterhäuser, cho rằng hóa học được cấu tạo để cho phép tạo ra sự sống. Nick Lane trong một bài thuyết trình của mình đã nói về ATPase rằng "Tôi tin rằng Chúa đã đặt nó ở đó". của thế giới RNA và đường phân. Tôi nghĩ lý do là họ đã quan sát thấy vi khuẩn cổ không có quá trình đường phân bình thường. Nhưng nếu chúng ta cho rằng cuộc sống bắt đầu từ sinh vật nhân chuẩn, thì mọi thứ sẽ dễ dàng hơn nhiều. Thế giới ARN, intron và cơ chế tiến hóa vượt trội ở sinh vật nhân thực được giải thích dễ dàng, và việc tạo ra các bào quan cộng với hai loại vi khuẩn cũng dễ dàng được giải thích. Sự chuyển từ thế giới RNA sang thế giới protein, cũng là nguồn gốc của sinh vật nhân thực được giải thích bởiThuyết Mở rộng Eukaryote , trong khi nguồn gốc của các bào quan và vi khuẩn được giải thích bởi Thuyết Thoát khỏi Organelle .
Câu trả lời của tôi là sự ràng buộc giữa bốn lựa chọn. Cái đúng sẽ phụ thuộc vào ngữ cảnh.
Virus là những quả bóng protein bao bọc một mảnh vật liệu di truyền. Cấu trúc này đơn giản đến mức chúng thường không được coi là một dạng sống (không có tế bào, không sinh sản tự chủ, không có hình thức cân bằng nội môi hoặc giao tiếp). Tuy nhiên, đối với một số mục đích, chẳng hạn như sự tiến hóa, chúng hoạt động tương tự nhau và do sự tích hợp chặt chẽ của chúng với và có nguồn gốc từ các sinh vật sống, chúng có thể được coi là như vậy ở một mức độ nào đó.
LUCA là (giả thuyết) Tổ tiên chung cuối cùng của mọi sự sống. Đó là, cấu trúc giống như tế bào đầu tiên này đã được tạo ra, và từ đó phát triển mọi thứ mà ngày nay chúng ta gọi là sự sống. Có hai vấn đề với cách tiếp cận này. Một là LUCA, ở dạng ban đầu, đã tuyệt chủng. Quan trọng hơn, ranh giới giữa "cấu trúc sinh hóa mà một ngày nào đó sẽ tiến hóa thành tế bào 'sống'" và "tế bào sống thực sự" là rất mơ hồ. Ví dụ, có lẽ những dạng giống như sự sống đầu tiên này có vật liệu di truyền không được mã hóa trong DNA, mà thay vào đó là RNA (một phân tử rất giống nhưng hơi khác), giống như nhiều loại virus nhưng không giống với tất cả sự sống hiện tại. Dù bạn có chấp nhận các dạng giống như sự sống dựa trên RNA như những thay đổi sống hay không, đó là dạng sống đầu tiên (và có lẽ là đơn giản nhất).
Nội ký sinh là ký sinh trùng sống bên trong tế bào của vật chủ. Chúng có khả năng di truyền rất dễ dàng, cả về chiều dài bộ gen và số lượng gen. Theo nghĩa đó, tôi đề cử chúng là những sinh vật đơn giản nhất. Đặc biệt, Rickettsia nổi tiếng với bộ gen nhỏ và thậm chí từng được coi là giống lai giữa vi khuẩn và vi rút trong một thời gian. Candidatus carsonella ruddii chính xác hơn (không phải Rickettsia ) có bộ gen nhỏ nhất được biết đến. Mặc dù chiều dài bộ gen hoặc mật độ gen không tương quan với độ phức tạp của sự sống ở các sinh vật bậc cao (ví dụ, dương xỉ lưỡi Adders có tới 1260 nhiễm sắc thể, trong khi con người chỉ có 46), những điều này làtương quan ở các sinh vật đơn giản, đặc biệt là các sinh vật nội ký sinh có áp lực chọn lọc cao đối với các bộ gen ngắn.
Mycoplasma là câu trả lời cuối cùng (và yêu thích) của tôi. Chúng là những vi khuẩn rất đơn giản (thậm chí chúng không có thành tế bào, khiến chúng miễn nhiễm với hầu hết các loại kháng sinh) và thường được coi là sinh vật sống tự do đơn giản nhất và nhỏ nhất được biết đến. Sống tự do, nghĩa là không giống như nội ký sinh, chúng không gian lận bằng cách sử dụng gen của vật chủ và ở một mức độ nào đó chúng có thể tự mình tồn tại.
Tôi nghĩ đây là bốn loại đơn giản chính, mặc dù bạn có thể tranh luận về các chi tiết cụ thể.