|
Trong kinh số 53, Tạp A Hàm, có đoạn Phật bảo
Bà la môn: "Có nhân, có duyên, thế gian tập
khởi. Có nhân, có duyên cho sự tập khởi
của thế gian. Có nhân, có duyên, thế gian
diệt tận. Có nhân, có duyên cho sự diệt
tận của thế gian."
Một đoạn khác:
"Hỏi: Ai tạo ra hình này (hữu tình)? Người tạo ra
hình ấy ở đâu? Từ đâu hình này sinh?
Rồi về đâu hình này diệt?
Ðáp: Hình này
chẳng phải tự tạo, cũng chẳng
phải do ai tạo, do nhân duyên mà sinh, nhân duyên
diệt thời diệt; cũng như hạt
giống gieo ngoài ruộng, gặp đất gặp
nước và ánh sáng nhờ đó mà nảy nở;
(5) uẩn, (18) giới cũng do nhân duyên mà sinh, nhân
duyên diệt thời diệt " (Tạp Hàm 45, trang
731). Như vậy
tất cả đều do nhân duyên sinh, trong đó
không có một cái gì tồn tại tuyệt đối,
bởi thế hữu tình tức sinh vật, dĩ
nhiên cũng không ngoài nguyên tắc ấy. Hữu tình
là một hợp thể gồm nhiều yếu
tố tụ tập lại chứ quyết không
phải là một thể thuần nhất, đơn
độc, và cố định. Bất cứ
yếu tố nào cũng niệm niệm sinh diệt,
nhất là hiện tượng tâm lý luôn luôn lưu
chuyển biến thiên, không một phút nào dừng
ở một chỗ, trong đó không có cái gì
được gọi là ngã thể thường
trụ cả. Cái tự ngã mà người thường
cho là một linh thể cố định thời
thật ra chỉ là sản phẩm của không tưởng
mà thôi.
Lý tắc duyên
khởi được giải thích bằng nhiều
cách. Trước tiên là bằng nghiệp cảm duyên
khởi. Nghiệp cảm là năng lực tiềm
thế, ảnh hưởng tồn tại của hành
động sau khi hành động chấm dứt.
Nghiệp cảm là nguyên nhân làm cho bánh xe sinh hóa
vận chuyển, tác thành một đời sống
mới. Sự tiếp diễn của bánh xe sinh hóa
được gọi là luân hồi (samsàra).
Thuyết nghiệp cảm duyên khởi cho thấy
sinh vật tự quyết định bản chất
và hiện hữu cho chính nó bằng các hành vi
tự tạo (nghiệp). Bởi thế sinh vật không
lệ thuộc uy quyền của một cái khác, như
uy quyền của Thượng đế chẳng
hạn. Do đó mà có những định luật
"tự tác, tự thọ" hay "nhân tốt
thời quả tốt, nhân xấu thời quả
xấu".
Vì tâm là
cứ điểm căn để nhất của
tất cả mọi hành động (nghiệp) nên
luật duyên sinh phải được đặt
trong kho tàng tâm ý, tức tàng thức hay a lại da
thức (alayavijnàna). Vì vậy mà nói đến a
lại da duyên khởi. Nhưng a lại da, kho tàng
chủng tử, là thể, tướng, và dụng
của tâm về nhiễm (vọng; hiện tượng)
và tịnh (chơn; bản thể) hòa hiệp, không
phải một không phải khác. Do đó, a lại
da xem như sinh khởi từ cái tổng tướng
của tâm tức Như lai tạng. Mặt khác, Như
lai tạng chính là Chân như chơn tịnh tức
cái tổng thể của tâm còn bị phiền não
che phủ. Bởi thế mới dẫn đến
thuyết Chân như duyên khởi.
Nhưng vũ
trụ (vạn hữu) là biểu lộ động
của Chân như nên cuối cùng ta phải nhận
xét về toàn thể tiến trình duyên khởi
của vũ trụ tức là nói đến Pháp
giới duyên khởi. Pháp giới bao gồm hai nghĩa,
vừa là tánh thể hay cảnh giới của lý
tắc, vừa là thế giới hiện tượng
hay cảnh giới của hết thảy mọi
sự tướng. Theo quan niệm viên dung và đồng
khởi, Pháp giới duyên khởi là lý thuyết cho
rằng vũ trụ cọng hữu trên phổ quát,
tương hệ trên đại thể, và hiện
khởi trong giao hỗ, không hiện hữu đơn
độc một cách độc lập. Do đó, mười
hai nhân duyên được hiểu như là một
chuỗi dây tương liên trong thời gian. Trong
chiều hướng không gian, lý tắc duyên
khởi phát biểu sự tương quan lệ
thuộc của cái này và cái kia. Pháp giới duyên
khởi là cực điểm của tất cả
những thuyết lý nhân quả, là kết luận
của thuyết duyên khởi bởi vì nó có tính cách
phổ biến và nằm trong lý bản hữu, vô
tận, thông huyền của vũ trụ. Thật ra,
Pháp giới duyên khởi là một thứ triết lý
về toàn thể tính của tất cả hiện
hữu hơn là triết học về duyên khởi.
Nhìn vào quá trình
tra tầm và nghiên cứu trong mọi lãnh vực khoa
học ta luôn luôn thấy rằng tất cả
mọi hiện tượng khảo sát đều
bị lý pháp nhân duyên chi phối, đều là
kết quả của những tác dụng của nguyên
lý duyên khởi.
