Nguồn gốc sự sống

-Có thể thế này chăng...!!!

Đây là một trong số những bình luận về cuốn sách “Vũ trụ trong một nguyên tử” của Đạt Lai Lạt Ma để cho bạn đọc tham vấn. (ảnh không liên quan đến bài viết)

Một câu hỏi cũng khó như câu hỏi về nguồn gốc vũ trụ được Đạt lai lạt ma nêu ra và không ít người trăn trở, đó là câu hỏi về nguồn gốc sự sống. Sự tiến bộ vượt bậc của sinh học hiện đại dựa trên cơ sở Thuyết tiến hoá Darwin cũng chưa đưa ra được một câu trả lời thoả đáng.
Sự luận giải rằng sự nảy sinh các mức cao hơn của các đặc tính để tương ứng với các mức cao hơn của sự phức tạp trong các kết cấu của các vật chất hợp thành hay sự sống xuất hiện thông qua từ kết cấu phức tạp của các nguyên tử theo cách tăng cao thành các phân tử và các cấu trúc di truyền cũng chỉ là sự luận giải chung chung, mơ hồ và mang tính suy đoán chứ chưa phải và chưa thể là một câu trả lời xác đáng. Điều này giống như giải thích trong triết học là sự đột sinh hay hợp trội. Thậm trí - tôi muốn nêu thêm một câu hỏi nữa - với thừa nhận hệ thống gen điều khiển quá trình hình thành nên một cơ thể sống thì câu hỏi làm thế nào mà các gen điều khiển được quá trình đó thì vẫn chưa có câu trả lời. Tìm được câu trả lời này thì sẽ dẫn đến một phương pháp mới trong cái gọi là “liệu pháp gen” trong sự can thiệp vào cơ chế di truyền, đó là phương pháp làm cho gen trở thành gen trội hay gen lặn. Phương pháp này có thể bổ xung cho liệu pháp gen hiện nay là thay thế, bổ xung hoặc bỏ bớt gen. Thực tế còn chứng minh rằng nhiều hệ thống kết cấu đơn giản lại hỗ trợ sự sống tốt hơn là hệ thống kết cấu phức tạp. Giun đất hay thủy tức khi bị cắt đôi không bị chết mà còn phát triển thành hai con giun hay thủy tức mới. Nhưng không thể làm điều này với các loài chim thú hay chính con người chúng ta.
Thuyết tiến hoá với nội dung cơ bản là sự chọn lọc tự nhiên và đấu tranh sinh tồn đã giải thích thành công sự đa dạng và phong phú của sinh giới và là cơ sở không thể thay thế của sinh học hiện đại. Nhưng vẫn còn những vấn đề cần phải làm rõ. Sự biến dị (hay đột biến gen di truyền) là tài nguyên cho chọn lọc tự nhiên. Nhưng cái gì tạo nên sự đột biến gen? Sự đột biến đó là do tác động của một yếu tố nào đó hay do ngẫu nhiên? Những thử nghiệm về gen hiện nay cho thấy sự can thiệp nhằm tạo nên sự đột biến gen là có thể và như vậy thì sự ngẫu nhiên có thể xảy ra hay không hay hoàn toàn do có sự tác động từ bên ngoài? Nếu hoàn toàn do tác động tự bên ngoài hay từ môi trường sống thì sự so sánh quá trình đột biến gen với sự sao chép nhiều lần có sai sót bộ kinh kangyur là khập khiễng. Chúng ta chưa biết cơ chế tạo nên đột biến gen trong tự nhiên và chưa biết nhiều về các yếu tố tạo nên đột biến gen nên có thể cho đột biến gen là ngẫu nhiên chăng? Tôi băn khoăn về điều này và ý kiến cá nhân của tôi là các biến dị là không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên thực hiện chức năng của nó một cách tích cực. Mặt khác, sự tồn tại của đa dạng sinh giới trong cùng một môi trường sống lại đặt tiếp một câu hỏi: có phải chọn lọc tự nhiên là cơ chế duy nhất để tạo nên sự đa dạng hay còn có một cơ chế khác bởi nếu đây là cơ chế duy nhất thì chính cơ chế này sẽ hạn chế sự đa dạng? Theo cơ chế này, khi môi trường sống thay đổi thì bắt buộc các loài sinh vật phải thay đổi để thích nghi với môi trường sống mới và loài nào, cá thể nào không thích nghi được sẽ bị đào thải và như vậy sự đa dạng sẽ bị hạn chế. Nhưng thực tế cho thấy có nhiều loài sinh vật có tần xuất biến đổi là ít hơn so với tần xuất thay đổi của môi trường sống, trong khi có nhiều loại có sự biến đổi nhiều hơn. Nói cách khác, tần xuất thay đổi không hoàn toàn tuân theo sự thay đổi sự thay đổi của môi trường sống. Điều này cho thấy chọn lọc tự nhiên không phải là yếu tố duy nhất. Có hai khả năng cho vấn đề này: đó là sự thích ứng cao với nhiều môi trường sống khác nhau và sự biến đổi để thích nghi nhanh chóng với sự biến đổi của môi trường sống. 

