17.
Sinh mệnh tức Không
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