Năm 1944, nhà
vật lý học người Áo, Erwin Schrödinger,
viết một quyển sách ngắn có tựa đề
"Thế nào là sinh mệnh (What is life?)" trong
đó ông đưa ra những giả thiết
rất rõ ràng và xác đáng về cấu trúc phân
tử của gen. Quyển sách này đã khai thông
một đường lối nghiên cứu mới
cho ngành di truyền học và khởi xướng
một bộ môn sinh học mới, khoa sinh học phân
tử (molecular biology).
Trong nửa
phần cuối thế kỷ 20, nhiều công trình
nghiên cứu tìm cách trả lời câu hỏi
được nêu ra trong tựa đề quyển sách
của Schrödinger và nhiều câu hỏi liên quan khác
được đặt ra trong nhiều thế
kỷ qua. Làm thế nào những cấu trúc phức
hợp hiện hành từ một mớ phân tử
hỗn tạp? Tâm và não bộ có những quan
hệ nào? Thế nào là thức? Các nhà khoa
học chuyển hướng và thay đổi phương
cách quan sát và suy luận. Do đó một thứ ngôn
ngữ mới được hình thành để thích
ứng với sự hiểu biết và diễn
tả các cấu trúc sinh mệnh phức hợp và
hỗn nhất. Nào là thuyết hệ thống động
lực (dynamical systems theory), thuyết về tính
phức tạp (theory of complexity), động lực
học phi tuyến (non-linear dynamics), động
lực học mạng lưới (network dynamics), v..
v... Những thuyết ấy bàn về những khái
niệm chủ yếu như là quỹ đạo
hấp dẫn hỗn độn (chaotic attractors), hình
thể biến lặp (fractals), cấu trúc tiêu tán
(dissipative structures), tính tự tổ chức
(self-organization), và các mạng liên tục tự
tạo tự sanh (autopoietic networks).
Các nhà sinh
học chuyển đổi mục tiêu từ sự
khảo sát cơ thể (organism) qua sự khảo sát
tế bào (cells). Các chức năng sinh học nay không
còn phản ảnh cách tổ chức của cơ
thể mà là mô tả sự tương giao tác
dụng giữa những tế bào đơn nguyên.
Thiên tài Louis Pasteur trong ngành vi sinh vật học
(microbiology) thiết lập được vai trò
của vi khuẩn (bacteria) trong một số quá trình
hóa học dùng làm nền tảng cho một môn
học mới, khoa sinh hóa học (biochemistry). Ông
đã chứng minh vi sinh vật (germs; microorganisms) là
nguyên nhân của nhiều thứ bệnh tật.
Bằng vào những tiến bộ thực hiện
được trong ngành sinh hóa học, một
số các nhà sinh học tin tưởng mọi tính
chất và chức năng của sinh vật đều
có thể giải thích tựa trên các định
luật vật lý và hóa học. Số khác chống
đối quan điểm ấy, cho rằng lối
sống của sinh vật xét trên phương
diện toàn thể không thể vin vào sự khảo
sát các thành phần của nó mà thông hiểu
được. Do đó phát sinh thuyết hệ
thống (systems theory).
Theo thuyết
này, các phẩm tính chủ yếu của một sinh
vật hay sinh hệ là phẩm tính của toàn
thể, không cấu phần nào của hệ có
được. Chủ trương của phái này hoàn
toàn đối nghịch với phương pháp
giải tích của Descartes. Ðó là phương pháp
chia chẻ vật thể ra thành cấu phần cho
đến khi không còn chia ra được nữa và
khảo sát phẩm tính của các cấu phần
bất khả phân đó để thấu hiểu
toàn thể vật thể. Thuyết hệ thống xác
quyết rằng không thể hiểu biết hệ
thống bằng phương pháp giải tích của
Descartes. Các phẩm tính của cấu phần
một mặt, không phải là phẩm tính của
hệ và mặt khác, chỉ có thể hiểu
được bằng cách xét chúng trong trạng
huống tổ chức của toàn thể hệ
thống.
Như vậy,
phẩm tính của hệ sẽ bị hủy
diệt nếu chia cắt hệ ra thành cấu
phần riêng biệt. Ðiều đáng lưu ý ở
đây là hệ này có thể nằm trong một
hệ khác. Thí dụ: một sinh vật là một
hệ nằm trong một hệ khác như một thành
phố chẳng hạn. Do đó hệ có thể
sắp hạng thành mức (level). Mức khác nhau
thời tính phức tạp cũng khác nhau. Phẩm tính
của hệ ở vào một mức được
gọi là phẩm tính xuất hiện (emergent
properties) vì chúng xuất hiện tương ưng
với mức riêng biệt đó. Ở mỗi
mức, các mối liên hệ giữa các phần
của hệ hỗ tương tác dụng tổ
chức sắp xếp các quan hệ theo thứ
tự thành một cấu hình biểu thị đặc
trưng gọi là mẫu hình tổ chức (pattern of
organization) của hệ và do đó mà phát khởi
phẩm tính xuất hiện của hệ.
Thay vì
chọn sự vật làm đối tượng
thuyết hệ thống chủ trương khảo
sát các mối quan hệ giữa các sự vật.