"Hương sắc" - người mẫu nội y Hàn Quốc

Theo chiều hướng này, chúng ta có thể chia sinh vật thành hai loại: Biến đổi và ít biến đổi, loại biến đổi nhiều thường được gọi là có mức tiến hoá cao. Sự phân chia này cho thấy còn có một cơ chế nữa trong sự hình thành và phát triển của sinh giới: đó là tính bền. Tính bền giúp cho sinh vật không phải biến đổi mà vẫn thích nghi được với sự thay đổi của môi trường sống. Ngoài ra sự phát triển của y học hiện đại cùng với tính nhân đạo còn cho phép loài người vượt qua được cơ chế chọn lọc tự nhiên để loài người không chỉ gia tăng về mặt số lượng mà còn kéo dài được tuổi thọ, trong đó có không ít cá nhân nếu theo cơ chế chọn lọc tự nhiên thì cuộc sống không được kéo dài.
Một vấn đề nữa cần làm rõ trong thuyết tiến hoá Darwin, đó là đấu tranh sinh tồn. Theo quan niệm của thuyết này thì các cá thể sinh vật đấu tranh lẫn nhau để sinh tồn. Nhưng thực tế chứng minh rằng không hoàn toàn chỉ có sự đấu tranh mà còn có sự hợp tác. Sự hợp tác này không chỉ có trong một loài mà có thể khác loài, thậm trí là sự hợp tác giữa động vật và thực vật. Vì vậy sẽ là không đầy đủ nếu coi đấu tranh sinh tồn (giữa các cá thể sinh vật) là hình thức tồn tại duy nhất của sinh giới và dẫn đến sai lầm khi nó thủ tiêu sự yêu thương. Đấu tranh sinh tồn với quan niệm là sự đấu tranh giữa các cá thể sinh vật còn thể hiện tính phiến diện bởi các sinh vật còn phải đấu tranh với mọi áp lực khác có thể tiêu diệt sự sống từ môi trường như khí hậu, bệnh tật... Cơ sở nền tảng của khả năng đấu tranh chống lại mọi áp lực làm biến đổi hoặc bị tiêu diệt là tính bền trong cấu trúc cơ thể của sinh vật.
Quay trở lại vấn đề nguồn gốc sự sống. Có lẽ để lý giải được nguồn gốc sự sống thì lập luận đầu tiên cần bắt đầu từ cái chết. Sinh học hiện đại cho rằng nguồn gốc sự sống là sự nảy sinh các đặc tính mới phù hợp với sự phức tạp của các kết cấu và như vậy sự sống là một đặc tính của các cấu trúc vật chất có kết cấu phức tạp. Nhưng quan sát cái chết đến với những sinh vật già yếu mà chết thì lập luận này là không đúng. Chúng ta hãy xem xét cấu trúc cơ thể tại hai thời điểm rất ngắn trước và sau cái chết. Cấu trúc cơ thể sinh vật sẽ không có điểm nào khác nhau giữa hai thời điểm này nhưng đặc tính thì rõ ràng là khác biệt. Phải chăng có một cái gì đó khác hơn là các đặc tính? Nhiều câu trả lời, dù có thể khác nhau nhưng cơ bản và phổ biến là thừa nhận một cái gọi là linh hồn, hoặc tượng tự linh hồn, hoặc cái xấu hơn là ma, khi linh hồn nhập vào cái xác vật chất sẽ làm cho cái xác đó sống, còn khi linh hồn lìa khỏi xác thì đó là cái chết (?) Vậy thực sự có linh hồn hay không? Linh hồn quan hệ với cơ thể, các bộ phận cơ thể sinh vật như thế nào? Linh hồn có phải là một thực thể hay không?
Những tiến bộ vượt bậc của y học hiện đại trong cấy ghép tạng lại cho thấy không tồn tại linh hồn hoặc chí ít linh hồn không phải là một thực thể. Một quả tim, một quả thận được tách ra từ người chết não sẽ không hoạt động, không có quá trình trao đổi chất diễn ra và có thể coi như nó đã chết. Nhưng khi được ghép vào một cơ thể khác với những điều kiện nào đó thì chúng hoạt động trở lại. Một thí nghiệm đã được thực hiện từ rất lâu về tác dụng của dòng điện, đó là thí nghiệm cho dòng điện chạy qua con ếch đã bị chặt đầu để làm mất vai trò của hệ thần kinh cuả nó. Đối với Phật giáo thì đây là một thí nghiệm tàn bạo, nhưng trong khoa học thì đây là những thí nghiệm cần thiết. Thí nghiệm cho thấy dưới tác dụng của dòng điện thì các cơ của ếch co lại giống như tác dụng điều khiển của hệ thần kinh. Thí nghiệm này cho thấy vai trò của một yếu tố khác không phải là linh hồn, đó là năng lượng trong hoạt động sống. Dòng điện là năng lượng và chỉ là một dạng năng lượng, dó đó nó không thể duy trì sự sống, nhưng nó mở ra một hướng truy tìm nguồn gốc sự sống mới.
Có một triết thuyết có thể giải thích được rất nhiều vấn đề trong thế giới tự nhiên, trong đó có nguồn gốc sự sống và thậm trí là giải thích được tại sao vụ nổ bigbang xảy ra, đó là thuyết về mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng. Tôi đã trình bày những nét chính của thuyết này trong loạt bài “Ý nghĩa triết học của mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng”. Đây là một triết thuyết bởi nó không tiến hành một thực nghiệm riêng nào cho nó, kết quả khám phá của nó là sự khái quát từ các quan sát thế giới tự nhiên và các thành tựu của khoa học. 

