Nội dung bài viết
Sự phát triển lưỡng cư hiện tại có thể không phải là điển hình của động vật có xương sống trên cạn thời kỳ đầu.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà sinh vật học cho rằng động vật bốn chân đầu tiên, động vật có xương sống cổ đại bắt đầu chinh phục vùng đất này hơn 300 triệu năm trước, đã phát triển giống như động vật lưỡng cư hiện đại – bắt đầu cuộc sống của chúng như những con nòng nọc thuần túy sống dưới nước và sau đó biến thái thành những con trưởng thành trên cạn.
Jason Pardo, một cộng tác viên nghiên cứu tại Bảo tàng Field, cho biết: “Phần lớn điều đó xuất phát từ ý tưởng 'scala naturae' cũ rằng bạn có loài cá tiến hóa sang giai đoạn tiếp theo, đó là động vật lưỡng cư, và sau đó động vật lưỡng cư tiến hóa sang giai đoạn tiếp theo, là loài bò sát tiến hóa thành chim và động vật có vú.
Chúng tôi chưa bao giờ có bằng chứng cho thấy động vật bốn chân thời kỳ đầu có lối sống lưỡng cư; chúng tôi đã giả định nó bởi vì nó có ý nghĩa trực quan.
Pardo cho biết: “Việc chuyển đổi từ nước sang đất liền sẽ dễ dàng hơn nếu bạn đã thực hiện quá trình chuyển đổi đó như một phần trong vòng đời của mình”.
Nhưng giờ đây, một nghiên cứu Khoa học mới mà Pardo là đồng tác giả với Arjan Mann (trợ lý phụ trách các loài động vật bốn chân đầu tiên của Bảo tàng Field) cho thấy những giả định cơ bản nhất của chúng ta về những động vật bốn chân đầu tiên bắt đầu sống trên đất liền có thể sai. Nghiên cứu của...
nhóm động vật ăn thịt lớn đã tuyệt chủng sống cách đây khoảng 300 triệu năm. Embolomers trông giống như con lai giữa cá sấu và lươn, với hộp sọ lớn đầy răng sắc nhọn, theo sau là thân dài giống lươn.
Nó có các chi ngắn, chắc nịch, chủ yếu thích nghi với việc chèo thuyền dưới nước, nhưng cũng có khả năng cung cấp năng lượng cho những chuyến du ngoạn ngắn ngủi, vụng về trên đất liền.
Chúng được cho là một trong những động vật có xương sống đầu tiên thực hiện quá trình chuyển đổi một phần từ lối sống dưới nước sang lối sống trên cạn.
Những con vật này có thể dài tới hơn ba mét, nhưng để hiểu được giai đoạn đầu của vòng đời của chúng, các nhà khoa học đã tập trung vào việc kiểm tra một số con non có kích thước centimet của chúng.
Một trong những mẫu vật quan trọng nhất trong nghiên cứu là hóa thạch embolomere được chỉ định là FMNH PR 1082, đã nằm trong bộ sưu tập tại Bảo tàng Field trong nhiều thập kỷ. Mann nói: “Tôi nghĩ nó đã ở đó khoảng 50 hoặc 60 năm.
Ban đầu nó được tìm thấy bởi một nhà sưu tập”. Hóa thạch ban đầu được phân loại là một loài động vật bốn chân khác do kích thước rất nhỏ của nó.
Nhưng được trang bị các kỹ thuật hình ảnh hiện đại như kính hiển vi điện tử, Pardo và Mann nhận ra hóa thạch thực chất là một khối thuyên tắc rất trẻ đã chết trước khi nó kịp tiêu thụ. e là bữa ăn đầu tiên của nó.
Mann cho biết: “Chúng tôi có thể xác định các đặc điểm liên kết nó với các chất gây tắc mạch như hình dạng của đốt sống, các gai hướng tâm ở đuôi và những chiếc răng nanh nhỏ xinh”. Nhóm nghiên cứu cũng nhận ra rằng embolomere trẻ tuổi này trông giống như một người trưởng thành thu nhỏ.
Hơn nữa, cá thể đó còn có lòng đỏ ở bụng, một phần của túi lòng đỏ trứng mà phôi sẽ đưa vào khoang cơ thể ngay trước khi nở để sử dụng làm nguồn dự trữ năng lượng.
(Theo các nhà nghiên cứu, khối lòng đỏ bên trong này cho thấy trứng động vật bốn chân của tổ tiên tương đối lớn và đậm đặc chất dinh dưỡng, giống như trứng của các loài bò sát và chim, trái ngược với những quả trứng nhỏ do động vật lưỡng cư và cá đẻ ra.) Mặc dù mới nở gần đây, mẫu vật này thiếu mang bên ngoài mà nòng nọc nên có và có dấu hiệu hóa thạch trong xương của nó, đó là một con non, nhưng không phải là nòng nọc.
Việc thiếu giai đoạn nòng nọc quá sớm cho thấy không có sự biến thái nào trong vòng đời của loài động vật này, khiến Pardo và Mann đưa ra giả thuyết về sự phát triển của động vật bốn chân thời kỳ đầu là trực tiếp, giống như ở các loài bò sát hoặc động vật có vú xuất hiện muộn hơn nhiều.
Sau đó, họ bắt đầu xem xét các hóa thạch khác để đảm bảo rằng FMNH PR 1082 không phải là một loại ngoại lệ. Hóa ra không phải vậy.
