[Dân trí] - Sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử sự sống trên Trái Đất thường được cho là bắt nguồn từ vụ nổ Cambrian, từ khoảng 541 đến 516 triệu năm trước, sự sống bắt đầu đa dạng hóa. Tuy nhiên, công bố mới cho thấy dường như cần có sự thay đổi về quan điểm này.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã công bố những phát hiện mới nhất cho thấy vụ nổ Cambrian chỉ là một trong hàng loạt các sự kiện dẫn đến sự đa dạng của hệ động vật chúng ta quan sát được trên thế giới ngày nay.
Những sự kiện này kéo dài đến ít nhất 571 triệu năm trước, trong thời kỳ Ediacaran, thời gian kéo dài từ khoảng 635 đến 541 triệu năm.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu hóa thạch từ cuối thời kỳ Ediacaran và nhận thấy sự gia tăng tính đa dạng tương ứng với những thay đổi cụ thể trong môi trường. Trên khắp hành tinh, sự dao động về lượng oxy và khoáng chất có sẵn cho các dạng sống cho thấy các sinh vật phức tạp có thể đã phát triển vào những thời điểm khác nhau.
Theo báo cáo trên tạp chí Nature Ecology & Evolution, nhóm nghiên cứu cho rằng các vụ nổ dẫn đến sự đa dạng động vật bắt đầu sớm hơn, xảy ra trong một thời gian dài hơn và thường xuyên hơn.
"Việc tích hợp dữ liệu từ hồ sơ hóa thạch với những thay đổi môi trường ảnh hưởng đến toàn hành tinh đang tiết lộ các mô hình và động lực của sự phát triển cuộc sống phức tạp trên Trái Đất. Chúng tôi từng nghĩ rằng động vật sớm xuất hiện nhanh chóng sau một sự kiện tiến hóa duy nhất, nhưng những phát hiện mới cho thấy nó thực sự đã xảy ra theo từng giai đoạn thì đúng hơn”, giáo sư Rachel Wood, đến từ Đại học Edinburgh, cho biết.
Nhóm nghiên cứu coi vụ nổ Cambrian là một sự kiện đa dạng hóa đặc biệt quan trọng nhưng không phải là một sự kiện độc nhất. Họ nói rằng nó là một phần của hàng loạt các sự kiện sau đó, với một số sự kiện xảy ra trước và những sự kiện khác diễn ra sau đó.
Nguyên nhân của vụ nổ Cambrian đến nay vẫn chưa được xác định rõ ràng. Mức oxy và sự hiện diện của khoáng chất có thể rất quan trọng, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng sự hình thành tầng ozone có thể là yếu tố chi phối. Các đề xuất khác bao gồm sự phát triển của mắt. Mối quan hệ giữa động vật săn mồi cũng có thể rất quan trọng, vì nó có thể tạo ra một cuộc chạy đua giữa các loài.
Trang Phạm [IFL Science]
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã công bố những phát hiện mới nhất cho thấy vụ nổ Cambrian chỉ là một trong hàng loạt các sự kiện dẫn đến sự đa dạng của hệ động vật chúng ta quan sát được trên thế giới ngày nay.
Những sự kiện này kéo dài đến ít nhất 571 triệu năm trước, trong thời kỳ Ediacaran, thời gian kéo dài từ khoảng 635 đến 541 triệu năm.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu hóa thạch từ cuối thời kỳ Ediacaran và nhận thấy sự gia tăng tính đa dạng tương ứng với những thay đổi cụ thể trong môi trường. Trên khắp hành tinh, sự dao động về lượng oxy và khoáng chất có sẵn cho các dạng sống cho thấy các sinh vật phức tạp có thể đã phát triển vào những thời điểm khác nhau.
Theo báo cáo trên tạp chí Nature Ecology & Evolution, nhóm nghiên cứu cho rằng các vụ nổ dẫn đến sự đa dạng động vật bắt đầu sớm hơn, xảy ra trong một thời gian dài hơn và thường xuyên hơn.
"Việc tích hợp dữ liệu từ hồ sơ hóa thạch với những thay đổi môi trường ảnh hưởng đến toàn hành tinh đang tiết lộ các mô hình và động lực của sự phát triển cuộc sống phức tạp trên Trái Đất. Chúng tôi từng nghĩ rằng động vật sớm xuất hiện nhanh chóng sau một sự kiện tiến hóa duy nhất, nhưng những phát hiện mới cho thấy nó thực sự đã xảy ra theo từng giai đoạn thì đúng hơn”, giáo sư Rachel Wood, đến từ Đại học Edinburgh, cho biết.
