Dũng Virgo
Một mẫu hóa thạch nhỏ được tìm thấy tại Texas từ năm 1985 vừa giúp các nhà khoa học nhìn lại một giai đoạn quan trọng trong lịch sử tiến hóa của côn trùng. Sinh vật này sống cách đây khoảng 324 triệu năm, có cơ thể dài hơn 3 cm và sở hữu tới 24 chân.
Điều đặc biệt không chỉ nằm ở số lượng chi khác thường. Mẫu vật còn mang sự kết hợp giữa các đặc điểm phù hợp với đời sống trên cạn và những cấu trúc gợi liên tưởng đến khả năng bơi hoặc hô hấp trong môi trường nước. Phát hiện này củng cố giả thuyết rằng côn trùng không chinh phục đất liền trong một bước nhảy đột ngột, mà trải qua giai đoạn chuyển tiếp kéo dài ở những vùng nước nông, đầm lầy và ven biển.
Mẫu vật bị nhận dạng sai trong gần 40 năm
Hóa thạch được phát hiện tại khu vực gần trang trại Rough Creek, thuộc quận Brewster, bang Texas. Nó xuất hiện dưới dạng một vết sẫm màu khá phẳng trên đá phiến sét, không có hình thái rõ ràng như nhiều mẫu hóa thạch được bảo tồn tốt.
Do nằm trong cùng tầng đá với Tesnusocaris goldichi, một loài giáp xác nhiều phân đoạn, mẫu vật nhanh chóng được xếp vào nhóm giáp xác non. Cách phân loại này dường như hợp lý ở thời điểm đó, bởi các đường nét trên hóa thạch rất mờ và chưa cho thấy rõ cấu trúc cơ thể.
Sai sót ấy khiến mẫu vật bị lãng quên trong thời gian dài. Bước ngoặt chỉ đến khi Erik Tihelka, nhà cổ sinh vật học côn trùng tại Đại học Cambridge, bắt gặp bản vẽ của hóa thạch trong một cuốn sách giáo khoa cũ bằng tiếng Nga. Một số chi tiết trong bản vẽ khiến ông nghi ngờ rằng sinh vật này có thể không phải giáp xác.
Nhóm nghiên cứu sau đó tiếp cận mẫu vật gốc và kiểm tra lại bằng kính hiển vi sử dụng ánh sáng phân cực chéo. Phương pháp này làm nổi bật những khác biệt về vật liệu và cấu trúc trên bề mặt đá, qua đó giúp các đường nét của cơ thể hóa thạch hiện lên rõ hơn so với quan sát thông thường.
Chosha praecursor có cấu tạo cơ thể ra sao?
Sinh vật được đặt tên khoa học là Chosha praecursor. Kết quả phân tích cho thấy nó có phần ngực gồm ba đốt, bụng gồm 11 phân đoạn, một cặp râu dài, sợi đuôi nằm ở trung tâm và cơ quan đặt trứng. Những đặc điểm này cho thấy mẫu vật nhiều khả năng là một cá thể cái trưởng thành.
Phần cơ thể dài khoảng 3,2 cm. Nếu tính cả sợi đuôi, chiều dài tổng thể có thể gần 5 cm. Kích thước không lớn, nhưng cấu trúc giải phẫu lại rất đáng chú ý.
- Ba cặp chân ở phần ngực tạo thành sáu chân, tương tự đặc điểm cơ bản của côn trùng hiện đại.
- Chín phân đoạn ở phần bụng mang các cặp chân có khớp nối, bổ sung thêm 18 chi.
- Tổng số chân được ghi nhận trên cơ thể là 24.
- Các chân bụng có dạng dẹt, giống mái chèo và sở hữu những rãnh nhỏ.
- Cơ quan đặt trứng cho thấy sinh vật có khả năng đưa trứng vào những vị trí được che chắn.
Ở côn trùng ngày nay, sáu chân ngực là một trong những đặc điểm nhận diện quan trọng nhất. Vì vậy, sự hiện diện của thêm 18 chân ở bụng khiến Chosha praecursor trở thành một mắt xích đặc biệt trong câu chuyện tiến hóa của nhóm động vật này.
24 chân không có nghĩa đây là “côn trùng khổng lồ”
Việc gọi Chosha praecursor là sinh vật giống côn trùng cần được hiểu trong bối cảnh tiến hóa. Các nhà nghiên cứu không xếp nó vào nhóm côn trùng hiện đại, mà đặt nó ở vị trí ngay bên ngoài nhánh này.
Nói cách khác, đây có thể là một đại diện rất sớm của dòng tiến hóa dẫn đến côn trùng, thay vì một loài côn trùng hoàn chỉnh theo tiêu chuẩn ngày nay. Cơ thể của nó vẫn giữ lại nhiều đặc điểm nguyên thủy mà các loài côn trùng hiện đại đã mất trong quá trình thích nghi.
Để xác định vị trí của hóa thạch, nhóm nghiên cứu so sánh 58 đặc điểm giải phẫu với 22 nhóm động vật chân khớp khác. Kết quả cũng khiến ba hóa thạch bí ẩn từng được biết đến trước đó được sắp xếp lại vị trí, trong đó có Leverhulmia mariae, mẫu vật khoảng 405 triệu năm tuổi được tìm thấy tại Scotland.