Để xác nhận đây không phải là một trường hợp cá biệt, nhóm nghiên cứu đã xem xét một con non thứ hai, thậm chí còn nhỏ hơn và không có dấu hiệu của mang bên ngoài.
Sau khi điều này được xác nhận, nhóm nghiên cứu bắt đầu kiểm tra các bộ sưu tập hóa thạch ở các bảo tàng khác trên khắp nước Mỹ, tìm kiếm những con non của các dòng dõi cổ xưa khác để xem liệu giai đoạn nòng nọc mất tích có phải là một xu hướng tiến hóa rộng lớn hơn hay không.
Họ phát hiện ra rằng một con Phlegethontia longissima nhỏ mới nở, một nhóm động vật bốn chân kỳ lạ đầu tiên đã mất hoàn toàn các chi. Chúng có phần đầu nổi bật với đôi mắt to và hàm bị cốt hóa một phần, nhưng một lần nữa, không có mang ngoài.
Sau đó, các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm xa hơn dọc theo cây tiến hóa ở những động vật trước đó chưa thực hiện quá trình chuyển đổi hoàn toàn từ vây sang chi. Họ tập trung vào các hóa thạch mà trước đây được cho là cá phổi ấu trùng.
Cuộc kiểm tra lại của Pardo và Mann cho thấy đây là những loài megalichthyids trẻ, những loài tứ giác có vây sớm có trước emobolomere từ 20 đến 30 triệu năm. Mẫu vật nhỏ nhất trong số này chỉ có kích thước 2 cm.
Trong một số trường hợp, nhiều cá thể được bảo tồn cùng nhau trong cùng một sự kết tụ, cho thấy rằng những con vật này có thể vẫn ở trong nhóm một thời gian sau khi nở.
Nhưng ngay cả loài này cũng có dấu hiệu phát triển trực tiếp, với xương cốt hóa dần dần thay vì trải qua quá trình biến thái đột ngột giống như động vật lưỡng cư.
Pardo cho biết: “Chúng tôi đã xem xét một số loài khác nhau đại diện cho các dòng dõi khác nhau trong quá trình chuyển đổi từ cá sang động vật bốn chân và điều chúng tôi phát hiện là không loài nào trong số chúng có bất cứ thứ gì trông giống nòng nọc”.
Tuy nhiên, nếu không có giai đoạn nòng nọc và biến thái, quá trình chuyển đổi từ nước lên cạn có lẽ khó khăn hơn chúng ta nghĩ nhiều. Pardo cho biết: “Chúng tôi có rất nhiều giả định trong lĩnh vực của mình dựa trên dữ liệu tương đối hạn chế.
Một trong những giả định đó là giai đoạn ấu trùng thủy sinh khác biệt đã làm cho quá trình chuyển đổi từ nước sang đất liền trở nên dễ dàng hơn đối với các động vật bốn chân thời kỳ đầu.
Mặc dù sự phát triển trực tiếp, không trải qua biến thái triệt để sớm trong vòng đời của động vật, có vẻ là một giải pháp đơn giản hơn, nhưng nó có thể khiến cuộc sống của những người gây tắc mạch trẻ tuổi trở nên khó khăn hơn đáng kể.
Thử thách đầu tiên họ phải đối mặt là bị ràng buộc với cùng một môi trường trong suốt cuộc đời của mình. Không giống như nòng nọc lưỡng cư, chúng sống trong cùng một môi trường sinh thái.
hợp lý như những con non lớn hơn và những con trưởng thành dài ba mét và phải cạnh tranh với chúng để giành nguồn tài nguyên. Sau đó là vấn đề hỗ trợ khối lượng cơ thể của họ trên đất liền.
Nhóm nghiên cứu lưu ý trong bài báo rằng những kẻ gây tắc mạch vị thành niên có các chi yếu ớt, kém phát triển khi mới nở, điều này có thể khiến chúng không thể di chuyển quãng đường dài trên đất liền. Chúng có thể bị mắc kẹt ở bất cứ nơi nào chúng nở.
Pardo nói: “Chắc chắn việc không trải qua giai đoạn nòng nọc sẽ khó khăn hơn.
Ông cho rằng đây là bằng chứng cho thấy sự biến thái của động vật lưỡng cư không phải là bước đệm tiến hóa cổ xưa giúp những động vật đầu tiên có thể vươn ra khỏi nước và chinh phục vùng đất, sau đó được bảo tồn ở ếch hoặc cóc hiện đại.
Thay vào đó, nó có thể là một sự đổi mới mang tính tiến hóa mà các loài lưỡng cư đã phát triển muộn hơn nhiều để đối phó với những thách thức đến từ quá trình chuyển đổi từ nước sang đất liền.
Pardo nói: “Nó có thể là một điều gì đó độc đáo đối với các loài lưỡng cư nổi lên như một sự thích nghi với cách sống cụ thể của chúng trên đất liền”. "Thay vì nguyên thủy, nó thực sự có thể là một cái gì đó mới mẻ, mới lạ và thú vị.
Chúng tôi chưa bao giờ nghĩ về nó theo cách này."
Gợi ý thực hành:
1. Theo dõi thông báo từ cơ quan địa phương tại California.
2. Kiểm tra nguồn chính thức trước khi chia sẻ lại thông tin.