Sự sống thật sự phát sáng: Thí nghiệm hé lộ ánh sáng bí ẩn biến mất khi sinh vật chết

Sự sống, theo đúng nghĩa đen, có thể đang phát sáng. Đó là kết luận gây kinh ngạc từ một thí nghiệm mới được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Calgary và Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada. Thông qua những thí nghiệm đặc biệt trên chuột sống và lá của hai loài thực vật khác nhau, nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên ghi nhận bằng chứng vật lý trực tiếp cho thấy một hiện tượng kỳ lạ mang tên “biophoton” – những photon ánh sáng cực yếu do sinh vật sống phát ra – đột ngột biến mất khi sinh vật chết. Phát hiện này mở ra khả năng rằng tất cả các sinh vật sống, bao gồm cả con người, đều có thể “phát sáng” khi khỏe mạnh, cho đến khi sự sống chấm dứt.

Thoạt nghe, phát hiện này có vẻ mang màu sắc huyền bí hoặc thậm chí “ngoài lề” khoa học. Trong quá khứ, các nghiên cứu liên quan đến phát xạ điện từ sinh học thường bị gắn liền với những tuyên bố siêu nhiên đã bị bác bỏ, như hào quang hay “khí sắc” bao quanh cơ thể sống. Hơn nữa, ngay cả về mặt lý thuyết, ánh sáng phát ra từ các quá trình sinh học được cho là cực kỳ yếu, dễ dàng bị lấn át bởi bức xạ điện từ trong môi trường xung quanh và nhiệt lượng phát sinh từ quá trình trao đổi chất. Điều này khiến việc đo lường chính xác ánh sáng đó trên toàn bộ cơ thể sống trở thành một thách thức lớn. Tuy nhiên, nhà vật lý Vahid Salari thuộc Đại học Calgary và các cộng sự của ông khẳng định họ đã quan sát được hiện tượng này một cách rõ ràng. Nhóm nghiên cứu ghi nhận sự phát xạ photon siêu yếu (Ultraweak Photon Emission – UPE) ở nhiều động vật còn sống, với sự tương phản rõ rệt so với cơ thể của chính chúng sau khi đã chết. Hiện tượng tương tự cũng được phát hiện trên lá của một số loài thực vật.

Bản thân khái niệm biophoton từ lâu đã gây tranh cãi trong giới khoa học. Nhiều quá trình sinh học đã được biết đến là có thể tạo ra ánh sáng mạnh, chẳng hạn như hiện tượng phát quang hóa học (chemiluminescence). Ngoài ra, trong suốt nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã ghi nhận sự phát ra tự phát của ánh sáng có bước sóng từ 200 đến 1.000 nanomet từ những phản ứng ít rõ ràng hơn trong nhiều loại tế bào sống – từ mô tim bò cho đến các quần thể vi khuẩn. Một trong những giả thuyết thuyết phục nhất cho nguồn gốc của loại bức xạ này là các dạng oxy phản ứng (Reactive Oxygen Species – ROS), được tế bào sống tạo ra khi chịu căng thẳng như nhiệt độ cao, chất độc, mầm bệnh hoặc thiếu dinh dưỡng. Ví dụ, khi có đủ phân tử hydrogen peroxide, các chất như lipid và protein có thể trải qua những biến đổi khiến electron của chúng chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn, sau đó giải phóng photon khi trở lại trạng thái ổn định. Nếu có thể theo dõi từ xa mức độ “căng thẳng” của các mô trong cơ thể người, động vật, cây trồng hoặc thậm chí là mẫu vi khuẩn, công nghệ này có thể trở thành một công cụ chẩn đoán và nghiên cứu không xâm lấn cực kỳ mạnh mẽ trong y học và sinh học. Để kiểm chứng liệu hiện tượng này có thể quan sát được trên toàn bộ cơ thể sống – chứ không chỉ trên mô riêng lẻ – nhóm nghiên cứu đã sử dụng các camera CCD và EMCCD có độ nhạy cực cao. Họ so sánh lượng ánh sáng phát ra từ chuột khi còn sống và sau khi chết.

Bốn con chuột được cố định, lần lượt đặt vào một hộp tối hoàn toàn và được ghi hình trong vòng một giờ. Sau đó, chúng được gây chết nhân đạo và tiếp tục được ghi hình thêm một giờ nữa. Đáng chú ý, ngay cả sau khi chết, chuột vẫn được giữ ở nhiệt độ cơ thể nhằm loại trừ ảnh hưởng của nhiệt. Kết quả cho thấy các nhà nghiên cứu có thể ghi nhận từng photon riêng lẻ trong vùng ánh sáng khả kiến phát ra từ tế bào chuột, cả trước và sau khi chết. Tuy nhiên, số lượng photon giảm mạnh sau khi sự sống chấm dứt, cho thấy mối liên hệ rõ ràng giữa ánh sáng biophoton và trạng thái sống của sinh vật. Những thí nghiệm tương tự trên lá cây cải xoong thale (Arabidopsis thaliana) và cây ngũ gia bì lùn (Heptapleurum arboricola) cũng cho kết quả ấn tượng không kém. Khi các lá cây bị gây tổn thương vật lý hoặc xử lý bằng hóa chất, vùng bị tổn thương phát sáng rõ rệt hơn vùng lành, trong suốt 16 giờ quan sát. Điều này củng cố giả thuyết rằng các dạng oxy phản ứng chính là nguồn gốc của ánh sáng mờ ảo này. “Các kết quả của chúng tôi cho thấy những vùng bị tổn thương trên tất cả các lá cây đều phát sáng mạnh hơn đáng kể so với vùng không bị tổn thương trong toàn bộ thời gian ghi hình,” nhóm nghiên cứu viết trong báo cáo. Nghiên cứu này mở ra khả năng rằng, trong tương lai, ánh sáng mờ nhạt phát ra từ các tế bào đang chịu stress có thể trở thành ‘chỉ dấu’ cho tình trạng sức khỏe. Có lẽ một ngày nào đó, chúng ta sẽ không chỉ “cảm thấy” khỏe mạnh – mà còn thực sự phát sáng theo đúng nghĩa khoa học.