NGHIÊN CỨU MỚI XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỤ THỂ CỦA RÙA TRONG CÂY TIẾN HÓA

Một nghiên cứu quốc tế mới công bố trên Current Biology đã giải quyết một trong những câu hỏi gây tranh cãi lâu nhất trong cổ sinh vật học: rùa thực sự thuộc về đâu trong cây tiến hóa của động vật có xương sống. Bằng cách sử dụng công nghệ CT‑scan hiện đại để khảo sát hàng trăm mẫu hóa thạch bò sát cổ đại, nhóm nghiên cứu đã đưa ra bằng chứng giải phẫu mạnh mẽ cho thấy rùa là họ hàng gần nhất còn sống của nhóm thằn lằn chúa (Archosauria), với các đại diện còn sống bao gồm hai nhóm chim và cá sấu. Kết quả này lần đầu tiên khiến dữ liệu hóa thạch và dữ liệu di truyền hoàn toàn thống nhất.

Hóa thạch của Proganochelys quenstedti, một loài rùa cổ đại sống cách đây 210 triệu năm.

Trong nhiều thập kỷ, các nghiên cứu di truyền đã chỉ ra rằng rùa có quan hệ gần với thằn lằn chúa. Tuy nhiên, hồ sơ hóa thạch lại kể một câu chuyện khác: các loài rùa cổ đại và họ hàng của chúng có bộ xương quá đặc biệt, khiến các nhà khoa học khó tìm được điểm tương đồng với các nhóm bò sát khác. Điều này dẫn đến tranh luận kéo dài về việc rùa có phải là một nhánh tách biệt sớm trong tiến hóa hay không.

Nghiên cứu mới do 15 nhà khoa học từ Nam Phi, Mỹ, Anh, Pháp và Đức thực hiện đã tiến hành so sánh giải phẫu hơn 200 loài bò sát hóa thạch, tập trung vào các cấu trúc nằm sâu trong hộp sọ, những phần trước đây gần như không thể quan sát do bị bao bọc trong đá. Nhờ kỹ thuật X‑quang phân giải cao, nhóm nghiên cứu đã tái dựng chi tiết các xương bao quanh não và tai trong của nhiều loài, bao gồm Eunotosaurus africanus, một loài bò sát 260 triệu năm tuổi từng được xem là "tiền thân của rùa".

Kết quả cho thấy Eunotosaurus không phải là tổ tiên của rùa, mà thuộc về một nhánh bò sát cổ xưa hơn, không có hậu duệ hiện đại. Dù có một số đặc điểm bề ngoài giống rùa như thân rộng và xương sườn lớn, cấu trúc hộp sọ của Eunotosaurus lại rất nguyên thủy. Nó vẫn giữ các xương ở phía sau sọ vốn đã biến mất ở tất cả các loài rùa và bò sát hiện đại, đồng thời thiếu nhiều đặc điểm quan trọng xuất hiện ở rùa thật sự, chẳng hạn như dạng xương tai và cấu trúc ngón chân đặc trưng.

Ngược lại, các loài rùa hóa thạch không gây tranh cãi như Proganochelys quenstedti lại chia sẻ nhiều đặc điểm giải phẫu với tổ tiên của chim và cá sấu, những đặc điểm hoàn toàn vắng mặt ở Eunotosaurus. Điều này cho thấy rùa và các thằn lằn chúa có chung một tổ tiên gần hơn so với bất kỳ nhóm bò sát nào khác, phù hợp với kết quả từ nghiên cứu di truyền trong hơn 20 năm qua.

Phục dựng ngoại hình của Eunontosaurus, chi bò sát từng được cho là "thủy tổ" của rùa. Tranh của Nobu Tamura.

Phát hiện này cũng giúp giải thích một nghịch lý trong địa tầng học: nếu Eunotosaurus là "tiền thân của rùa", các họ hàng gần của rùa như tổ tiên chim và cá sấu phải xuất hiện trong cùng tầng đá ở Nam Phi. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết không có bất kỳ dấu vết nào của tổ tiên các nhóm bò sát hiện đại trong các lớp đá chứa Eunotosaurus, củng cố thêm kết luận rằng loài này không thuộc về nhánh tiến hóa dẫn đến rùa.

Theo nhóm tác giả, việc xác định chính xác vị trí của rùa trong cây tiến hóa không chỉ giải quyết một tranh luận kéo dài, mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về sự đa dạng của bò sát thời Permi và Tam Điệp. Khi dữ liệu di truyền và hóa thạch đã thống nhất, các nhà khoa học có thể xem xét lại nhiều nhóm hóa thạch bí ẩn khác để làm rõ mối quan hệ của chúng trong lịch sử tiến hóa động vật.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh vai trò quan trọng của các hóa thạch Nam Phi, đặc biệt là từ bồn địa Karoo, trong việc giải mã nguồn gốc của các nhóm động vật lớn. Nhóm tác giả cho rằng nhiều mẫu vật cổ xưa bị bỏ qua trước đây có thể chứa thông tin then chốt, và việc áp dụng rộng rãi công nghệ X‑quang hiện đại sẽ tiếp tục làm sáng tỏ các nhánh tiến hóa còn gây tranh cãi.

Công trình được kỳ vọng sẽ thúc đẩy các nghiên cứu tiếp theo về sự xuất hiện của mai rùa, quá trình tiến hóa của bộ xương rùa và sự đa dạng hóa của nhóm này trong Kỷ Tam Điệp, thời điểm rùa thật sự bắt đầu phát triển sau khi Eunotosaurus đã tuyệt chủng khoảng 20 triệu năm.

Nguồn: Valentin Buffa, Jonah Choiniere, Julien Benoit, Xavier Jenkins, "Turtles finally have a place in the tree of life thanks to an X‑ray study of South African fossils" / Phys.