Món ăn Ấn Độ với đặc sản là cà ri.

Khoa học hiện đại (và cả triết học duy vật biện chứng) vẫn coi năng lượng là một dạng vật chất đặc biệt. Còn thuyết về mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng không coi năng lượng là vật chất mà là một bản thể của vũ trụ bên cạnh bản thể vật chất, hai bản thể này có mối quan hệ đặc biệt và chính mối quan hệ đặc biệt đó đã tạo nên nhận thức năng lượng là vật chất. Nhưng những phẩm chất của năng lượng không giống với vật chất đã buộc khoa học phải gán cho năng lượng cái tên vật chất đặc biệt.
Sự sống cần một cái tương tự linh hồn nhưng không đúng nghĩa là linh hồn theo quan niệm của một số tôn giáo bởi nếu không sẽ không giải thích được cái chết. Nó phải làm cho các cấu trúc sự sống hoạt động, nhưng nó không phải là một thực thể trọn vẹn bởi sự sống rất đa dạng và có thể có nhiều cấu trúc sống với rất nhiều cấp độ phức tạp khác nhau, nó có thể làm cho một phần của cái cấu trúc phức tạp là thân xác có thể hoạt động. Sự trọn vẹn của linh hồn sẽ không phù hợp với sự đa dạng của sự sống và không phù hợp với với sự thay đổi về số lượng và phương thức sinh sản, phát triển của của mỗi chủng loài, sẽ không giải thích được tại sao giun đất khi bị cắt làm hai nửa không bị chết mà trái lại mỗi nữa sẽ mọc ra những bộ phận còn thiếu để từ hai nửa của một con giun trở thành hai con giun. Các sự sống phức tạp bắt đầu từ một tế bào phôi và sự sống đã có từ ngay khi cái tế bào phôi đó hình thành chứ chưa cần đến khi toàn bộ một cấu trúc cơ thể hoàn chỉnh thì sự sống mới bắt đầu. Điều này cũng bác bỏ lập luận nguồn gốc sự sống là sự nảy sinh các đặc tính phù hợp với sự phức tạp của các kết cấu, đồng thời cũng bác bỏ cái gọi là linh hồn theo nghĩa là một thực thể. Năng lượng là một ứng viên sáng giá (và duy nhất) cho yêu cầu này.
Thuyết về mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng xác định vai trò của năng lượng là năng lượng làm cho vật chất có cấu trúc và sự vận động. Các cấu trúc của sự sống cũng được hình thành từ năng lượng. Cấu trúc di truyền của sự sống (hệ thống gen) sử dụng năng lượng làm phương tiện thông tin để sao chép, để chỉ huy quá trình nhân bản và quá trình hình thành các bộ phận cơ thể, thậm trí bao gồm cả định hướng hoạt động sống như sự hình thành một số tính cách do gen. Hoạt động sống được diễn ra từ các quá trình giải phóng và hấp thụ năng lượng. Các quá trình này của sự sống không phải là một đặc quyền của sự sống mà nó là những quá trình bình thường và hiện hữu trong vũ trụ bởi sự sống được hình thành trong vũ trụ và là một bộ phận của vũ trụ. Không có một thế lực siêu nhiên nào tạo nên sự sống. Sự sống đã tiềm ẩn từ khả năng hấp thụ và giải phóng năng lượng của các cấu trúc vật chất và chúng được phát lộ bởi một số cấu trúc vật chất khi các cấu trúc này hấp thụ hoặc giải phóng năng lượng có thể ảnh hưởng đến nhiều cấu trúc vật chất khác. Điều này có nghĩa là sự sống không phải chỉ có trong những cấu trúc vật chất rất phức tạp, mà với những cấu trúc có mức phức tạp thấp cũng có sự sống. Các Prôtêin gây bệnh bò điên cũng đã là các sự sống đơn giản khi chúng có thể nhân lên và làm ảnh hưởng đến sự sống khác. 