Khi giải thích bất cứ sự vật gì
thời phải giải thích trong sự tương
quan với những sự vật khác. Thật ra,
mỗi sự vật là một mẫu hình tổ
chức gắn vào trong một mạng quan hệ và
không thể tách ly riêng biệt. Nói cách khác, mỗi
mỗi sự vật là một mạng gồm các tương
quan liên hệ (relationships), kết dệt trong
những mạng rộng lớn hơn. Cơ học
lượng tử minh chứng rằng chung cánh không
có thành phần cấu tử nào cả! Nói theo ngôn
ngữ Phật giáo, thế giới hiện tượng
là một mạng lưới "nhân duyên sinh" vĩ
đại trong đó hết thảy hiện tượng
đều là tương đối, quan hệ
chằng chịt với nhau, nương vào nhau mà
tồn tại. Không một sự vật nào trong
đó có thể tách rời mối quan hệ nhân duyên
mà có thể tự tồn.
Từ lâu hình
tướng của kiến thức được ví
như một tòa kiến trúc rộng lớn. Các nhà
khoa học cổ điển thường dùng
những danh từ, nào là định luật cơ
bản, nào là nguyên lý cơ bản, nào là khối
kiến trúc, ... và luôn luôn tin tưởng có thể
xây dựng khoa học trên những nền móng
vững chắc. Nhưng nhìn vào quá trình phát
triển, cứ mỗi lần có một cuộc cách
mạng tư tưởng khoa học thời nền
tảng khoa học lại chuyển dịch. Einstein
viết trong tự thuật tiểu sử: "Ðiều
xảy ra như là mặt đất sụp biến
làm hỏng chân, nhìn không thấy đâu là nền móng
vững chắc để tựa vào đó mà xây
dựng" (It was if the ground had been pulled out from under
one, with no firm foundation to be seen anywhere, upon which one could
have built). Nói theo Phật giáo, sự tri nhận không
có nền móng cho mọi khái niệm khoa học
về hiện tượng hay biến cố và
về những tiến trình vận chuyển năng
lượng và vật chất để tựa trên
đó mà giải thích chính là sự tri nhận tánh
Không của vạn hữu.
Vì ngôi nhà
kiến thức được khám phá ra là không có
nền móng nên hình tướng của kiến
thức nay được thay thế bằng
một mạng lưới. Theo lối nhìn này
thời mọi hiện tượng đều bình
đẳng như nhau vì tất cả cùng nằm
trong mạng lưới, không có hiện tượng
nào cơ bản hơn hiện tượng nào.
Một câu
hỏi vô cùng quan trọng được nêu ra.
Nếu một sự vật tương quan liên
hệ với bất cứ sự vật nào khác,
thời hỏi làm thế nào có hy vọng hiểu
biết bất cứ sự vật gì? Là vì trong trường
hợp này muốn giải thích một sự
vật tất phải giải thích hết thảy
sự vật, đó là điều không thể
thực hiện được. Ðể trả
lời câu hỏi, nên biết rằng mọi
sự hiểu biết trong phạm vi khoa học
đều là sự hiểu biết gần đúng.
Lý do: Khả năng của khoa học gia có hạn.
Họ đo lường và mô tả một số
hữu hạn phẩm tính mà họ cho là quan
trọng nhất khả dĩ biểu trưng đặc
tính của sự vật khảo sát. Do đó, luôn
luôn có rất nhiều mối quan hệ bị
gạt bỏ, cho nên sự hiểu biết về
sự vật không thể nào chính xác. Heisenberg
đã nói: "Cái ta quan sát không phải là
thực tại mà là cái thực tại biểu
lộ ứng với cách ta đặt vấn đề".
Trước
năm 1970, giới khoa học gia gặp phải
một vấn đề rất nan giải. Một
đằng, theo Darwin, thế giới sinh vật
tiến hóa càng ngày càng tăng trật tự và tăng
tính phức tạp. Ðằng khác trái lại, theo
nguyên lý nhiệt động học thứ hai
của Carnot, thời thế giới hiện tượng
được xem như một hệ thống kín,
nghĩa là không có trao đổi vật chất hay
năng lượng với hệ thống nào khác,
càng ngày càng trở nên hỗn độn như
một động cơ hỏng máy. Vậy người
nào đúng, Darwin hay Carnot? Vấn đề đó
được giải quyết nhờ công trình
nghiên cứu các hệ thống không cân bằng mà
vẫn tạm thời tồn tại của nhà khoa
học gốc Nga Ilya Prigogine, giải Nobel năm
1977, giáo sư hóa và vật lý học tại Ðại
học Free ở Bỉ. Ông thành công thiết
lập một lý thuyết về hệ thống
hở, tức là một hệ thống xa vị trí
cân bằng (non-equilibrium) nhưng vẫn tạm
thời giữ được trạng thái bền
vững (stability) do có sự trao đổi vật
chất và năng lượng với môi trường
chung quanh. Nếu sự trao đổi vật
chất và năng lượng tăng nhịp độ
thời ảnh hưởng đến tính bền
vững của hệ thống, gây ra một sự
chuyển biến cấu trúc của hệ thống
làm tính phức tạp tăng thêm. Mọi hệ
thống kín về phương diện tổ
chức, nghĩa là hệ thống tự tổ
chức lấy nó (self-organizing), không bị môi trường
chung quanh áp đặt trật tự (order) và
tập tính (behavior), nhưng hở vì có sự giao
lưu năng lượng và vật chất với
bên ngoài thời luôn luôn ở vào một trạng
thái rất xa cân bằng. Tuy nhiên vẫn có thể
ổn định bền vững trong một
khoảng thời gian nào đó. Prigogine gọi tên
những hệ thống này là hệ thống tiêu tán
(dissipative system) vì chúng phải tiêu tán vật
chất và năng lượng để tồn
tại.
