Phát hiện hạt giống hoa ngủ đông từ 110 triệu năm trước

Các nhà khoa học phát hiện manh mối về giống hoa cổ đại tồn tại cùng thời với loài khủng long Ankylosaurus và Iguanadon.

Theo Live Science, các nhà khoa học Thụy Điển đã tìm ra những hạt giống hoa bé xíu từ kỷ Phấn Trắng có niên đại từ 110-125 triệu năm trước, là những hạt giống lâu đời nhất được biết đến của những loài thực vật có hoa. Những hạt giống nhỏ này giúp các nhà sinh vật học tìm hiểu về nguồn gốc của các giống hoa ngày nay.

Những hạt giống này rất nhỏ. Hạt lớn nhất đường kính không quá 2,5mm và được bảo quản tốt đến bất ngờ, thậm chí có thể quan sát những cấu trúc tế bào của chúng. Đây lầ lần đầu các nhà khoa học có thể phát hiện phôi giống, một phần của hạt giống nơi một mầm cây phát triển và nhú lên, và các mô dự trữ dưỡng chất bao quanh chúng. Phát hiện hiếm có này giúp chúng ta tìm hiểu về sự phát triển của các hạt giống thuộc Kỷ Phấn trắng, và những sự khác biệt của chúng so với những loài cây hiện nay.

Bà Else Marie Friis, đứng đầu một nhóm nghiên cứu của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Thụy Điển, đã và đang phân tích một số mẫu di tích hóa thạch của nhóm thực vật hạt kín có hoa được tìm thấy trong lòng đất ở Bồ Đào Nha và Bắc Mỹ.

Những hạt giống hoa đầu tiên tồn tại từ kỷ Phấn trắng được phân tích trên máy chụp cắt lớp. (Ảnh: Live Science).

Bà và đồng nghiệp sử dụng một công nghệ mô phỏng mới: chụp cắt lớp vi mô bằng tia X, công nghệ này cho phép họ khám phá những hóa thạch siêu nhỏ mà không gây tổn hại gì đến mẫu vật. Họ đã chụp cắt lớp khoảng 250 hạt giống thuộc 75 loài từ nhiều chi khác nhau, cho thấy phôi và cơ cấu dinh dưỡng bên trong hạt một cách rất chi tiết.

Khoảng một nửa số hạt giống hóa thạch được phân tích chứa đầy đủ cấu trúc tế bào bên trong vỏ hạt và khoảng 50 hạt có chứa một phần hoặc toàn bộ phôi mầm. Khi đã có hình ảnh hai chiều của phôi, họ sử dụng phần mềm để mô phỏng hình ảnh 3D và so sánh sự khác nhau về hình dạng, kích thước giữa các loại hạt. Trong một số trường hợp, sự tương đồng giữa các phôi mầm có thể chứng minh các giống cây ngày nay có mối liên hệ với thực vật hạt kín từ kỷ Phấn Trắng.

"Những quan sát này giúp cho chúng ta có một cái nhìn mới về giai đoạn đầu trong vòng đời của những thực vật hạt kín đầu tiên, điều đó thật sự quan trong để hiểu thêm về hệ sinh thái của thực vật có hoa trong thời kỳ đầu của Kỷ Phấn Trắng", bà Friis cho biết.

Suốt kỷ Phấn Trắng, thực vật hạt kín phát triển mạnh mẽ và rất đa dạng. Nhiều loài côn trùng mới cũng xuất hiện trong thời kì này, có thể chúng đã giúp những loài thực vật có hoa sinh sôi nảy nở trong thế giới cổ xưa.

Những bằng chứng trước đây thu thập được từ các loài thực vật ngày nay và thực vật hóa thạch đều cho thấy những loài thực vật hạt kín đầu tiên sinh trưởng trên mặt đất. Tất cả các hạt giống được phân tích trong nghiên cứu này đều được bảo vệ như ở trạng thái ngủ đông. Những phôi này rất nhỏ, nhỏ hơn 0,25mm, vì vậy chúng cần phát triển thêm nữa bên trong hạt trước khi thật sự nảy mầm.

"Khám phá của chúng tôi ủng hộ giả thuyết rằng phôi có thể ngủ đông bên trong hạt, nghĩa là chúng có thể chờ thời kì môi trường khắc nghiệt trôi qua và trì hoãn sự phát triển cho đến khi gặp điều kiện sống thuận lợi, chiến lược sinh tồn này đã được truyền lại cho các giống cây có hoa ngày nay", bà Friis cho biết.

Nghiên cứu trên được công bố trên tạp chí Natue hôm 16/12/2015.