"Lưới cá" - người mẫu Trung Quốc Gan Lulu

Không phải chỉ có các cấu trúc vật chất làm nảy sinh sự sống mới thực hiện được quá trình hấp thụ và giải phóng năng lượng, các cấu trúc vật khác hay nói chung là mọi cấu trúc vật chất được hình thành trong vũ trụ đều khó khả năng này. vậy câu hỏi đặt ra là tiêu chí nào để phân biệt cấu trúc có khả năng tạo nên sự sống và cấu trúc nào không có khả năng tạo nên sự sống, hay cụ thể hơn, đâu là tiêu chí để một cơ thể sinh vật hỗ trợ được sự sống và cả ý thức, còn viên đá thì không thể?
Có bốn tiêu chí, một là thành phần cấu trúc, hai là tổ chức của cấu trúc, ba là khả năng hấp thụ, biến đổi, giải phóng dạng năng lượng duy trì được sự sống và bốn là quy trình vận hành của các dòng năng lượng đó. Không phải bất kỳ cấu trúc vật chất nào cũng có khả năng làm phát lộ và hỗ trợ sự sống. Trái lại còn có các cấu trúc vật chất triệt tiêu sự sống và được gọi với cái tên là chất độc hoặc chất hại. Hòn đá cũng hấp thụ và giải phóng năng lượng. Khi đặt hòn đá trong ánh nắng nó sẽ nóng lên. Năng lượng mà hòn đá hấp thụ là quang năng, còn năng lượng mà nó giả phóng là nhiệt năng. Như vây hòn đá đã hấp thụ một loại năng lượng và giải phóng ra dạng năng lượng khác. Năng lượng do các cấu trúc vật chất có thể hỗ trợ sự sống hấp thụ và giải phóng rất da dạng để phù hợp với tính đa dạng của các cấu trúc sinh học. Có thể cần rất nhiều nghiên cứu để có thể mô tả và định lượng được chúng như các dạng năng lượng đã được biết trong vật lý. Nhưng chúng ta có thể thấy được chúng dưới một số dạng như mùi, vị... Có lẽ sẽ có rất nhiều người ngạc nhiên khi tôi nói rằng mùi vị là biểu hiện của năng lượng. Các sinh vật đã tận dụng các tác dụng của năng lượng để nhận thức thế giới xung quanh. Vị giác tiếp nhận năng lượng thoát ra từ một số quá trình phá vỡ liên kết của một số chất để nhận biết chất đó là gì, có đem lại lợi ích cho dinh dưỡng hay không, khứu giác tiếp nhận năng lượng thoát ra từ các chất có khả năng kìm giữ năng lượng kém, năng lượng dễ thoát ra khỏi các cấu trúc đó những mức độ thoát ra của năng lượng không đủ phá vỡ cấu trúc. Thị giác tiếp nhận năng lượng dưới dạng bức xạ ánh sáng... Vai trò chính của năng lượng là đem đến cho vật chất cấu trúc và sự vận động. Nhưng tính đa dạng của năng lượng đem đến cho các cấu trúc vật chất một tác dụng nữa là thông tin. Tính thông tin không phải là thuộc tính của năng lượng mà là một tính chất do các cấu trúc vật chất có khả năng hấp thụ, biến đổi và giải phóng năng lượng tạo ra. Mỗi dạng cấu trúc vật chất có thể hấp thụ một số dạng năng lượng do một số cấu trúc vật chất khác tạo ra và biến đổi năng lượng đã hấp thụ thành một số dạng năng lượng mang đặc trưng cho nó. Khi các năng lượng này được giải phóng sẽ đem đến một số tác dụng náo đó cho các cấu trúc vật chất khác. Các cấu trúc chức năng của các tế bào thần kinh hấp thụ năng lượng được giải phóng từ phản ứng phân giải Glucid để biến đổi thành các xung thần kinh. Các cấu trúc chức năng của các cơ bắp cũng hấp thụ năng lượng từ phản ứng hoá học trên để gia tăng lực liên kết trong cấu trúc khiến cho khoảng cách giữa các phần tử của cấu trúc thu hẹp lại tạo nên sự co cơ. Quá trình hấp thụ, giải phóng năng lượng có thể đi cùng hoặc không đi cùng các phản ứng hoá học, các hiệu ứng của các quá trình này cũng khác nhau. Đây là câu trả lời cho tại sao cùng phản ứng phân giải glucid nhưng diễn ra trong các tế bào thần kinh thì tạo nên các xung thần kinh, còn trong các tế bào cơ thì xảy ra sự co cơ. 

