Những loài vật cổ đại kỳ lạ này đang viết lại thuyết tiến hóa động vật

Loài vật độc đáo này sống sót trong phù sa và chết trong phù sa. Trong vài giờ cuối cùng của cuộc đời, nó luồn lách dưới đáy biển, để lại dấu vết như vết lốp xe, và cuối cùng hoàn toàn bất động. Sau đó, các quá trình địa chất bắt đầu xảy ra. Trong 500 triệu năm tiếp theo, các lớp trầm tích đã biến thành đá, và để lại dấu vết về cái chết của chúng.

Sinh vật hóa thạch này trông giống như một sợi dây đã sờn, chỉ rộng vài cm. Nhưng có thể nói nó là loài tiên phong của mọi sinh vật trên hành tinh của chúng ta.

Bản đồ phục hồi hóa thạch của đảo Newfoundland, Canada, khoảng 560 triệu năm trước.

Đây là loài động vật được biết đến sớm nhất thể hiện rõ ràng sự kết hợp của hai đặc điểm mới: khả năng đi lang thang dưới đáy biển và cơ thể bị phân đoạn. Nó cũng là một trong những loài động vật lâu đời nhất được biết đến với đầu trước và sau rõ ràng, đối xứng trái - phải. Ngày nay, hầu như tất cả những loài động vật hiện đại đều có những đặc điểm tương tự như vậy.

Các nhà nghiên cứu thu thập được bằng chứng về sự di chuyển của chúng và khiến các nhà cổ sinh vật học cảm thấy hết sức ngạc nhiên. Hóa thạch ban đầu hiện được bảo quản trong một viện nghiên cứu ở Trung Quốc. Bản sao ghi lại khoảnh khắc cách đây 550 triệu năm. Nhóm của nhà cổ sinh vật học Xiao Shuhai đã chính thức mô tả loài này (Yilingia spiciformis) vào năm ngoái và lần theo những con đường mòn mà nó để lại trước khi chết. "Nó chỉ di chuyển xung quanh vào thời điểm đó, và sau đó đột ngột lăn ra chết", Xiao Shuhai cho biết.

Hóa thạch từ miền nam Trung Quốc. Con vật đã được đặt tên Yilingia spiciformis – có nghĩa là lỗi Yiling nhọn. Yiling là thành phố của Trung Quốc nằm gần địa điểm khám phá. Con vật dài bốn inch (10cm) có kích thước khoảng một phần tư inch (0,6cm) đến một inch (2,5cm).

Nhưng đây không phải là kết thúc của câu chuyện về sinh vật này. Mặc dù không ai biết nó thuộc về dạng sống nào, có thể chúng thuộc cùng một nhóm với loài giun đất, nhưng có một thực tế là chính những loài nhỏ bé yếu ớt này lại đang giúp nhân loại điền vào chỗ trông của những chi tiết chính về sự tiến hóa của động vật. Ngoài ra, loài này còn cho thấy một số đặc điểm điển động vật điển hình đã xuất hiện cách đây 500 triệu năm, sớm hơn so với những bằng chứng rõ ràng được đề xuất trước đây, Xiao Shuhai cho biết.

Giun Yiling không phải là sinh vật duy nhất có tại ​​khu vực này. Vào năm 2018, Xiao Shuhai và nhóm của ông đã cho biết một di tích bao gồm hai hàng vết lõm song song được tìm thấy ở Tam Hiệp của sông Dương Tử. Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng những di vật này được tạo ra bởi một loài động vật cách đây 550 triệu năm, chúng có thể đào lỗ và có nhiều cặp phần phụ - điều này sẽ khiến nó trở thành loài động vật được biết đến sớm nhất.

Những hóa thạch ở Trung Quốc này có niên đại từ trước vụ phun trào kỷ Cambri, đây là giai đoạn chuyển tiếp tiến hóa, bởi đây là thời điểm mà hầu hết các nhóm động vật trên Trái Đất lần đầu tiên xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch ngày nay.