Nhóm nghiên cứu coi vụ nổ Cambrian là một sự kiện đa dạng hóa đặc biệt quan trọng nhưng không phải là một sự kiện độc nhất. Họ nói rằng nó là một phần của hàng loạt các sự kiện sau đó, với một số sự kiện xảy ra trước và những sự kiện khác diễn ra sau đó.
Nguyên nhân của vụ nổ Cambrian đến nay vẫn chưa được xác định rõ ràng. Mức oxy và sự hiện diện của khoáng chất có thể rất quan trọng, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng sự hình thành tầng ozone có thể là yếu tố chi phối. Các đề xuất khác bao gồm sự phát triển của mắt. Mối quan hệ giữa động vật săn mồi cũng có thể rất quan trọng, vì nó có thể tạo ra một cuộc chạy đua giữa các loài.
Trang Phạm [IFL Science]
Dân trí
Một nghiên cứu về lịch sử tiến hóa của động vật đã cho thấy cấu trúc loài động vật đầu tiên trên Trái đất – một sinh vật huyền bí mà chúng ta chỉ có thể suy đoán các đặc điểm của nó dựa trên hóa thạch cũng như nghiên cứu từ các loài còn tồn tại – có lẽ còn phức tạp hơn nhiều những điều trước đây chúng ta vẫn tin tưởng. Nghiên cứu này được Quỹ khoa học quốc gia tài trợ và được đăng tải trên trang nhất tờ Nature số ra ngày 10/04/2008. Nhờ công nghệ cao trong phân tích khối lượng lớn gen di truyền, nghiên cứu đã xác định được điểm phân nhánh sớm nhất tại phần gốc của cây phả hệ động vật. Charles Darwin chính là người đã giới thiệu cây sự sống với cấu trúc phân tầng theo mối quan hệ tiến hóa giữa các loài.
Thay đổi cây sự sống
Một trong những phát hiện gây ngạc nhiên của nghiên cứu là loài sứa phiến lược đã tách ra khỏi các loài động vật khác và tự đi trên con đường tiến hóa riêng của nó còn trước cả loài bọt biển. Điều thú vị này đã làm ngỡ ngàng những quan điểm truyền thống cho rằng loài bọt biển bé nhỏ là loài vật phân nhánh tiến hóa sớm nhất ở phần gốc của cây sự sống. Dunn cho biết: “Đây đúng là một cú sốc, đến nỗi ban đầu chúng tôi cho rằng có nhầm lẫn ở đâu đó”.
Lịch sử tiến hóa của loài sứa phiến lược tiết lộ những điều ngạc nhiên về loài động vật đầu tiên trên Trái đất [Ảnh: Casey Dunn] |
Nhưng ngay cả khi nhóm nghiên cứu của Dunn đã kiểm tra đi kiểm tra lại kết quả đồng thời bổ sung thêm nhiều dữ liệu thì những gì họ thu được vẫn chỉ là loài sứa phiến lược có mô và hệ thần kinh đã tách ra khỏi các loài khác trước cả loài bọt biển [không có mô, không có cả hệ thần kinh] Cũng theo Dunn, sự xuất hiện của những đại diện sứa phiến lược có cấu trúc tương đối phức tạp ở ngay phần gốc của cây sự sống chứng tỏ một điều rằng động vật đầu tiên trên Trái đất có lẽ cũng phức tạp hơn nhiều những gì chúng ta vẫn nghĩ.
Trong khi vẫn thận trọng cho rằng cần phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu bổ sung để chứng thực cho phát hiện của nhóm, Dunn cho biết loài sứa phiến lược chỉ có thể vượt qua loài bọt biển đơn giản về “tuổi đời” nhờ một trong hai kịch bản tiến hóa dưới đây:
1] Loài sứa phiến lược tự tiến hóa phức tạp độc lập với các loài động vật khác, sau khi nó tách nhánh để thực hiện con đường tiến hóa riêng của mình.