Ðó chính là
trường hợp của mọi hệ thống
sinh vật, của mọi sinh mệnh. Thông thường
đời sống con người được
quan niệm như một hiện tượng cân
bằng nhưng không bền vững lâu dài (a state
of non-stable equilibrium). Theo Prigogine thời ngược
lại. Ðời sống con người là một
trạng thái không cân bằng mà tạm thời
bền vững (a temporary state of stable non-equilibrium).
Nếu muốn dùng một vật vô tri để
diễn tả hình tướng của đời
sống như một trạng thái không cân bằng
nhưng tạm thời bền vững, ta có thể
lấy trường hợp một xoáy nước
(whirlpool) hay một cơn lốc xoắn ốc
(tornado) làm thí dụ.
Tuy thuyết
hệ thống rất hữu ích và thích hợp
để mô tả các hệ thống sinh vật
hay sinh mệnh, nhưng trong thực tế đến
nay không mấy ảnh hưởng đến ngành
sinh học. Sau ngày nhà sinh hóa học Hoa kỳ James
D. Watson và nhà sinh vật lý học Anh Francis H. C.
Crick phát minh mô thức cấu trúc xoắn kép
của DNA ứng dụng rất có hiệu quả,
và được ca tụng ngang hàng với Charles
R. Darwin, nhà thiên nhiên học đã khám phá luật
tiến hóa tự nhiên, thời phần đông sinh
học gia chuyển đổi đối tượng
nghiên cứu. Trước đây tế bào
được xem như khối kiến trúc
(building blocks) sinh mệnh, thời nay phân tử
được xem là đơn vị cấu thành
sinh vật. Các nhà di truyền học cũng
bắt đầu khai phá bộ môn sinh học
mới, khoa sinh học phân tử. Gần đây,
ngoài nhiều phương cách định bệnh và
trị liệu trong lĩnh vực y học mới
phát minh tựa trên sự hiểu biết cấu trúc
của DNA, có hai thành quả khác rất quan
trọng thường được nhắc đến.
Ðó là kỹ thuật tạo sinh vô tính [Tạo sinh
vô tính là dịch chữ cloning; vô tính ở đây
là dịch danh từ sinh học asexual, có nghĩa là
sự hình thành cá thể không có sự phối
hợp các giao tử (gametes), hay sự truyền
lại các vật liệu di truyền, khác với
chữ vô tính tức vô tự tính dịch
tiếng Phạn nihsvabhàva dùng để biểu trưng
tính chất tương đối của mọi
hiện thực], và mới nhất là sự hoàn
tất công trình thiết lập trình tự
(sequence) và định danh (naming) các gen trong toàn
thể DNA của tế bào. Ðiểm đáng ghi
nhận về những thành công nói trên trong ngành
sinh học phân tử là sự xác nhận đời
sống con người có bản chất vô tính (nhân
bản vô tính), do nhân duyên mà thành hoại chứ
không do bàn tay của vị thần linh nào tạo
lập hay hủy diệt.
DNA, viết
tắt chữ deoxyribonucleic acid, là vật liệu di
truyền của hết thảy mọi tế bào
sinh vật và của hầu hết virus (siêu vi trùng).
Tế bào (cell) là đơn vị cấu trúc cơ
sở của mọi cơ thể sống. Các
tế bào cùng chức năng tạo thành mô
(tissue), mô tạo thành các cơ quan (organ) trong cơ
thể. Nhiều tế bào là sinh vật đầy
đủ như vi khuẩn (bacteria) đơn bào và
động vật (protozoa) đơn bào; nhiều
tế bào khác như tế bào của dây thần
kinh, gan, và bắp thịt là những thành phần
chuyên hóa của sinh vật đa bào. Tế bào
nhỏ nhất là tế bào vi khuẩn chất
nấm (mycoplasma) có đường kính khoảng
0.1 micromet và tế bào lớn nhất là tế bào
noãn hoàng (egg yolk) đà điểu có đường
kính độ 8 centimet. Mọi tế bào đều
hiện khởi do sự phân chia của một
tế bào nguyên thủy. Tất cả tế bào
trong con người chẳng hạn, dẫn xuất
từ sự phân chia kế tiếp của một
tế bào duy nhất, gọi là trứng thụ tinh
(zygote), do sự kết hợp của trứng
nguời mẹ và tinh trùng của người cha.
Hầu hết các tế bào do sự phân bào
tạo ra bắt đầu từ trứng thụ
tinh đều đồng nhất giống nhau và
đồng nhất với trứng thụ tinh
về phương diện thành phần cấu
hợp của vật liệu di truyền.
Mặc
dầu chúng có hình tướng và chức năng
khác nhau rất nhiều, tất cả tế bào
đều có một màng (membrane) bao quanh một
lớp chất tế bào hay bào chất (cytoplasm). Có
hai loại tế bào: tế bào nhân sơ (prokaryote)
chỉ có độc nhất một phân tử DNA
tiếp xúc trực tiếp với bào chất vì không
có màng nhân bao ngoài và tế bào nhân chuẩn (eukaryote)
trong đó DNA đa dạng và độ lượng
lớn hơn có màng nhân bọc ngoài phân cách
với bào chất và tạo thành cái được
gọi là nhân của tế bào. Sinh vật có nhân
sơ bao gồm vi khuẩn (bacteria) và táo lam
(blue-green algae). Sinh vật nhân chuẩn bao gồm
động vật và thực vật.
