Giải đáp thắc mắc: Loài dơi đã tiến hóa từ con vật gì? Tổ tiên của chúng có phải là loài chuột không?

Tổ tiên của động vật có vú

Trong phân loại khoa học, dơi được gọi là Chiroptera, thuộc phân lớp Động vật có vú. Theo thống kê của các nhà sinh vật học, cho tới nay có 1.200 loài thuộc bộ dơi (Chiroptera), chiếm 23% tổng số các loài của lớp thú (Mammalia), xếp thứ 2 sau bộ gặm nhấm (bộ chuột) và điều này cũng chứng tỏ sự thành công trong quá trình tiến hóa của bộ dơi.

Các loài động vật có vú sớm nhất xuất hiện vào cuối kỷ Trias cách đây 225 triệu năm, do sự kiểm soát sinh thái của khủng long, động vật có vú không phát triển nhiều trong suốt Đại Trung sinh. Để tránh sự cạnh tranh trực tiếp với khủng long, động vật có vú thời kỳ đầu có kích thước rất nhỏ, chỉ bằng kích thước của dơi hoặc chuột ngày nay. Chúng chọn hoạt động vào ban đêm và ăn côn trùng. Nhiều loài có thể leo cây.

Tổ tiên của động vật có vú không thể nhìn rõ màu sắc trong các hoạt động ban đêm, vì vậy khả năng nhận biết màu sắc của chúng bị suy giảm rất nhiều. Thay vào đó, thính giác và khứu giác của chúng đặc biệt nhạy bén.

Ngoài ra, chúng còn tiến hóa và phát triển một cơ chế nhiệt độ bên trong cơ thể giúp duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định. Từ đó chúng có thể duy trì hoạt động một cách bình thường ngay cả trong những đêm lạnh giá. Con người chúng ta cũng vẫn còn được thừa hưởng nhiều đặc điểm ưu việt mà những tổ tiên nhỏ bé này di truyền lại.

Hình ảnh phục dựng tổ tiên của các loài động vật có vú hiện đại.

Hãy cùng tìm hiểu về "tổ tiên của tất cả các loài động vật có vú" trông như thế nào. Eomaia sống vào đầu kỷ Phấn trắng khoảng 125 triệu năm trước. Một hóa thạch hoàn chỉnh được tìm thấy ở huyện Yixian, Liêu Ninh, Trung Quốc, ước tính dài khoảng 10-14 cm và nặng khoảng 20 - 25 gram.

Tư những mẫu răng và lông còn lưu giữ được ở hóa thạch có thể thấy đây là một loài có răng phân hóa, hoàn toàn khác so với các loài bò sát. Eomaia là loài động vật nhỏ bé và sở hữu khả năng leo cây rất giỏi nên chúng còn được mệnh danh là tổ tiên thú leo cây. Về bản chất, có thể nói Eomaia là loài họ hàng rất xa của chúng ta.

Thông qua các phân tích và nghiên cứu, các nhà cổ sinh vật học nhận thấy rằng loài Eomaia hoàn toàn không có nhau thai, đây là đặc điểm hoàn toàn khác với tất cả các loài thú hiện nay. Hơn nữa, loài này có xương mu phía dưới, đặc điểm này chỉ còn tồn tại ở những loài thú có túi và thú mỏ vịt.

Theo phân tích phát sinh loài vào năm 2013, Eomaia là một loài thú tương đối nguyên thủy và không liên quan gì đến nhánh Eutheria của lớp thú.

Loài Juramaia sinensis, được khai quật ở phía tây Liêu Ninh, Trung Quốc, dài 7 - 10 cm và nặng khoảng 15 gram. Loài động vật có vú cổ đại này trông hơi giống một con chuột lớn. Đánh giá từ cấu tạo xương của chi trước, nó có thể leo cây và là một loài ăn côn trùng.