Lấp khoảng trống trong lịch sử tiến hóa
Hồ sơ hóa thạch từng cho thấy các loài sáu chân sớm đã xuất hiện từ kỷ Devon, nhưng dữ liệu về giai đoạn sau đó lại không liên tục. Khoảng trống này kéo dài khoảng 80 triệu năm, trước khi côn trùng trở nên đa dạng hơn trong kỷ Than đá.
Sự xuất hiện của Chosha praecursor cùng những mẫu vật được xem xét lại giúp thu hẹp khoảng đứt gãy nói trên. Chúng cung cấp thêm bằng chứng cho thấy tổ tiên của côn trùng có thể đã trải qua nhiều dạng cơ thể khác nhau, thay vì duy trì ngay lập tức kiểu hình sáu chân quen thuộc.
Phát hiện này cũng nhắc nhở giới nghiên cứu rằng hồ sơ hóa thạch có thể che giấu những thông tin quan trọng trong các mẫu vật tưởng như không đáng chú ý. Một vết màu mờ trên đá, nếu được phân tích bằng kỹ thuật phù hợp, vẫn có thể thay đổi cách con người hiểu về một nhánh tiến hóa lớn.
Dấu hiệu của lối sống giữa nước và cạn
Điểm gây chú ý nhất trên cơ thể hóa thạch là các chân bụng dẹt, có rãnh và giống mái chèo. Hình thái này tương đồng với cơ quan dạng mang ở một số loài phù du hiện nay. Vì vậy, chúng có thể từng hỗ trợ hô hấp, bơi hoặc tạo lực đẩy khi sinh vật di chuyển trong lớp bùn ở vùng nước nông.
Trong khi đó, sáu chân ở phần ngực dường như phù hợp hơn với việc di chuyển trên bề mặt rắn. Sự phân hóa giữa chân ngực và chân bụng gợi ý rằng Chosha praecursor có thể sử dụng hai nhóm chi cho những nhiệm vụ khác nhau, tùy thuộc vào môi trường.
Cơ quan đặt trứng cũng đưa ra một manh mối về hành vi sinh sản. Sinh vật này có thể đưa trứng vào các khe đá hoặc vị trí tương đối an toàn, thay vì thả trứng hoàn toàn tự do trong dòng nước.
Hình thái của Chosha praecursor cho thấy quá trình chuyển từ nước lên cạn có thể diễn ra từng bước, thông qua các môi trường giao thoa như đầm lầy, đồng bằng sông và vùng ven biển.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn thận trọng khi diễn giải khả năng hô hấp của loài này. Mẫu hóa thạch chưa bảo tồn được hệ thống lỗ thở, vì vậy chưa thể khẳng định chắc chắn rằng nó đã hô hấp trực tiếp bằng không khí như côn trùng trên cạn ngày nay.
Vì sao phát hiện này quan trọng?
Trước đây, nguồn gốc của côn trùng thường được hình dung theo một chuỗi chuyển đổi khá đơn giản: động vật chân khớp sống dưới nước dần mất các chi phụ, hình thành cơ thể sáu chân rồi tiến lên đất liền. Hóa thạch mới cho thấy thực tế có thể phức tạp hơn nhiều.
Các tổ tiên xa xưa của côn trùng có thể đã trải qua giai đoạn vừa phụ thuộc vào nước, vừa có khả năng hoạt động trên đất ẩm. Những cấu trúc như chân bụng dạng mang có thể giúp chúng tồn tại ở môi trường biến động, nơi mực nước, bùn và bề mặt khô xen kẽ nhau.
Góc nhìn này tương tự cách giới khoa học từng xem xét các nhánh động vật cổ khác: đặc điểm cơ thể không phải lúc nào cũng xuất hiện theo một gói hoàn chỉnh. Một số bộ phận có thể thích nghi trước, trong khi những đặc điểm khác tiếp tục thay đổi qua hàng triệu năm. Các câu hỏi về việc vì sao một số động vật giữ lại hình thái cổ đại, chẳng hạn lịch sử tiến hóa đặc biệt của cá sấu, cũng cho thấy quá trình tiến hóa không phải lúc nào diễn ra theo cùng một hướng.
Giá trị lớn nhất của Chosha praecursor không nằm ở con số 24 chân gây kinh ngạc, mà ở vị trí trung gian của nó trong cây tiến hóa. Mẫu vật này giúp các nhà khoa học hình dung rõ hơn về thời kỳ mà “quy tắc sáu chân” chưa trở thành đặc trưng cố định của côn trùng.
Trong tương lai, những kỹ thuật quan sát hiện đại có thể tiếp tục làm sáng tỏ các hóa thạch từng bị phân loại nhầm. Mỗi mẫu vật được xem xét lại đều có khả năng bổ sung một mảnh ghép cho lịch sử tiến hóa của sự sống trên Trái đất.
AI tạo hàng trăm kết quả toán học: Con người sẽ kiểm chứng ra sao?
Cảnh báo AI có thể đe dọa nhân loại trước năm 2030
Vì sao tua-bin gió gần như luôn dùng 3 cánh quạt?
AI giúp phát hiện ứng viên hành tinh từ dữ liệu 126.000 ngôi sao
Bill Gates từng nói gì về thuế tài sản và 200 tỷ USD từ thiện?
Nga phát triển hợp kim có thể tự lấp đầy vết nứt
1 in 8 Billion: Khi AI mô phỏng cuộc đời không thể tự chọn
