Cách nhìn mới về sự tiến hóa của động vật

Những dấu vết như rãnh trên đáy biển của những sinh vật đơn bào khổng lồ ở vùng nước sâu có thể đem lại hiểu biết mới về nguồn gốc tiến hóa của động vật, nhà sinh vật học Mikhail "Misha" Matz, thuộc đại học Texas tại Austin, cho biết.

Matz và các đồng nghiệp gần đây đã phát hiện những sinh vật đơn bào có kích thước như quả nho cùng những dấu vết phức tạp của chúng trên đảy biển gần Bahamas. Đây là lần đầu tiên những sinh vật đơn bào được phát hiện để lại những dấu vết giống như động vật.

Phát hiện này rất có ý nghĩa, vì những rãnh hóa thạch tương tự được tìm thấy có niên đại từ thời tiền sử, khoảng 1.8 tỷ năm trước, được cho là của những động vật đa bào.

Matz, giáo sư sinh học, cho biết: “Nếu những sinh vật đơn bào khổng lồ xuất hiện 600 triêu năm trước và dấu vết của chúng bị hóa thạch, một nhà cổ sinh vật học ngày nay chắc chắn sẽ cho rằng dấu vết đó thuộc về một động vật đa bào đối xứng. Bây giờ chúng ta phải cân nhắc lại những ghi chép hóa thạch”.

Phát hiện của nhóm nghiên cứu được công bố trên tạp chí Current Biology trực tuyến.

Hầu hết các động vật, từ con người đến sau bộ, có hình dạng đối xứng hai bên, có nghĩa rằng có thể chia đôi chúng thành hai nửa giống hết nhau.

Động vật hai bên, hoặc “Bilateria”, xuất hiện trong ghi chép hóa thạch đầu kỷ Cambri 542 triệu năm trước, nhanh chóng phát triển thành các nhóm hoặc hệ động vật chính vẫn tồn tại đến ngày nay. Sự đa dạng hóa nhanh chóng này, gọi là bùng nổ Cambri, khiến bản thân Charles Darwin khó hiểu và vẫn là một trong những câu hỏi lớn nhất về tiến hóa của động vật cho đến ngày nay.

Rất ít hóa thạch còn tồn tại có thể là tổ tiên nguyên thủy của động vật đối xứng hai bên, và vẫn còn rất nhiều tranh cãi xung quanh những hóa thạch này. Dấu vết hóa thạch là bằng chứng được chấp nhận rộng rãi nhất về sự tồn tại của những động vật nguyên thủy này.

Matz giải thích: “Chúng ta thường cho rằng phải cần một cơ thể đối xứng để di chuyển theo một hướng dọc đáy biển và vì vậy để lại dấu vết. Bây giờ, chúng ta thấy rằng sinh vật đơn bào có thể để lại những dấu vết với độ phức tạp và hình dạng tương tự”.

Sinh vật đơn bào khổng lồ, Gromia sphaerica, tiến gần tới san hô mọc trên một con nhím biển. (Ảnh: Tiến sĩ Mikhail Matz, Đại học Texas, Austin)

Với phát hiện này, Matz và các đồng nghiệp tranh luận rằng dấu vết hóa thạch không thể được sử dụng như bằng chứng duy nhất để chứng minh rằng động vật đa bào tiến hóa từ thời nguyên thủy, chuẩn bị cho giai đoạn bùng nổ trong kỷ Cambri.

Matz cho biết: “Bản thân tôi cho rằng thời nguyên thủy hoàn toàn là triều đại của sinh vật đơn bào. Quan sát của chúng tôi mở ra một hướng mới để phân tích những ghi chép hóa thạch từ thời nguyên thủy”.

Ông cho biết sự xuất hiện của tất cả các hình dạng cơ thể động vật trong bùng nổ Cambri không chỉ là tạo tác của ghi chép hóa thạch. Rất có thể có những cơ chế khác tồn tại để giải thích cho nguồn gốc bùng nổ của các dạng cơ thể sống đa bào.

Phân tích ADN khẳng định rằng sinh vật đơn bào khổng lồ do Matz và các đồng nghiệp tìm thấy tại Bahamas là Gromia sphaerica, sinh vật này trước đây được biết tới có nguồn gốc từ biển Ả rập.

Họ không quan sát sinh vật đơn bào khổng lồ này khi hoạt động, và Matz cho biết chúng di chuyển rất chậm chạp. Mẫu vật trên đáy biển tại rất bền vững và không có điều kiện nào hoàn hảo hơn cho việc bảo quản những dấu vết này.

Matz cho biết sinh vật đơn bào di chuyển bằng cách đẩy những tua giống như chân, gọi là pseudopodia, từ bên trong tế bào ra bên ngoài theo nhiều hướng. Pseudopodia sau đó bám trên bùng theo một hướng và sinh vật lăn theo hướng đó và đẻ lại dấu vết.

Ông dự định sẽ quay trở lại địa điểm này trong tương lai để quan sát chuyển động của chúng và nghiên cứu các dấu vết khác dưới đáy biển.

Hình dạng cơ thể giống như bong bóng của sinh vật đơn bào khổng lồ này là một trong những cấu trúc cơ thể vĩ mô lâu đời nhất trên hành tinh này, tồn tại từ 1,8 tỷ năm trước.

Matz cho biết: “Những anh chàng này là hóa thạch sống cuối cùng của thế giới vĩ mô”.