VÒNG ĐỜI CỦA NHỮNG ĐỘNG VẬT SỐNG TRÊN CẠN ĐẦU TIÊN CÓ THỂ KHÔNG GIỐNG LƯỠNG CƯ

Một nghiên cứu mới của các nhà cổ sinh vật học thuộc Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Field (Mỹ) đã phân tích hóa thạch của những cá thể non thuộc Bộ Embolomeri - nhóm động vật săn mồi giống cá sấu sống trong các sông và đầm lầy từ 350 đến 280 triệu năm trước. Kết quả cho thấy chúng không trải qua giai đoạn nòng nọc hay biến thái như lưỡng cư hiện đại, qua đó thách thức giả thuyết lâu nay về cách các động vật bốn chân đầu tiên phát triển và tiến hóa trên cạn.

Bằng chứng hóa thạch mới cho thấy Bộ Embolomeri không trải qua quá trình biến thái như lưỡng cư hiện đại khi lớn lên, qua đó thách thức quan niệm khoa học lâu nay rằng lưỡng cư, bò sát và động vật có vú tiến hóa từ những loài có giai đoạn nòng nọc. Tranh của Berit Godring.

Theo nhóm nghiên cứu, các mẫu vật đến từ Mazon Creek (Illinois), một trong những địa điểm hóa thạch nổi tiếng nhất thế giới về khả năng bảo tồn mô mềm. Những cá thể non chỉ dài vài cm nhưng vẫn giữ lại nhiều chi tiết giải phẫu quan trọng, đủ để đánh giá đặc điểm phát triển của chúng. Đây là bằng chứng hiếm hoi cho phép so sánh trực tiếp giữa giai đoạn non và trưởng thành của các động vật tứ chi (Tetrapoda) cổ đại.

Các nhà khoa học nhận thấy những cá thể non này không có các đặc điểm điển hình của nòng nọc, chẳng hạn như mang ngoài dạng tua. Dù vẫn có sự thay đổi hình thái trong quá trình lớn lên, chúng không thể hiện bất kỳ dấu hiệu nào của quá trình biến thái kiểu lưỡng cư. Điều này cho thấy vòng đời của các loài trong Bộ Embolomeri có thể tương tự cá hoặc động vật có xương sống hiện đại, thay vì trải qua hai pha sống nước - cạn như lưỡng cư.

Theo tác giả Jason Pardo, phát hiện này đặt lại nền tảng của câu chuyện tiến hóa thường được giảng dạy: rằng các loài bò sát và động vật có vú tiến hóa từ những tổ tiên giống lưỡng cư có giai đoạn nòng nọc. Nếu Embolomeri - một trong những nhóm động vật tứ chi cổ xưa - không có giai đoạn này, giả thuyết truyền thống về sự chuyển tiếp từ cá lên cạn cần được xem xét lại.

Hóa thạch một cá thể non thuộc Bộ Embolomeri.

Nhóm nghiên cứu đã khảo sát nhiều loài thuộc các nhánh khác nhau trong quá trình chuyển đổi từ vây sang chi. Không loài nào trong số đó cho thấy bằng chứng của dạng nòng nọc. Điều này dẫn đến kết luận rằng biến thái không phải là cơ chế giúp các động vật cổ đại thích nghi với môi trường đất liền, trái với quan điểm tồn tại hơn một thế kỷ.

Một số loài trong Bộ Embolomeri khi trưởng thành có thể dài hơn 3m và là những kẻ săn mồi đứng đầu chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái nước ngọt Kỷ Than Đá và Kỷ Permi. Sự tương phản giữa kích thước lớn của cá thể trưởng thành và kích thước nhỏ của cá thể non tại Mazon Creek càng làm nổi bật giá trị khoa học của các mẫu vật này trong việc tái dựng vòng đời của nhóm động vật cổ đại.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, cung cấp bằng chứng mới cho thấy sự phát triển trực tiếp - không qua biến thái - có thể đã phổ biến ở các động vật tứ chi nguyên thủy. Điều này mở ra hướng tiếp cận mới trong việc hiểu quá trình tiến hóa của động vật có xương sống trên cạn.