Các nhà khoa học luôn tin rằng ranh giới giữa kỷ Cambri và Precambrian là điểm phân chia của quá trình tiến hóa - từ một thế giới nơi những sinh vật đơn giản và kỳ lạ phát triển mạnh mẽ đến một thời đại mà đại dương đầy rẫy những sinh vật phức tạp.

Các nhà nghiên cứu cho rằng động vật đã đi bộ từ thời Ediacaran, bắt đầu từ 635 triệu năm trước, sớm hơn so với suy nghĩ trước đây. "Phát hiện này cho thấy các động vật phân đoạn và di động đã tiến hóa cách đây 550 triệu năm", một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, Shuhai Xiao, giáo sư khoa học địa chất tại Virginia Tech, cho biết trong một tuyên bố của Fox News. "Tính cơ động khiến động vật có thể tạo ra một dấu chân không thể nhầm lẫn trên Trái đất, theo cả nghĩa đen và nghĩa bóng".

Tuy nhiên, ngày càng có nhiều kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng kỷ Ediacaran trước kỷ Cambri (635 triệu đến 541 triệu năm trước) là điểm mấu chốt trong quá trình tiến hóa của động vật - những hóa thạch sớm nhất của các đặc điểm giải phẫu mới đã được phát hiện trong thời kỳ này. Chẳng hạn như các cơ quan nội tạng và chân, cũng như những dấu vết cho thấy các hành vi phức tạp như ở trong hang động. Việc nghiên cứu sâu về các sinh vật kỷ Ediacaran có thể nói là chứng cứ ủng hộ một quan điểm đầy thách thức: sự bùng nổ sự sống kỷ Cambri thực ra không mang tính cách mạng như nhiều người vẫn nghĩ.

Rachel Wood, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Edinburgh, Vương quốc Anh, nói rằng sự bùng nổ sự sống ở kỷ Cambri "chỉ là một giai đoạn tiến hóa khác". "Đó không phải là một sự kiện chớp nhoáng. Nó sẽ không xảy ra nếu không có làn sóng tiến hóa mang tính cách mạng trước đó".

Các sinh vật Ediacaran xuất hiện trong bối cảnh vô cùng phức tạp, khi Trái Đất vẫn đang trong quá trình phục hồi sau một thời gian dài hỗn loạn, và phần lớn đại dương bị băng và tuyết bao phủ. Một thiên thạch khổng lồ đã va chạm với khu vực ngày nay là Australia, có thể tạo ra nhiều bụi và gây ra những thay đổi thảm khốc trên thế giới. Bề mặt Trái Đất bắt đầu tách ra: vào thời kỳ Ediacaran, một siêu lục địa đã bị phá vỡ, và một siêu lục địa khác hình thành do tác động của khối đất liền. Không có thực vật nào phát triển trên lục địa, và hàm lượng oxy trong đại dương dao động rất lớn.

Các nhà khoa học từng tin rằng cuộc sống phức tạp bắt đầu sau tất cả những xáo trộn này. Vào thời Darwin, không có hóa thạch nào được tìm thấy dưới các thành tạo đá ghi lại sự bùng nổ sự sống kỷ Cambri. Chính lỗ hổng này đã khiến Darwin bối rối. Ông kết luận rằng nếu thuyết tiến hóa của ông là đúng, thì phải có sự sống trước khi bùng nổ sự sống kỷ Cambri. Ông viết trong cuốn "Nguồn gốc các loài" năm 1859: "Tình hình hiện tại hẳn là không thể giải thích được".

Thế nhưng sự tiến thoái lưỡng nan của Darwin trên thực tế vẫn chưa được giải quyết trong suốt thế kỷ tiếp theo. Trong những năm 1930 và 1940, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy những dấu vết thú vị trên đá ở Úc và những nơi khác, nhưng những tảng đá đó không thực sự là tiền thạch anh. Sau đó, một số sinh viên người Anh cuối cùng đã mang lại một bước đột phá lớn trong nghiên cứu sinh học Ediacaran vào năm 1957.