Nhân tế bào
do hai hóa chất tạo thành, protein và DNA. Bên trong
nhân chuẩn, DNA quyện với protein tạo thành
những cấu trúc đơn vị gọi là
nhiễm sắc thể (chromosome). Các nhân sơ tuy
không phân cách với bào chất vẫn chứa
một ít nhiễm sắc thể. Tế bào nào
trong con người cũng có 23 cặp nhiễm
sắc thể. Trong số đó có 22 cặp
gọi là thể thường nhiễm sắc (autosomal)
cả trai lẫn gái đều có giống nhau. Hai
thể thường nhiễm sắc trong mỗi
cặp cũng giống nhau. Các cặp thể thường
nhiễm sắc được đánh số
từ 1 đến 22. Còn lại một cặp
gọi là thể nhiễm sắc sinh dục (sex
chromosomes) trong đó hai nhiễm thể có độ
dài và cấu trúc khác nhau. Các thể nhiễm
sắc sinh dục quyết định giống
đực hay cái của mỗi cá thể. Gái
thời có cặp XX, hai bản sao nhiễm thể cái,
hay X nhiễm sắc. Trai thời có cặp XY,
một bản sao nhiễm thể đực, hay Y
nhiễm sắc và một X nhiễm sắc. Một
thể nhiễm sắc sinh dục là do mẹ
truyền lại, luôn luôn là X nhiễm thể;
thể kia là do cha truyền lại, có thể là X
nhiễm thể mà cũng có thể là Y nhiễm
thể.
Số
nhiễm sắc thể trong các tế bào sinh
dục (sex cells) chỉ bằng nửa số
nhiễm sắc thể của tế bào thân (somatic
cells). Trong lúc thụ tinh một tế bào sinh
dục của cha (tinh trùng) và một tế bào sinh
dục của mẹ (trứng) hợp lại
tạo thành trứng thụ tinh (zygote) chứa đầy
đủ số nhiễm thể như trong các
tế bào thân. Do đó, cha mẹ đã truyền
lại cho con cái các tính chất làm cho con cái
giống họ về hình dáng, tiếng nói, v..v...
Nếu vì một lý do nào đó các tế bào có
thừa hoặc thiếu một nhiễm sắc
thể nơi trẻ sơ sinh, thời trẻ sơ
sinh sẽ sinh ra dị dạng, bất bình thường.
Chẳng hạn trường hợp nhiễm
sắc thể số 21 có thừa, hay còn gọi là
Dow's syndrome, trẻ sẽ chậm lớn, ngu đần,
hay có tật bẩm sinh về tim hoặc chết vì
ung thư máu.
Sau hơn 50
năm khoa di truyền học được thành
lập và tính di truyền qua các gen được
giải thích cặn kẽ, vẫn còn nhiều câu
hỏi chưa được giải đáp. Làm
thế nào các nhiễm sắc thể và gen của
chúng được sao chép đi sao chép lại
nhiều lần mà vẫn luôn luôn chính xác trong
sự phân chia từ tế bào này đến
tế bào khác? Bằng cách nào chúng điều
động và hướng dẫn sự chuyển
biến cấu trúc và tập tính của các sinh
mệnh? Một mô hình cấu trúc của DNA
được James Watson và Francis Crick thành lập và
công bố lần đâu tiên vào năm 1953. Mô hình
này giải thích tường tận sự tổng
hợp protein và tiến trình tái bản thông tin di
truyền. Vì vậy hai nhà bác học tác giả
của mô hình DNA được thưởng
giải Nobel Y học năm 1962.
Cấu trúc
của phân tử DNA gồm hai chuỗi xoắn do các
hợp chất hóa học gọi là nucleotide nằm
dọc theo hai chuỗi tạo thành. Chuỗi
đơn này xoắn chuỗi đơn kia tạo
nên một chuỗi xoắn kép giống hình một
thang lầu trôn ốc. Mỗi nucleotide gồm có ba
đơn vị: một phân tử đường
gọi là deoxyribose, một nhóm phosphate, và một
trong bốn hợp chất của nitơ gọi là
base: hoặc base A (gọi tắt adenine), hoặc base
G (gọi tắt guanine), hoặc base C (gọi
tắt cytosine), hoặc base T (gọi tắt thymine).
Phân tử đường chiếm vị trí
giữa, bên này là nhóm phosphate, bên kia là một
trong bốn base vừa kể. Nhóm phosphate của
mỗi nucleotide liên kết với phân tử
đường của nucleotide kế tiếp.
Những liên kết đường-phosphate nằm
trên chuỗi đơn này đối hợp
với liên kết đường-phosphate nằm trên
chuỗi đơn kia. Các base trên hai chuỗi đối
diện nhau giống như hai đầu của
một nấc thang, mỗi đầu nằm trên
một chuỗi đơn, và như vậy, chúng liên
kết hai chuỗi đơn với nhau. Do ái
lực hóa học nên nucleotide chứa A phía
chuỗi này luôn luôn cặp đôi với nucleotide
chứa T phía chuỗi kia, và nucleotide chứa C phía
chuỗi này luôn luôn cặp đôi với nucleotide
chứa G phía chuỗi kia.
DNA vận
tống mọi thông tin cần thiết để
chỉ dẫn sự tổng hợp protein (protein
synthesis) và sự tái bản (replication). Tổng
hợp protein có nghĩa là sản xuất các
thứ protein cần thiết cho sự hoạt động
và phát triển của virus hay của tế bào. Tái
bản có nghĩa là quá trình theo đó DNA tự làm
bản sao chính nó để truyền lại cho
virus hay tế bào kế thừa, đồng
thời chuyển trao thông tin cần thiết cho
việc sản xuất protein.
