Nhà khoa học Trung Quốc nhớ lại cách sự sống được tìm thấy trên những đám mây
Sự sống có thể vươn cao đến đâu? Trong phần lớn lịch sử loài người, câu trả lời chỉ là phỏng đoán. Một bài tiểu luận mới của một nhà văn khoa học Trung Quốc, được công bố tuần này trên nền tảng blog của ScienceNet, kể lại lịch sử đầy kịch tính đáng ngạc nhiên của những nỗ lực tìm hiểu điều đó, và bức tranh hiện ra là một câu chuyện về sự khám phá kiên nhẫn, đôi khi tình cờ.
Câu chuyện bắt đầu vào những năm 1930, khi một khinh khí cầu heli của Quân đoàn Không quân Lục quân Hoa Kỳ mang tên Explorer II bay lên khoảng 22 km vào bầu trời. Nó mang theo các thiết bị lấy mẫu vô trùng mở ra khi hạ xuống, thu giữ không khí từ tầng bình lưu. Trở lại phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu nuôi cấy mẫu và tìm thấy mười loại vi khuẩn và nấm. Đây là lần đầu tiên có người thu được vi sinh vật sống, có thể nuôi cấy từ độ cao đó, và thành tựu này được báo cáo vào năm 1936. Vào thời điểm đó, công trình bị hạn chế bởi các công cụ thời đại: không có cách nào để nhận diện sinh vật bằng DNA của chúng, nên các nhà khoa học không thể biết liệu vi sinh vật là cư dân thực sự của tầng khí quyển trên hay chỉ là hành khách bị mang lên từ mặt đất.
Sự mơ hồ đó ám ảnh lĩnh vực này trong nhiều thập kỷ. Mọi tuyên bố mới về sự sống ở độ cao cực đoan đều vấp phải cùng một phản đối: nhiễm bẩn. Một khinh khí cầu, một máy bay, hoặc một tên lửa có thể dễ dàng hút bào tử gần bề mặt và gửi chúng vào mẫu được thu thập ở trên cao. Bài tiểu luận lưu ý rằng các nhà nghiên cứu đã đáp lại bằng cách thắt chặt phương pháp của họ, khử trùng thiết bị, mở và đóng bộ thu mẫu vào những thời điểm chính xác, và thiết kế các đối chứng có thể tiết lộ liệu một vi sinh vật có thực sự trôi nổi trong tầng bình lưu hay không.
Cái giá phải trả vượt xa sự tò mò. Việc xác định ranh giới trên của sinh quyển rất quan trọng để hiểu cách sự sống lan truyền khắp hành tinh, mức độ chịu đựng của tế bào với bức xạ và lạnh, và liệu khí quyển Trái Đất có thể mang sinh vật giữa các lục địa hay không. Nó cũng định hình suy nghĩ về sự sống ở nơi khác trong hệ Mặt Trời, nơi có những cực đoan tương tự về nhiệt độ và bức xạ.
Các kỹ thuật hiện đại đã thay đổi cuộc chơi. Với giải trình tự DNA, các nhà khoa học không còn cần nuôi vi sinh vật trong đĩa để biết chúng tồn tại. Họ có thể so sánh vật liệu di truyền từ các mẫu độ cao lớn với các loài đã biết và, quan trọng nhất, với các vi sinh vật tìm thấy trên mặt đất và trên chính thiết bị lấy mẫu. Điều đó cho phép họ phân biệt những kẻ bay cao thực sự với những kẻ đi nhờ một cách tự tin hơn nhiều so với những người tiên phong khinh khí cầu.
Tác giả bài tiểu luận, viết dưới bút danh Zhang Wuchang, coi lịch sử này như một bài học về sự khiêm tốn khoa học. Các nhà nghiên cứu ban đầu không sai khi phấn khích, nhưng họ thiếu công cụ để trả lời câu hỏi của chính mình. Mỗi thế hệ thừa hưởng cả những khám phá và những nghi ngờ của thế hệ trước, và mỗi vòng công nghệ đẩy ranh giới cao hơn một chút và làm nó vững chắc hơn một chút.
Đối với độc giả xa rời bất kỳ phòng thí nghiệm nào, câu chuyện là lời nhắc nhở rằng một số sự thật cơ bản nhất về hành tinh của chúng ta chỉ mới được xác lập gần đây, và rằng ranh giới giữa bầu trời và thế giới sống mỏng manh hơn, và kỳ lạ hơn, so với vẻ ngoài của nó. Toàn bộ câu chuyện, một phần của loạt bài dài hơn, xuất hiện trên ScienceNet, một mạng blog khoa học do Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc vận hành.