Bến sông tiếp giáp Yên Bái - Lào Cai - ảnh Việt Nam xưa

Điều này có nghĩa là trong hoạt động sống, ngoài các phản ứng hoá học còn có các quá trình dịch chuyển và biến đổi năng lượng, thậm trí các quá trình này còn diến ra thường xuyên và tần xuất lớn gấp bội các phản ứng hoá học. Các quá trình này diễn ra trong những điều kiện và quy trình nào đó sẽ làm phát lộ sự sống, còn khác đi có thể làm sự sống bị triệt tiêu hoặc tạm dừng. Một cấu trúc hấp thụ năng lượng quá mức cần thiết sẽ có thể bị biến đổi về tổ chức dẫn đến tình trạng không giải phóng được năng lượng kích hoạt sự hoạt động của các cấu trúc có liên quan thì cũng làm sự sống chấm dứt và đây là cái chết do tác dụng của các chất gây hại. Ngược lại, một cấu trúc sống bị các chất khác hút hết năng lượng liên kết dẫn đến tình trạng cấu trúc không thể vận động được hoặc bị tan rã thì sự sống cũng bị triệt tiêu. Tác dụng này do các chất độc tạo ra. Tuy có cùng một tác dụng là triệt tiêu sự sống, nhưng cơ chế tác dụng của chất độc và chất hại là ngược nhau. Do khoa học chưa biết cơ chế này nên vẫn gọi chung các chất có tác dụng triệt tiêu sự sống là chất độc. Sự hấp thụ và giải phóng năng lượng có nhiều mức độ khác nhau. Trong một giới hạn, sự hấp thụ nhiều năng lượng có tác dụng làm tăng độ bền liên kết và do đó làm tăng hiệu quả hoạt động sống. Khi vượt qua giới hạn trong phạm vi nào đó và duy trì trong thời gian dài có thể có các biến đổi về cấu trúc vật chất thì sự sống vẫn tồn tại nhưng hiệu quả hoạt động sống đã bị giảm sút. Đây là tác dụng của hiện tượng lão hoá. Độ bền cao của cao của nhiễm sắc thể khiến cho chúng không thể tách rời hoặc tách rời không hoàn toàn trong quá trình phân bào khiến hệ thống di truyền xáo trộn gây nên các hậu quả khó lượng trong sinh sản. Nếu hệ thống gen di truyền vẫn giữa được tính hệ thống, nhưng lượng năng lượng do một số gen có tác dụng tạo nên một số cấu trúc hoặc đặc tính nào đó lớn có thể tạo nên hiện tượng số cấu trúc vượt quá số lượng cần thiết cho một cơ thể dẫn đến tình trạng đặc tính nổi trội hoặc thừa một vài bộ phận trên cơ thể. Đây là cơ chế hoạt động của gen trội. Ngược lại nếu gen không phát được đủ năng lượng cần thiết thì đặc tính không hình thành hoặc thiếu đi một vài bộ phận trên cơ thể và các gen này được gọi là gen lặn. Các gen biến