1. BẢN CHẤT SỰ SỐNG 1.1 Bản chất sự sống
Quan điểm duy tâm cho rằng có yếu tố khơng vật chất, ngồi khả năng nhận thức của con người quyết định hiện tượng sống. Bằng thực nghiệm chỉ hiểu được cái vỏ chứa sự sống (phần thể xác) chứ không thể biết bản chất sự sống là gì.
Quan điểm duy vật biện chứng (Anghen) xem sự sống là một hình thức vận động cao nhất của một dạng vật chất phức tạp. Sự sống vận động theo quy luật sinh học khác với các quy luật cơ, hố, lý của giới vơ cơ.
Anghen đưa ra định nghĩa sự sống: Sự sống là phương thức tồn tại của những thể albumin, và phương thức tồn tại này chủ yếu ở chỗ các thành phần hoá học của các vật thể ấy tự chúng luôn đổi mới.
Anghen đã đưa ra một điểm cơ bản trong phương pháp luật: Vận động là thuộc tính của vật chất. Nên giữa cấu trúc và chức năng là thống nhất. Muốn nhận thức được bản chất sự sống thì phải đi sâu vào cấu trúc các dạng vật chất làm cơ sở của sự sống đó là protein và các hợp chất hữu cơ quan trọng.
ST&BS: Cao Văn Tú - 159 - Email: caotua5lg3@gmail.com
Ở cấp độ nguyên tử, giới vô cơ và hữu cơ hoàn toàn thống nhất. Trong số hơn 100 nguyên tố hoá học đã biết, người ta thấy trong tế bào sống có khoảng 60 nguyên tố, các nguyên tố này có cả ở giới vơ cơ và hữu cơ. Trong đó cacbon là nguyên tố cơ bản nhất của sự sống vì ngun tố C có thể liên kết với các nguyên tố C khác hoặc với các nguyên tử H, O, N tạo ra vô số các hợp chất hữu cơ.
Trong chất nguyên sinh của tế bào có các hợp chất hữu cơ chính là protein, gluxit, lipit, axit nucleic, ATP, và một số hợp chất vô cơ như nước, muối khoáng.
Ngày nay cơ sở vật chất chủ yếu nhất của sự sống không chỉ protein mà gồm cả axit nucleic và các poli phối phát. Trong đó, cấu trúc đa phân làm cho axit nucleic và protein vừa rất nhiều dạng nhưng cũng rất đặc thù. Đây là nét độc đáo của các đại phân tử hữu cơ.
Tóm lại, sự khác nhau trong cấu tạo giữa vật chất vô cơ và vật chất hữu cơ bắt đầu từ các
phân tử. Sự sống không tồn tại riêng rẽ từng phân tử mà tồn tại trong sự tương tác giữa các đại phân tử nằm trong hệ thống chất nguyên sinh trong tế bào. Tiêu biểu là mối quan hệ ADN - ARN - protein.
1.3 Các dấu hiệu đặc trưng của sự sống
- Trao đổi chất và năng lượng - Sinh trưởng phát triển. Sinh sản .
Trong đó, dấu hiệu sinh sản chỉ có ở vật chất hữu cơ, khơng có ở giới vơ cơ. Ngoài ra, các dấu hiệu như tự sao chép, tự điều chỉnh, tích luỹ thơng tin di truyền là những dấu hiệu cơ bản nhất quy định các dấu hiệu trên.
2. SỰ PHÁT SINH SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT
Về phương diện hoá học, quan niệm sự phát sinh sự sống là quá trình phức tạp hố các hợp chất của cácbon dẫn tới sự hình thành các đại phân tử protein và axit nucleic làm thành một hệ tương tức có khả năng tự nhân đơi, tự đổi mới. Gồm hai giai đoạn chính:
2.1. Tiến hố hố học
Là q trình tiến hố của các phân tử đơn giản đến các đại phân tử rồi đến hệ đại phân tử. Giai đoạn này chịu sự chi phối của quy luật hố học. Đây là q trình phức tạp hố dần các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cỡ đơn giản, diễn ra theo con đường tổng hợp tự nhiên do tác dụng trực tiếp và gián tiếp của nhiệt độ, áp suất cao,...trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành sự sống. Tiến hố hố học là q trình liên kết các chất đơn phân riêng lẻ (monomere) thành các chất phức tạp dần, và cuối cùng hình thành các chất hữu cơ phức tạp, mà bộ khung là các chuỗi phân tử cacbon, như: protein, axit nucleic, lipit, gluxit hoá tan trong nước đại dương nguyên thuỷ cịn nóng bỏng.
ST&BS: Cao Văn Tú - 160 - Email: caotua5lg3@gmail.com
Các phân tử hữu cơ được hình thành từ những nguyên tố cơ bản là C, H, O, N. Các nguyên tố này cũng như tất cả các nguyên tốc khác trong vũ trụ đã phát sinh bằng con đường tiến hoá lý học.
Theo Canvin (1969), tuổi của quả đất khoảng 4,7 tỷ năm thì hai tỷ năm đầu dành cho phức tạp hoá các hợp chất cácbon. Từ các nguyên tốc các nguyên tử C, H, O, N có trong khí quyển ngun thuỷ đã hình thành các phân tử đơn gian (axit, đường, bazơ, axit amin, nucleotit...), sau đó hình thành các phân tử đơn giản phức tạp (lipit, protein, axit, nucleic...). Nguồn năng lượng quan trọng nhất cung cấp cho quá trình trên là các tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời. Nguồn năng lượng quan trọng thứ hai là do sự phân dã của các nguyên tố phóng xạ trên trái đất (K40, Ur235, Ur238...). Ngồi ra, hoạt động của núi lửa, các tia sét phóng ra trong lớp khí quyển... cũng tạo ra nhiệt độ và áp suất cao.
Theo Oparin (1966), chất hữu cơ đơn giản nhất được tổng hợp bằng con đường hố học là cacbuahydro. Cacbuahydro có thể được tạo thành bằng hai cách: Cacbua kim loại do q trình phóng xạ làm quả đất nóng dần bị đẩy lên gần mặt đất đã tác động với nước tạo cacbuahydro dạng khí. Cách thứ hai là khử trực tiếp than chì và cacbon thiên nhiên bằng hydro tự do. Sau đó, cacbuahydro tác dụng với nước đại dương bằng phản ứng o xi hoá tạo các dẫn suất rượu, alđehyt, axeton (trong cấu tạo chỉ có C, H, O). những chất này tác dụng với NH3 trong khí quyển tạo thành hợp chất có 4 nguyên tố C, H, O, N trong đó có axit quan, nucleotit. Từ đó tạo nên protein và axit nucleic. Các hợp chất hữu cơ tạo thành rơi xuống nước biển theo các trận mưa liên miên hàng vạn năm. Dưới lớp nước sâu của đại dương q trình hố học vẫn tiếp diễn làm các hợp chất hữu cơ đạt trạng thái phức tạp hơn nữa.
2.2. Tiến hố tiền sinh học
Giai đoạn này hình thành mầm mống những cơ thể đầu tiên, bắt đầu có sự chi phối của quy luật sinh học, gồm 4 sự kiện quan trọng: (l) Sự tạo thành các giọt coasecva; (2) Sự hình thành màng; (3) Sự xuất hiện các enzime và (4) Sự xuất hiện cơ chế tự sao chép. Nếu xét về thời gian diễn ra các sự kiện đó có thể chia làm hai giai đoạn :