Chúng sống trong kỷ Jura muộn cách đây 160 triệu năm và các nhà khoa học tin rằng nó có thể là tổ tiên chung của tất cả các loài thú thuộc nhánh Eutheria. Tuy nhiên, Juramaia là loài đang trong giai đoạn chuyển tiếp từ Metatheria (thú có túi) sang Eutheria, và nó vẫn chưa phải là một loài thuộc nhánh Eutheria.

Theo phân tích di truyền phân tử, loài dơi có tổ tiên là loài Eutheria sớm nhất, xuất hiện vào kỷ Phấn trắng giữa khoảng 100 đến 90 triệu năm trước - chung tổ tiên với loài chuột và tất cả các loài động vật có vú thuộc nhánh Eutheria (bao gồm cả con người).

Loài Juramaia sinensis.

Nguồn gốc và sự tiến hóa của loài dơi

Cách đây 66 triệu năm, một thiên thạch khổng lồ đã va vào Trái Đất. Điều này đã dẫn đến sự tuyệt chủng của các loài khủng long và mở ra không gian sinh trưởng và phát triển mới cho động vật có vú. Trong số ba nhóm động vật có vú chính: thú mỏ vịt, thú có túi và Eutheria thì nhánh Eutheria được hưởng lợi nhiều nhất.

Cho tới nay, có 6 trong số 7 họa của nhánh động vật Eutheria vẫn còn sống sót và phát triển trên hành tinh của chúng ta. Sau thảm họa, những con thú thuộc nhánh Eutheria đã nhanh chóng thích nghi với bức xạ và lấp đầy chỗ trống trong hệ sinh thái. Đi theo đó là sự phát triển của loài dơi và chuột.

Khi đó, trên Trái Đất chỉ có hai lục địa là bắc và nam, các loài thú nguyên thủy ở hai lục địa phát triển riêng biệt, bởi vậy chúng được chia thành hai nhóm: quần thể thú phương Bắc và quần thể thú Đại Tây Dương. Cả dơi và chuột đều thuộc vào quần thể thú phương Bắc, nhưng trong giai đoạn tiến hóa tiếp theo thì tổ tiên của loài dơi và chuột đã tách ra thành hai nhánh riêng biệt.

Loài chuột thuộc thứ tự chung với nhóm động vật có vú Archonta. Thứ tự chung này bao gồm các loài linh trưởng, họ chồn bay, động vật gặm nhấm và bộ thỏ. Trong số đó, trật tự của loài người là linh trưởng.

Chồn bay Philippines có cánh bằng da, có phần giống với dơi, chúng có thể lướt đi một quãng đường dài, điều này chứng tỏ các loài động vật có vú thuộc nhóm Archonta cũng đã từng cố gắng chinh phục bầu trời trong lịch sử tiến hóa. Tuy nhiên, trong số tất cả các loài động vật, chỉ có loài dơi thuộc phân bộ Laurasiatheria là loài động vật có vú thành công trong việc chinh phục bầu trời.

 

Laurasiatheria là phân bộ lớn nhất của các loài động vật có vú thuộc nhánh Eutheria. Phân bộ này bao gồm bao gồm Chiroptera (dơi), Insectivora (nhím và chuột chù), Ungulata (cá voi và động vật móng guốc), và Ferae ( Bộ ăn thịt và tê tê).

Sự tiến hóa của phân bộ Laurasiatheria nguyên thủy được bắt đầu ngay khi loài khủng long vừa mới tuyệt chủng. Các hóa thạch dơi sớm nhất được tìm thấy có niên đại khoảng 55 triệu năm trước.

Trong thời kỳ Đại Tân sinh, dơi vẫn giữ nguyên hình dạng tổ tiên là động vật nhỏ bé ăn côn trùng di chuyển trên cây và hoạt động về đêm. Vào thời điểm này, Trái Đất đang trải qua sự kiện Paleocene - Eocene Thermal Maximum. Khí hậu của Trái Đất khá nóng ẩm và đây cũng là môi trường của những loài côn trùng bay phát triển thịnh vượng.

