Không phải khủng long, đây mới là loài động vật đầu tiên xuất hiện trên Trái đất
Sử dụng bằng chứng hóa thạch và phương pháp xác định niên đại di truyền, các nhà di truyền học và cổ sinh vật học đã xác định được những loài động vật đầu tiên đã xuất hiện trên Trái Đất.
Ngày nay, Trái Đất là nơi sinh sống của các loài động vật với đủ mọi hình dạng và kích thước, từ những sinh vật gần như nhỏ bé như tardigrades đến những con cá voi xanh dài 80 feet (25 mét) . Những sinh vật này đã xuất hiện và tiến hóa qua hàng triệu năm. Nhưng loài động vật đầu tiên trên hành tinh này là gì?
Câu trả lời cho câu hỏi này đang được các nhà khoa học tranh luận sôi nổi. Hàng chục nghiên cứu khác nhau sử dụng mọi thứ từ quá trình tiến hóa nhiễm sắc thể theo thời gian đến hóa thạch cổ đại đã cô đọng lại thành hai ứng cử viên: bọt biển và sứa lược.
Một loài sứa lược hiện đại. Trái ngược với tên gọi của chúng, những sinh vật này không phải là sứa, và nghiên cứu cho thấy chúng có thể là loài động vật đầu tiên tồn tại. (Nguồn ảnh: Reinhard Dirscherl qua Getty Images)
Một số thông tin tốt nhất về động vật thời kỳ đầu đến từ các hóa thạch có niên đại từ kỷ Cambri , bắt đầu vào khoảng 541 triệu năm trước. Trong thời gian này, Trái đất đã trải qua một sự bùng nổ các loài mới trong vụ nổ kỷ Cambri : Chỉ trong vòng 10 triệu năm, hàng trăm nghìn loài động vật đột nhiên xuất hiện. Hầu như mọi loại hình cơ thể động vật tồn tại ngày nay đều tiến hóa trong vụ nổ kỷ Cambri, bao gồm cả động vật chân đốt thời kỳ đầu, động vật thân mềm và thậm chí cả động vật có dây sống , sau này phát triển thành động vật có xương sống. Các mẫu vật được bảo quản tinh xảo từ một khối đá được gọi là Burgess Shale ở British Columbia cho chúng ta một cái nhìn thoáng qua về hình dáng của những loài động vật thời kỳ đầu này.
Hóa thạch bọ ba thùy từ Burgess Shale ở British Columbia, Canada. Bọ ba thùy là một trong nhiều loài động vật tiến hóa trong thời kỳ bùng nổ kỷ Cambri.(Nguồn hình ảnh: Crux Explorer qua Shutterstock)
Nhưng tất cả các loài đó không phải tự nhiên mà có. Vào những năm 1950, các hóa thạch được phát hiện trước đó đã được xác định là di tích động vật từ thời kỳ Ediacaran, kéo dài từ khoảng 635 triệu năm trước đến đầu kỷ Cambri cách đây 541 triệu năm.
Không giống như bộ xương ngoài cứng được tìm thấy trong nhiều hóa thạch kỷ Cambri, các loài động vật sống trong kỷ Ediacaran chủ yếu là các loài động vật thân mềm, hình cục như động vật cnidaria một nhóm bao gồm các loài động vật như sứa và hải quỳ, giun và có thể là bọt biển. Các mô mềm cực kỳ khó bảo quản vì chúng phân hủy dễ hơn xương hoặc bộ xương ngoài. Điều này có nghĩa là các di tích hóa thạch của động vật kỷ Ediacaran không chỉ ít ỏi mà còn khó phân tích hơn nhiều. Có lẽ loài động vật nổi tiếng nhất trong số này là một loài động vật giống giun có tên là Dickinsonia, trông giống như một chiếc đĩa ăn tối lớn với các đốt có gân mọc ra từ giữa.
Dấu vết mà Dickinsonia để lại từ thời kỳ Ediacaran.(Nguồn hình ảnh: Alizada Studios qua Shutterstock)
Trước đó, mọi thứ bắt đầu trở nên mơ hồ. "Ngoài kỷ Ediacaran, không ai thực sự tìm kiếm", Elizabeth Turner , một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Laurentian ở Ontario, nói với Live Science. Bà giải thích một phần của vấn đề là các nhà khoa học không thực sự biết phải tìm kiếm điều gì. "Chúng ta là loài linh trưởng; chúng ta thực hiện nhận dạng mẫu", bà nói. Bà nghĩ rằng các hóa thạch động vật sớm nhất có lẽ có ít hoặc không có mẫu nào có thể nhận dạng được.
Turner đã trình bày những gì bà đề xuất là loài động vật lâu đời nhất được biết đến một mẫu hóa thạch mà bà cho là một loài bọt biển 890 triệu năm tuổi trong một bài báo năm 2021 trên tạp chí Nature. Tuy nhiên, không phải ai cũng đồng ý với giả thuyết của bà.
Tất cả các bằng chứng được đề cập về động vật thời kỳ đầu cho đến nay đều đến từ các hóa thạch được tìm thấy trong đá có thể được xác định niên đại bằng phương pháp đo phóng xạ bằng cách sử dụng các đồng vị của chúng, vốn phân hủy với tốc độ không đổi theo thời gian. Nhưng gần đây, một phương pháp mới sử dụng một mô hình gọi là đồng hồ phân tử đã trở nên nổi bật. Dựa trên giả định rằng các gen đột biến với tốc độ không đổi theo thời gian, các nhà khoa học có thể phân tích bộ gen động vật hiện đại và truy tìm chúng trở lại thời điểm chúng mới xuất hiện. Một nghiên cứu năm 2023 sử dụng dữ liệu nhiễm sắc thể từ các loài sứa cổ đại - hay còn gọi là sứa lược - lập luận rằng chúng là loài động vật đầu tiên được biết đến, xuất hiện cách đây khoảng 600 triệu đến 700 triệu năm.
Bức ảnh cận cảnh về cấu trúc của hóa thạch bọt biển được Elizabeth Turner báo cáo trong một nghiên cứu trên tạp chí Nature.(Nguồn hình ảnh: Elizabeth Turner, Đại học Laurentian)
Tuy nhiên, Nick Butterfield , một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Cambridge, lại nghi ngờ cả hai lý thuyết. Ông cho biết nếu có động vật cách đây 890 triệu năm, chúng ta sẽ thấy những dấu vết như quá trình khoáng hóa sinh học, trong đó các phân tử từ vật chất hữu cơ của động vật có thể khiến các khoáng chất xung quanh kết tinh. Nhưng quá trình khoáng hóa sinh học sớm nhất được biết đến chỉ có niên đại từ 750 triệu năm trước .
Mặt khác, Butterfield không chắc liệu nghiên cứu về ctenophores có đưa ra bằng chứng cụ thể rằng loài sứa lược là loài động vật đầu tiên hay không. "Đồng hồ phân tử không cung cấp dữ liệu; chúng cung cấp các giả thuyết", ông nói. Trong nhiều năm, các nghiên cứu sử dụng các gen khác nhau đã đưa ra các kết quả trái ngược nhau ủng hộ ctenophores hoặc bọt biển. Vì vậy, Butterfield ngần ngại trao vương miện cho loài sứa lược chỉ dựa trên nghiên cứu gần đây nhất.
Ngay cả khi tổ tiên của sứa lược là loài động vật đầu tiên, Butterfield vẫn nghi ngờ chúng trông như bây giờ. Sứa lược hiện đại có cấu trúc phức tạp như hệ thống cơ và thần kinh, mà các loài động vật cơ bản hơn như bọt biển không có.