2] Loài bọt biển đã tiến hóa thành dạng đơn giản từ những sinh vật phức tạp hơn – Theo Dunn, đây là một khả năng nhằm nhấn mạnh sự thực là “tiến hóa không nhất thiết là phải phát triển cao hơn nhằm tăng mức độ phức tạp. Kịch bản tiến hóa này sẽ là một ví dụ xác thực và điển hình cho quy luật nói trên”.
Từ bao giờ?
Những con sứa phiến lược đầu tiên tách nhánh từ bao giờ? “Thật không may, chúng ta không hề có hóa thạch của những con sứa cổ nhất”, Dunn rầu rĩ. “Chính vì thế, không có cách nào để xác định thời điểm xuất hiện của những con sứa đầu tiên cũng như thời điểm chúng tách nhánh trên cây sự sống”. Theo Herendeen, sau khi tách khỏi các loài khác, có lẽ loài sứa phiến lược vẫn tiếp tục tiến hóa. Do đó, những con sứa phiến lược ngày này trông rất khác những con sứa ban đầu.
Cũng theo Patrick Herendeen – giám đốc Quỹ khoa học Quốc gia, những con sứa phiến lược mềm mại có tua cảm nhưng không có hình vòm đã trải qua con đường tiến hóa khác biệt so với loài sứa có hình vòm. Sự phân rẽ này cho thấy “các loài sứa phân loại theo hình dáng cơ thể cũng đã tiến hóa độc lập với nhau đến vài lần”.
Khoảng trống còn lại trên cây sự sống
Mặc dù có những lời giải đáp nói trên cùng với những phát hiện tiến hóa quan trọng của nhóm, cây sự sống vẫn đang trong quá trình thiết lập. Dunn cho biết: “Hiện các nhà khoa học ước tính có khoảng 10 triệu loài sinh vật cả thảy trên Trái đất. Nhưng cho đến này, chỉ có khoảng 1,8 triệu loài – đa số là động vật – được các nhà khoa học nghiên cứu. Rất ít loài được điền tên trên cây sự sống”.
Đột phá về phương pháp
Ít nhất thì một số khoảng trống còn lại trên cây tiến hóa sẽ có thể được lấp đầy nhờ sử dụng các phương pháp phân tích công nghệ cao được ứng dụng đầu tiên trong nghiên cứu của Dunn. Phương pháp trên đòi hỏi phải sử dụng 100 máy tính để phân tích một khối lượng dữ liệu nhiều hơn bất kì các nghiên cứu tiến hóa nào trước đây gộp lại. Herendeen phát biểu: “Phương pháp công nghệ cao của Dunn chính là cái chúng ta cần để tiếp tục thiết lập cây sự sống. Phương pháp này sẽ được áp dụng nhiều trong tương lai”. Dunn giải thích một trong những lợi ích của phương pháp mà nhóm của ông áp dụng rằng: “Mặc dù chúng ta chỉ quan sát chưa đến 100 loài, nhưng chúng được lấy mẫu theo cách có thể chỉ ra mối quan hệ của các nhóm động vật chính tương ứng với nhau. Do đó nghiên cứu này cũng như các nghiên cứu tương tự ngụ ý những vị trí trên cây tiến hóa của rất nhiều loài hơn là những loài được làm mẫu”.
Thử thách vẫn còn
Nhưng dù công cụ các nhà khoa học dùng để phân tích gen di truyền của các sinh vật có hiện đại đến đâu đi chăng nữa, họ vẫn phải chinh phục “những thử thách mà các nhà tự nhiên học đã phải đối mặt từ 200 năm trước”. “Thậm chí chúng ta còn chưa biết chính xác có bao nhiêu loài để mà biết phải tìm chúng ở đâu”, Dunn nói.
“Ngay cả khi việc phân tích ADN của các sinh vật trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm hơn nhờ các máy tính hiện đại, nhưng để tìm kiếm, thu thập và xác định các sinh vật vẫn rất tốn kém và gian nan”. Ví dụ như, nhóm của Dunn đã phải sử dụng các phương tiện điều khiển từ xa dưới nước để thu thập một con sứa phiến lược dùng cho nghiên cứu.
Dunn kết luận rằng: “Đáng ngạc nhiên là mặc dù có những tiến bộ lớn trong công nghệ chúng tavẫn phải hàng ngày đối mặt với những thử thách giống các nhà tự nhiên học cách đây 200 năm: phải tìm ra có bao nhiêu loài sống trên hành tinh chúng ta, phải tìm chúng ở đâu và làm cách nào để thu thập chúng”.