đổi năng lượng mà chúng đã hấp thụ thành dạng năng lượng đặc trưng cho nó và dưới tác dụng của dòng năng lượng này, một hoặc một số cấu trúc vật chất có khả năng làm phát lộ hoặc hỗ trợ sự sống sẽ được tạo ra. Sự tương tác giữa các cấu trúc vật chất có khả năng phát lộ hoặc hỗ trợ sự sống nói riêng và tất cả các cấu trúc vật chất trong vũ trụ nói chung là tương tác năng lượng thể hiện dưới hai phương thức: hấp thụ và giải phóng năng lượng mà một số trong đó các dạng năng lượng đó là các “mùi” hay “vị”. Nhiều cấu trúc vạt chất có thể “ngửi” thấy mùi vị của chất khác và thực hiện biến đổi hay vận động sau khi đã “ngửi” thấy mùi đó mà về bản chất là hấp thụ năng lượng. Sự tiếp nhận một số loài mùi (từ chất được gọi là Fe ro mol) hay vị rồi sau đó thực hiện các hành vi của một số loại sinh vật như ong, kiến là một sự kế thừa những cái vốn có trong tự nhiên. Mọi quá trình hình thành, tan rã các chất , các vật thể, các thiên thể cũng do năng lượng, sự hình thành hố đen cũng do năng lượng chứ không phải do sự uốn cong của không gian. Sự sống là một tập hợp của một số cấu trúc vật chất được xắp xếp theo những tổ chức xác định, có mối quan hệ tương tác chặt chẽ giữa các thành phần, hoạt động dưới tác dụng của các dòng năng lượng thích hợp và chuyển dịch theo các quy trình quy định cho sự phát lộ sự sống.
Làm thay đổi các thành phần và xáo trộn tổ chức, làm mất các mối quan hệ tương tác, thay đổi các dòng năng lượng và quy trình chuyển dịch năng lượng vượt quá một giới hạn nào đó có thể làm dừng hoặc chấm dứt hẳn sự sống. Sự sống là một phần của vũ trụ và sự hình thành, phát triển, tan rã của sự sống cũng tuân theo các quy luật vận động được hình thành từ mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng. Các quy trình này cũng diễn ra trong cả thể giới vĩ mô và vi mô. Đây là sự thống nhất của vũ trụ.
Để “Vũ trụ trong một nguyên tử” thì không thể có sự khác biệt về bản chất của các quá trình giữa thế giới vĩ mô và thế giới vi mô. Sự trình hiện của chúng khác nhau mà ta thấy có nguyên nhân từ sự khác biệt về quy mô, thành phần và tổ chức. Bản chất của vũ trụ là mối quan hệ đặc biệt giữa vật chất và năng lượng. Vật chất và năng lượng là hai bản thể của vũ trụ. Năng lượng là linh hồn của sự sống.
Theo Thuvienkhoahoc.com

"Nho đen" - người mẫu châu Âu