Các virus không
được xem như là tế bào vì chúng không
có thiết bị hóa học tái bản. Chúng
phải ăn bám (ký sinh) vào các tế bào để
nhờ đó mà phiên dịch mã hóa lệnh di
truyền của chúng hầu tự sản xuất
thêm ra.
Bằng cách
nào DNA chỉ thị sự sản xuất protein?
Protein là những hợp chất hữu cơ
tạo nên sinh vật và có nhiều chức năng
rất quan trọng tối cần thiết đối
với mọi cơ thể sống, như điều
tiết (regulation), vận chuyển (transport), bảo
vệ (protection), co rút (contraction), kiến tạo
cấu trúc (structure), và sản xuất năng lượng
(energy). Thí dụ: protein với tên gọi enzyme có
phận sự điều tiết các phản
ứng hóa học; hormone tiết chế các quá trình
sinh lý học; insulin kiểm soát sự vận
chuyển glucose vào tế bào. Huyết cầu
tố (hemoglobin) chuyển oxy và carbon dioxide vào máu;
protein trong màng tế bào kiểm soát sự giao lưu
các vật liệu thông qua màng tế bào; v.. v..
Ðơn
vị cấu tử của protein gồm có vào
khoảng 20 phân tử axit amin (amino acids). Cấu trúc
và chức năng của protein là do trình tự
sắp xếp các axit amin định đoạt. Trình
tự các axit amin lại do trình tự các base
của nucleotide trong DNA định đoạt. Tương
hợp với mỗi axit amin riêng biệt là
một bộ ba base của nucleotide gọi là mã hay
codon. Thí dụ: bộ ba GAC là mã của axit amin
leucine; bộ ba CAG là mã của axit amin valine. Nếu
một protein có 100 axit amin thời sẽ được
ghi mã bằng một đoạn phân tử DNA
gồm có 300 nucleotide. Chỉ một trong hai
chuỗi đơn cấu thành chuỗi xoắn kép
của một phân tử DNA là có chứa thông tin
cần thiết để sản xuất một trình
tự axit amin nào đó. Chuỗi này có tên là
chuỗi bản năng (sense strand). Chuỗi
đơn kia đóng vai trò phụ lực để
thực hiện sự tái bản (replication).
Sự
tổng hợp protein bắt đầu bằng
sự phân đôi một phân tử DNA.Trong quá trình
phiên mã (transcription), một đoạn cắt
(section) trong chuỗi bản năng của DNA dùng làm
mẫu hình (pattern) để sản xuất một
chuỗi mới gọi là thể truyền tin RNA
(messenger RNA viết tắt là mRNA; RNA tức
ribonucleid acid). Thể mRNA lìa khỏi nhân tế bào
và buộc vào một cấu trúc tế bào chuyên hóa
gọi là ribosome, cơ xưởng tổng hợp
protein. Các axit amin được tải đến
ribosome bằng một thứ RNA khác gọi là
thể vận chuyển RNA (transfer RNA; viết
tắt tRNA). Trong quá trình phiên dịch (translation), các
axit amin liên kết với nhau theo một trình
tự riêng biệt đúng theo mệnh lệnh
của mRNA để tạo lập một protein.
Gen là
một trình tự các nucleotide có chức năng
định rõ thứ tự sắp xếp các axit
amin trong một protein qua trung gian của một
thể truyền tin mRNA. Nếu biến đổi
một nucleotide của DNA bằng cách thay vào
một nucleotide khác với một base khác thời
kết quả là trình tự biến đổi các
base của nucleotide sẽ được truyền
lại cho tất cả con cháu tế bào hay virus
về sau. Do đó trình tự các axit amin trong protein
sản xuất cũng có thể biến đổi.
Một sự thay đổi như vậy gọi là
một đột biến (mutation). Hầu hết các
đột biến phát sinh từ sự sai lầm
trong quá trình tái bản. Bức xạ hay một
số hóa chất nào đó tác dụng trên tế
bào hay virus có thể gây ra đột biến.
Bằng cách
nào thực hiện được sự sao chép
một phân tử DNA? Sự tái bản một phân
tử DNA thực hiện trong nhân của tế bào
và xảy ra ngay trước khi tế bào phân hai. Tái
bản bắt đầu với sự tách hai
chuỗi xoắn kép của phân tử DNA nguyên
thủy xa nhau ra. Gọi hai chuỗi tách riêng là
chuỗi 1 và chuỗi 2 chẳng hạn. Mỗi
chuỗi tách riêng dùng làm mẫu hình để
tựa theo đó mà sắp ghép một chuỗi
bổ sung mới hầu tạo nên một tái
bản của DNA nguyên thủy. Sau đây ta xét cách
thức tái bản bằng vào chuỗi tách riêng 1 mà
thôi. Những gì xảy ra cho chuỗi 1 này cũng
lặp lại giống hệt cho chuỗi 2 kia.
Mỗi
nucleotide trong chuỗi 1 thu hút một nucleotide mới
đã được tế bào tạo sẵn trước
đó. Như vậy, một nucleotide trong chuỗi 1
liên kết với một nucleotide sẵn có tạo
thành một nấc thang của một phân tử
DNA mới. Nên nhớ sự liên kết chỉ
thực hiện do ái lực hóa học giữa A và
T, giữa C và G. Sau đó, các nucleotide bổ sung
được một enzyme có tên là DNA polymerase liên
kết lại thành chuỗi bổ sung chuỗi 1.
