SỰ BÙNG NỔ CHẤT THẢI THỜI TIỀN SỬ CÓ THỂ ĐÃ THÚC ĐẨY TIẾN HÓA ĐỘNG VẬT TRONG KỶ CAMBRI

Một nghiên cứu mới đăng trên Trends in Ecology & Evolution cho thấy sự tích tụ phân của các sinh vật biển nguyên thủy có thể đã đóng vai trò quan trọng trong sự kiện tiến hóa lớn nhất lịch sử Trái Đất: bùng nổ Kỷ Cambri, thời điểm khoảng 540 triệu năm trước khi hầu hết các nhóm động vật chính xuất hiện. Nhóm nghiên cứu từ Đại học Flinders (Úc) gọi hiện tượng này là một “cuộc cách mạng phân”, yếu tố lâu nay bị xem nhẹ trong các mô hình sinh thái cổ đại.

Minh họa của R. Bicknell.

Theo tiến sĩ Russell Bicknell, thành viên chương trình DECRA của Hội đồng Nghiên cứu Úc, phân của các sinh vật biển sơ khai đã góp phần làm thay đổi mạnh mẽ môi trường đại dương. Ông cho biết bên cạnh các yếu tố quen thuộc như mức oxy tăng, lượng chất thải hữu cơ từ hệ tiêu hóa ngày càng phức tạp của động vật đã bổ sung thêm nguồn dinh dưỡng quan trọng vào đại dương cổ đại, tạo điều kiện cho hệ sinh thái phát triển nhanh hơn.

Các nhà khoa học nhận thấy rằng khi bước vào cuối Kỷ Ediacara và đầu Kỷ Cambri, hệ tiêu hóa của động vật trở nên tinh vi hơn, dẫn đến sự gia tăng đáng kể của vật chất thải ra môi trường. Điều này giúp thúc đẩy chu trình dinh dưỡng, làm giàu nguồn carbon hữu cơ và tạo nền tảng cho sự đa dạng sinh học bùng nổ trong các đại dương thời kỳ này.

Bằng chứng quan trọng đến từ coprolite, hóa thạch phân, vốn lưu giữ dấu vết của quá trình tiến hóa. Trong nghiên cứu, nhóm tác giả ghi nhận sự đa dạng của coprolite tăng dần theo thời gian, từ các viên nhỏ li ti đến các mẫu lớn chứa vỏ động vật và mảnh xương. Sự thay đổi này phản ánh sự mở rộng của chiến lược kiếm ăn và cấu trúc hệ sinh thái.

Bicknell cho biết sự tiến hóa của các kiểu ăn uống gắn liền với việc phân phối chất dinh dưỡng trong đại dương. Khi động vật bắt đầu tiêu hóa hiệu quả hơn và thải ra lượng phân giàu chất hữu cơ, môi trường biển dần giống với các hệ sinh thái hiện đại, nơi phân và chất thải đóng vai trò như một dạng “phân bón tự nhiên”.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng việc hiểu rõ vai trò của phân trong các hệ sinh thái cổ đại giúp các nhà khoa học tái dựng chính xác hơn quá trình hình thành sự sống phức tạp. Những dữ liệu từ coprolite cho thấy sự xuất hiện của phân không chỉ là sản phẩm phụ của tiến hóa mà còn là một động lực thúc đẩy sự đa dạng sinh học.

Theo nhóm nghiên cứu, việc xem xét lại vai trò của chất thải trong lịch sử Trái Đất có thể mở ra hướng tiếp cận mới trong nghiên cứu sinh thái cổ đại, đặc biệt là cách các yếu tố nhỏ bé nhưng phổ biến như phân lại có thể góp phần định hình toàn bộ hệ sinh thái.

Nguồn: Abbi Henderson, "Life evolved thanks to a giant poop explosion, say scientists" / Science Focus.