Giả thuyết mới: Sự sống trên Trái Đất có thể bắt nguồn từ các lớp gel tiền sinh học trên bề mặt đá

Một nhóm nghiên cứu quốc tế vừa đề xuất một khái niệm mang tính đột phá mang tên "gel tiền sinh học là trên hết" (prebiotic gel-first). Theo giả thuyết này, nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất không bắt đầu từ bên trong các tế bào hoàn chỉnh, mà nảy sinh từ các chất gel nhớt bám chặt vào bề mặt các khối đá cổ xưa. Công trình nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí khoa học ChemSystemsChem vào tháng 11 năm 2025, đã thôi thúc cộng đồng khoa học xem xét lại quá trình phát sinh sự sống (abiogenesis), nhấn mạnh vai trò của ma trận vật lý như một chất xúc tác quan trọng cho các phản ứng hóa học phức tạp thời kỳ đầu.

Các nhà khoa học đến từ Nhật Bản, Malaysia, Vương quốc Anh và Đức, dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Tony Z. Jia từ Đại học Hiroshima, cho rằng những lớp gel nguyên thủy này hoạt động tương tự như các màng sinh học vi khuẩn (biofilms) ngày nay. Chúng tạo ra một môi trường được bảo vệ và cô đặc, lý tưởng cho sự tiến hóa của các phản ứng hóa học sơ khai. Theo nhóm nghiên cứu, các ma trận gel bám trên bề mặt đã giải quyết được những thách thức lớn của hóa học tiền sinh học, chẳng hạn như việc thiếu hụt nồng độ phân tử và nhu cầu về một hệ đệm chống lại các tác động khắc nghiệt từ môi trường bên ngoài. Bằng cách thu giữ và sắp xếp các phân tử tiền chất, cấu trúc bán rắn và có độ dính này đã tạo ra các điều kiện cục bộ thuận lợi cho sự phát triển của quá trình trao đổi chất sơ khai và khả năng tự sao chép.

Giáo sư Jia nhấn mạnh rằng, khác với các học thuyết trước đây chỉ tập trung vào các phân tử sinh học đơn lẻ, cách tiếp cận của họ tích hợp vai trò thiết yếu của gel ngay từ giai đoạn khởi đầu của sự sống. Nghiên cứu có sự tham gia của các chuyên gia từ Đại học Quốc gia Malaysia (UKM) và Đại học Duisburg-Essen, dựa trên nền tảng hóa học vật chất mềm và các hệ thống sinh học hiện đại. Dự án đã nhận được sự hỗ trợ quý báu từ nhiều tổ chức uy tín như Đại học Leeds, Quỹ Alexander von Humboldt, Hiệp hội Thúc đẩy Khoa học Nhật Bản và Quỹ Mizuho.

Trong lĩnh vực sinh học vũ trụ, các tác giả còn mở rộng giả thuyết sang các hành tinh khác với khái niệm "Xeno-films" (màng ngoại lai) – những cấu trúc tương tự được hình thành từ các khối xây dựng ngoài Trái Đất. Điều này mở ra những chân trời mới trong việc tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh, gợi ý rằng chúng ta không chỉ nên tìm kiếm các phân tử sinh học quen thuộc mà còn cần chú ý đến các cấu trúc gel có tổ chức. Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch kiểm chứng giả thuyết này thông qua các thí nghiệm trong phòng lab mô phỏng điều kiện Trái Đất sơ khai, bao gồm cả việc tiếp xúc với mức độ bức xạ tia cực tím (UV) cực cao.

Trái ngược hoàn toàn với giả thuyết "nước lèo nguyên thủy" (primordial soup) truyền thống vốn tập trung vào sự tự tổ chức từ dung dịch lỏng, khái niệm "gel tiền sinh học là trên hết" tập trung vào môi trường gắn liền với bề mặt. Môi trường đặc thù này có thể đã cung cấp sự tổ chức vật lý và khả năng bảo vệ cần thiết, thúc đẩy quá trình phức tạp hóa hóa học từ rất lâu trước khi các ranh giới tế bào đầu tiên xuất hiện. Đây được coi là một trong những giai đoạn khó khăn và bí ẩn nhất trong toàn bộ quá trình phát sinh sự sống trên hành tinh của chúng ta.