Tổ tiên của mọi loài động vật nằm trong hóa thạch ở Úc?

Bài báo được công bố ngày 23-3-2020 trong Proceedings of the National Academy of Sciences ̣(Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia) cho biết một nhóm dẫn đầu bởi các nhà địa chất từ trường Đại học Riverside bang California (UCR) đã phát hiện ra cụ tổ đầu tiên trên "cây gia phả" có chứa hầu hết các động vật được biết đến nay, gồm cả con người.

Các sinh vật đa bào sớm nhất, như bọt biển và thảm tảo, vốn có hình dạng khác nhau. Được gọi chung là Ediacaran Biota, nhóm này chứa các hóa thạch lâu đời nhất của các sinh vật đa bào phức tạp. Tuy nhiên, hầu hết những thứ này không liên quan trực tiếp đến các động vật ngày nay, bao gồm cả những sinh vật có hình hoa huệ được gọi là Dickinsonia do thiếu các đặc điểm cơ bản của hầu hết các loài động vật, như miệng hoặc ruột.

Sự phát triển của tính đối xứng hai bên là một bước quan trọng trong sự tiến hóa của đời sống động vật, mang lại cho sinh vật khả năng di chuyển có chủ đích và là cách phổ biến chung nhưng thành công để tổ chức cơ thể của chúng. Vô số động vật, từ giun, côn trùng đến khủng long và người, được tổ chức xung quanh kế hoạch cơ thể song đối cơ bản này.

Các nhà sinh học tiến hóa nghiên cứu về di truyền học của động vật hiện đại đã dự đoán tổ tiên lâu đời nhất của tất cả các loài song đối phải là đơn giản và nhỏ bé, với các giác quan thô sơ. Việc bảo quản và xác định di cốt hóa thạch của một con vật như vậy được cho là rất khó khăn, nếu không nói là không thể.

Suốt 15 năm qua, các nhà khoa học đã đồng ý rằng các hang hóa thạch từ thời kỳ Ediacaran cách đây 555 triệu năm và tìm thấy ở Nilpena, Nam Úc, là được tạo thành bởi những loài song đối. Nhưng do không thấy di cốt của sinh vật tạo ra hang nên các nhà khoa học không còn biết gì hơn là suy đoán.

Scott Evans, một tiến sĩ mới bảo vệ gần đây tại Đại học Riverside; và Mary Droser, một giáo sư địa chất, đã nhận thấy những dấu vết rất nhỏ hình bầu dục ở gần một vài hang này. Với kinh phí từ một khoản tài trợ của NASA, họ đã sử dụng máy quét laser ba chiều cho thấy hình dạng đều đặn, đầy đủ của một cơ thể hình trụ với đầu và đuôi khác biệt và cơ bắp có rãnh mờ. Sinh vật này có chiều dài từ 2-7 mm và rộng khoảng 1-2,5 mm, với kích thước và hình dạng lớn nhất bằng một hạt gạo, vừa đúng kích cỡ để tạo ra những cái hang nói trên.

Hình quét 3-D cho thấy con vật có đầu và đuôi

"Chúng tôi đã nghĩ rằng những con vật này có lẽ phải tồn tại trong cùng khoảng thời gian đó, nhưng luôn hiểu rằng sẽ khó mà nhận ra chúng", Evans nói. "Đến khi đã quét xong hình 3-D, chúng tôi biết rằng chúng tôi đã thực hiện một khám phá quan trọng."

Các nhà nghiên cứu, bao gồm Ian Hughes của Đại học San Diego và James Gehling của Bảo tàng Nam Úc, đã mô tả Ikaria wariootia, được đặt tên để thừa nhận những người thổ dân ban đầu của vùng đất. Tên chi xuất phát từ Ikara, có nghĩa là "nơi gặp gỡ" trong ngôn ngữ Adnyamathanha. Đó là tên mà tiếng Adnyamathanha dùng để chỉ một nhóm các ngọn núi được gọi bằng tiếng Anh là Wilpena Pound. Tên loài thì xuất phát từ núi Warioota Creek, chạy từ dãy núi Flinder đến Nilpena Station.

"Những cái hang của Ikaria nằm ở lớp thấp hơn bất cứ thứ gì khác. Đó là hóa thạch cổ nhất mà chúng ta có với loại phức tạp này", GS Droser nói. "Dickinsonia và những loài lớn khác có lẽ là những ngõ cụt tiến hóa. Chúng tôi biết rằng mình cũng có rất nhiều loài nhỏ và nghĩ rằng đây có thể là những loài song đối đầu tiên mà mình đang tìm kiếm."

Mặc dù có hình dạng tương đối đơn giản, nhưng Ikaria lại phức tạp so với các hóa thạch khác từ thời kỳ này. Nó vùi mình trong lớp cát mỏng đã oxy hóa nhiều dưới đáy đại dương để tìm kiếm chất hữu cơ làm thức ăn, cho thấy khả năng giác quan thô sơ. Độ sâu và độ cong của Ikaria thể hiện rõ ràng mặt phía trước và phía sau, hỗ trợ cho chuyển động có hướng được tìm thấy trong các hang.

Các hang đó cũng bảo tồn các đường vân hình chữ "V", cho thấy Ikaria di chuyển bằng cách co các cơ trên cơ thể của nó giống như một con sâu, được gọi là đầu tàu nhu động. Bằng chứng về sự dịch chuyển trầm tích trong các hang và dấu hiệu sinh vật ăn chất hữu cơ bị chôn vùi tiết lộ rằng Ikaria có thể có miệng, hậu môn và ruột.

"Đây là những gì mà các nhà sinh học tiến hóa đã dự đoán," GS Droser nói. "Thật thú vị khi những gì chúng tôi tìm thấy rất khớp với dự đoán của họ."