Sự liên kết được thực hiện
giữa nhóm phosphate của nucleotide này với phân
tử đường của nucleotide kế
tiếp, giống như trong DNA nguyên thủy.
Cuối cùng, bên cạnh chuỗi 1 ta có một
chuỗi bổ sung hợp với chuỗi 1 thành
một phân tử DNA mới, tái bản của DNA
nguyên thủy. Bên phía chuỗi 2, ta cũng có
một tái bản mới của DNA nguyên thủy.
Khi tế bào phân hai, mỗi phần tế bào
sẽ mang theo một tái bản của DNA nguyên
thủy vừa tạo lập.
Với
sự hiểu biết sâu rộng về cấu trúc
và chức năng của phân tử DNA và với
những tiến bộ trong việc triển khai
thuyết hệ thống, thử hỏi nên quan
niệm sự hiện khởi của sinh mệnh như
thế nào?
Các nhà khoa
học đưa ra rất nhiều giả
thuyết để giải thích nguồn gốc và
sự tiến hóa của sự sống. Khi đề
xướng các thuyết ấy họ nương vào
những bằng chứng tìm ra nơi các vật hóa
thạch (fossil), hoặc mô phỏng trên máy tính
(computer simulation) các điều kiện nhân duyên
hiện hữu trong thời kỳ sơ khai của
quả đất, hoặc tựa trên cấu trúc và
chức năng của các tế bào.
Quả đất
thành hình cách đây hơn 4 tỉ năm. Trong
một tỉ năm đầu, mọi điều
kiện nhân duyên để sự sống sinh
khởi lần lần hội đủ. Mới
đầu quả đất là một quả
cầu lửa. Nhờ thể tích khá lớn nên
quả cầu lửa khi nguội mới đủ
khả năng giữ lại một bầu khí
quyển và chứa đủ những nguyên tố
hóa học cơ bản cần thiết để
tạo tác những khối kiến trúc sự
sống. Quả đất lại cách xa mặt
trời một khoảng thích hợp, vừa đủ
xa để sự nguội diễn tiến theo
một quá trình chậm và hơi nước ngưng
tụ thành nước, và vừa đủ gần
để các khí không đóng băng vĩnh
viễn.
Sau độ
nửa tỉ năm lạnh lần, hơi nước
trong khí quyển ngưng tụ; mưa xối
xả suốt nhiều ngàn năm, và nước
tụ lại thành nhiều biển cạn. Suốt
thời gian dài quả đất tiếp tục
nguội, carbon, nguyên tố cơ bản của
sự sống, tổ hợp với hydro, oxy, nitơ,
sulfur, và photpho để tạo tác một số
lớn đủ thứ hợp chất hóa học.
Những nguyên tố vừa kể: C, H, O, N, S, P, là
những thành phần hóa học chính yếu có
mặt trong mọi sinh mệnh hiện nay.
Trong suốt
nhiều năm, các nhà khoa học bàn cãi về
vấn đề sự sống sinh khởi từ
một hỗn hợp vật liệu xuất
hiện vào thời kỳ quả đất
nguội đi và biển lan rộng ra. Có thuyết
cho rằng sự sống phát khởi do một
chớp điển. Thuyết khác cho rằng sự
sống được mang lại từ ngoài
quả đất qua trung gian của những
vẫn thạch. Có người bác bỏ hai
thuyết ấy sau khi tính thấy xác suất để
các trường hợp như vậy xảy ra quá
bé nhỏ gần như triệt tiêu. Hiện nay,
những công trình nghiên cứu về các hệ
thống có khả năng tự tổ chức
(self-organizing system) chứng minh không cần đến
những biến cố đột nhiên như
vừa đề cập để giải thích
sự sinh khởi của sự sống.
Theo
thuyết hệ thống, môi trường của
quả đất trong thời kỳ sơ khai
hội đủ điều kiện để
những phân tử phức hợp thành hình.
Một số phân tử phức hợp đó
lại có tính chất xúc tác đối với
nhiều loại phản ứng hóa học. Chính
những phản ứng xúc tác khác nhau lần
hồi móc lồng vào nhau để tạo ra
những mạng có khả năng tự tổ
chức và tự tái bản. DNA và RNA có thể là
thành phần chủ yếu của những mạng
này. Vì chỉ có DNA và RNA là những phân tử
hữu cơ có khả năng tự tái bản mà
thôi. Ðến giai đoạn này sự tiến hóa
tiền sinh học đã được định
hướng. Các chu trình xúc tác biến chuyển thành
những hệ thống gọi là hệ thống tiêu
tán (dissipative system), nghĩa là kín về tổ
chức nhưng hở về cấu trúc vì có giao lưu
năng lượng và vật chất. Những
hỗ tương tác dụng với bên ngoài
của những hệ thống tiêu tán gây ra sự
mất bền vững và làm xuất khởi
những hệ thống hóa học đa dạng hơn
như kết thành màng chẳng hạn. Do đó,
sinh khởi những hệ thống có màng bọc
quanh, có khả năng tự tái bản, tiến hóa
một thời gian, rồi tự hủy diệt.
Những hiện tượng như vậy xảy
ra liên tiếp không ngưng. Cuối cùng, vào
khoảng 2 tỉ năm về trước, xuất
hiện tế bào vi khuẩn đầu tiên và
từ đó sự sống bắt đầu
tiến hóa.
Những mô
hình khoa học vừa trình bày trên về tánh sinh,
trụ, diệt của sinh mệnh đưa đến
những nhận xét sau đây.