Với số lượng các loài côn trùng bay ngày càng phong phú, tổ tiên của loài dơi đã tiến hóa để có thể săn bắt được những loài côn trùng bay này.

Chúng thay đổi phương thức di chuyển chỉ đơn thuần từ trên cây thành thường xuyên nhẩy giữa các cành cây, sau nhiều thế hệ chọn lọc tự nhiên, loài dơi dần dần hình thành đôi cánh và chuyển hẳn phương thức di chuyển sang bay lượn.

 

Năm 2003, các nhà cổ sinh vật học đã tìm thấy hai loại hóa thạch dơi nguyên thủy trong địa tầng Eocen tại Wyoming, Hoa Kỳ lần lượt là dơi Icaronycteris và dơi Onychonycteris. Cả hai loài này đều có những đặc điểm của việc bay: chúng có đôi cánh bằng màng da và phần vai cơ bắp phát triển cho chức năng bay.

Ngoài ra, cả hai loài dơi này còn có những dấu vết rất nguyên thủy như cánh ngắn, chi trước ngắn hơn chân sau, điều này cũng chứng tỏ rằng chúng không thể bay nhanh bằng các loài dơi hiện đại, nhưng chúng vẫn có thể leo trèo trên cây như những tổ tiên xa xưa.

Hình ảnh phục dựng loài dơi Icaronycteris.

Tuy nhiên, khi phân tích kỹ hóa thạch của hai loài dơi nguyên thủy trên, các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra chúng cũng có những điểm khác biệt đáng kể. Loài dơi Icaronycteris có cấu tạo ốc tai mở rộng, dựa vào cấu tạo của xương siêu âm có thể thấy nó có thể phát ra sóng siêu âm, điều này chứng tỏ dơi Icaronycteris có khả năng định vị bằng tiếng vang tương tự như dơi hiện đại.

Trong khi đó, loài dơi Onychonycteris không có những cấu trúc như vậy, nên có thể biết được rằng mặc dù loài này có thể bay tuy nhiên chúng vẫn chưa có khả năng định vị bằng tiếng vang.

 

Việc phát hiện ra hai hóa thạch dơi cổ đại này có có ý nghĩa rất lớn đối với việc chứng minh nguồn gốc của loài dơi. Đầu tiên, việc bay của loài dơi được bắt nguồn từ việc di chuyển trên cây chứ không phải từ việc di chuyển dưới mặt đất. Thứ hai, sự tiến hóa về khả năng bay của loài dơi có trước khả năng định vị bằng tiếng vang.

Thứ ba, loài dơi Icaronycteris có thể là một nhánh chính trong cây tiến hóa của loài dơi hiện đại, hoặc ít nhất là chúng có họ hàng gần gũi với nhau, trong khi đó loài dơi Onychonycteris là một loài họ hàng xa, vì không có khả năng định vị bằng tiếng vang nên chúng đã nhanh chóng bị đào thải bởi chọn lọc tự nhiên.

Hình ảnh phục dựng loài dơi Onychonycteris.

Ngày nay, chúng ta vẫn biết rất ít về sự tiến hóa của loài dơi, điều này chủ yếu là do bộ xương của loài dơi tương đối nhỏ và rất khó để trở thành hóa thạch. Các loài dơi hiện đại được phân thành hai nhánh chính: dơi ăn côn trùng và dơi ăn hoa quả.

Trước kia có nhiều lời đồn đoán cho rằng dơi được tiến hóa từ loài chuột hay chúng có quan hệ họ hàng với các loài khủng long bay bởi đôi cánh có nhiều điểm tương đồng. Nhưng khoa học hiện đại đã xác nhận được rằng tổ tiên của loài dơi hoàn toàn không phải là chuột, chúng có mối quan hệ tiến hóa song song và đều tiến hóa từ động vật có vú cổ đại.