Các sinh viên này đang nghiên tiến hành nghiên cứu trong một mỏ đá ở địa phương và đột nhiên nhận thấy một dấu vết giống như chiếc lá trên phiến đá cổ. Trevor Ford, một nhà địa chất học tại Đại học Leicester ở Anh, đã đến xem xét và nhận ra rằng nó được tạo ra bởi một sinh vật. Bài báo của Ford về di tích này đã cung cấp bằng chứng rõ ràng cho thấy các loài lớn và phức tạp đã tồn tại ở thời kỳ Precambrian. Nhưng tại thời điểm đó ông đã suy đoán rằng loại sinh vật này có thể là "tảo".

Nhưng suy đoán của Ford lại là suy đoán đầu tiên trong hàng loạt quan niệm sai lầm về danh tính của những sinh vật Ediacarans. Khi nhiều sinh vật Ediacaran được phát hiện, các nhà khoa học đã cố gắng suy ra vị trí của chúng trên cây sự sống. Một số hóa thạch là những cấu trúc hình tháp cao tới một mét; những hóa thạch khác giống như những chiếc đệm khí bị xì hơi. Chúng được gọi là địa y và tảo, nấm và cộng đồng vi khuẩn. Lidya Tarhan, một nhà địa sinh học tại Đại học Yale, cho biết: "Về cơ bản, bất kỳ lời giải thích nào bạn có thể nghĩ ra đều đã được đề xuất".

Cuối cùng, một lý thuyết táo bạo đã phá vỡ một số lượng lớn các tuyên bố khác nhau. Trong những năm 1980 và 1990, nhà cổ sinh vật học Adolf Seilacher thuộc Đại học Tubingen ở Đức đã đề xuất rằng nhiều dạng sống của Ediacaran không phải là động vật, mà thuộc về một nhóm kỳ lạ duy nhất, ông gọi là Là "Vendobionta".

Seilacher viết rằng những sinh vật này là "một thí nghiệm tiến hóa nhưng không thành công". Chúng thất bại khi những kẻ săn mồi hùng mạnh xuất hiện. Quan điểm của ông không được ủng hộ, nhưng chúng khiến các nhà nghiên cứu đặt câu hỏi về giả định của họ. "Vào thời điểm đó, đó là một ý tưởng đáng kinh ngạc", Simon Darroch, nhà địa sinh vật học tại Đại học Vanderbilt, Hoa Kỳ, cho biết "Trước đó, mọi người đều nghĩ chúng có thể là sứa, nhưng điều này cũng là một suy đoán hoàn toàn sai lầm".

Hiện nay, hầu hết các nhà khoa học đang đạt được sự đồng thuận rằng các sinh vật Ediacaran là một dạng lai tạo của các dạng sống khác nhau, chứ không phải là một nhóm khép kín do Seilacher đề xuất. Frances Dunn, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Oxford, Vương quốc Anh cho biết: "Thật không phù hợp khi nghĩ rằng chúng là một 'thí nghiệm thất bại'. Chúng có thể đại diện cho tổ tiên của nhiều sinh vật khác nhau". Nhiều nhà khoa học cũng đồng ý với quan điểm rằng một số sinh vật Ediacaran có thể là động vật, kể cả một số trông không giống bất kỳ động vật nào hiện có.

Quan điểm này phù hợp với bằng chứng di truyền cho thấy động vật xuất hiện lần đầu tiên cách đây hơn 600 triệu năm. Không có hóa thạch rõ ràng để minh họa buổi bình minh của quá trình tiến hóa động vật, nhưng những con metazan đầu có thể là những sinh vật đơn giản nhỏ và mềm, bao gồm tổ tiên của các sinh vật hiện đại như bọt biển và san hô. Nhưng trên thực tế, không dễ để xác định hóa thạch nào là động vật và hóa thạch nào không.