1. Những
chuỗi DNA và RNA là những kho lẫm thông tin
biểu hiện bộ mã hóa lệnh di truyền.
Tuy chưa hiểu biết chính xác bộ mã này
hiện khởi và phát triển như thế nào,
nhưng tựa vào thành quả nghiên cứu
bằng cách sử dụng nào là toán học, nào là
mô phỏng trên máy tính, nào là thí nghiệm trên các
phân tử sinh vật, các nhà sinh học tin rằng
một khi con số phân tử trong một quần
tập hóa chất đủ các loại tăng vượt
quá một ngưỡng mức nào đó, thời
toàn thể sinh mệnh xuất khởi đồng
loạt vị phân hóa như là một mạng các
phản ứng hóa học và xúc tác chuyển hóa liên
tục tự tạo tự sinh. Vào lúc ấy
bộ mã di truyền hiện khởi như là
một tính chất tự nhiên của một
phức hợp hóa học. Theo Stuart Kauffman, nhà nghiên
cứu nguồn gốc sinh mệnh rất nổi
tiếng, bí mật của sinh mệnh không tìm
thấy được nơi cấu trúc tuyệt
mỹ của chuỗi xoắn DNA hay RNA, mà chính
ở trong sự thành tựu tự nhiên những
hệ thống tiêu tán liên tục tự tạo
tự sinh.
2. Khái
niệm thông tin hiện nay rất thông dụng
nhờ khắp nơi đều biết cách
nhập dòng Internet là mạng lưới thông tin toàn
cầu. Thông tin mạng lưới phát hiện là
chữ, hình, hay âm thanh do thông tục quy định
nghĩa lý. Những thông tin này truyền dẫn
với một vận tốc không thể quá
tốc độ ánh sáng truyền dẫn. Thông tin
cất giữ trong DNA và RNA là một thứ thông
tin khác. Ðó là những mã lệnh. Một khi
được phiên mã (transcription) nghĩa là di
chuyển mã thông tin di truyền từ DNA qua mRNA và
được phiên dịch (translation) tức là quá
trình mRNA rời nhân đến ribosome và chuyển mã
thông tin di truyền thành lệnh tổng hợp
protein thời DNA hoàn tất vai trò tổng hợp
protein và tái bản truyền thừa. Trong khi
thực hiện hai quá trình nói trên, có thể
xảy ra đột biến, tức là sự thay
đổi tổ chức và cấu trúc của DNA,
hoặc do tia X, hoặc do tia tử ngoại,
hoặc do hóa chất tác dụng trên các base
của DNA. Ðột biến có thể gây chứng
ung thư hay những tính khác thường cho chính
cá nhân hay truyền xuống cho con cháu. Nhưng cũng
có những đột biến lợi ích phát
triển trong quần thể nhờ sự chọn
lọc tự nhiên theo thuyết tiến hóa của
Darwin.
3. Vì mọi
sinh hệ như tế bào (cell), cơ thể
(organism), đều là hệ thống tiêu tán, kín
trên phương diện tổ chức nhưng
hở trên phương diện cấu trúc, nên
chỉ tạm thời ổn định bền
vững. Nói cách khác, sinh mệnh luôn luôn ở
trong một chế độ bền vững nhưng
rất gần bờ vực của một chế
độ hỗn độn. Theo ngôn ngữ
hệ thống động lực học (dynamical
systems), trong một chế độ hỗn độn,
chỉ cần thay đổi điều kiện nhân
duyên trong hiện tại một lượng rất
bé nhỏ thời tất cả hệ thống
sẽ thay đổi dạng thức không thể lường
trước. Thí dụ: Vào đầu thập niên
1960, nhà thời tiết học Edward Lorenz nhận
thấy không thể tiên đoán thời tiết
trong một khoảng thời gian dài hạn vì
hệ thống động lực gồm ba phương
trình vi phân ông sử dụng để tiên đoán
thời tiết dẫn đến những lời
giải thật hỗn độn, nghĩa là điều
kiện nhân duyên vào một lúc nào đó thay đổi
tí chút là về sau quỹ đạo của
lời giải biến thiên theo nhiều cách
thật bất ngờ, không đoán trước
được. Bởi vậy trong thuyết hỗn
độn, hiện tượng này được
gọi là "hiệu quả bướm đập
cánh" (Butterfly effect). Một con bướm ở
Huế đập cánh nhẹ tức thời
một cơn giông tố dữ dội nổi lên
ở Hoa Thịnh Ðốn!
Nói theo ngôn
ngữ Phật giáo, tập tính tồn tại
của sinh mệnh là theo Trung đạo. Nghĩa là
không bền vững lâu dài để hóa ra thường
còn vĩnh viễn, không nghiêng về hỗn độn
để rơi vào hư vô đoạn diệt.
Theo Stuart Kauffman, lý do các hệ thống phức
tạp như sinh mệnh ở vào một cách
thế tạm thời ổn định bền
vững và rất gần bờ vực của
chế độ hỗn độn là bởi
tại luật tiến hóa (Darwin's evolution law) đặt
chúng vào trạng thái đó.
Tóm lại,
được thuyết minh như là hiện thân
của sự biến hóa của các phân tử di
truyền hay theo thuyết hệ thống tiêu tán liên
tục tự tạo tự sinh, sinh mệnh và
sự phát sinh của sinh mệnh đúng là pháp do
duyên khởi. Do đó, theo ngài Long Thọ, sinh
mệnh "là Không, là Giả danh, và cũng chính
là Trung đạo".
Tháng 12, 2000
|