Cuộc đại tuyệt chủng xảy ra với sự sống đầu tiên trên Trái đất ra sao?

Thời kỳ Ediacara, sự sống đã xuất hiện. Hai cuộc đại tuyệt chủng đã quét sạch các sinh vật thời kỳ này, song nó có thể đã mở đường cho sự tiến hóa của nhiều loài động vật.

Trước khi xuất hiện sự sống đầu tiên, Trái đất chỉ là một quả cầu băng tuyết khổng lồ. (Ảnh minh họa: Chris Butle).

Khoảng 650 triệu năm trước, Trái đất bị đóng băng gần như hoàn toàn. Theo thuyết Snowball, bầu khí quyển và hành tinh của chúng ta ấm lên dự báo về sự khởi đầu của thời kỳ Ediacara (Đại Tân Nguyên Sinh), dẫn đến xuất hiện sự sống đa bào lan rộng trên khắp hành tinh.

Chuyện gì đã xảy ra?

Theo thời gian, sự sống ngày càng tiến hóa thành những sinh vật đa bào.

Hầu hết quần xã sinh vật Ediacara chưa có cấu trúc phức tạp và tính di động, chúng sinh sống, tồn tại nguyên một vị trí và có xu hướng phát triển hình ống, hình lá và neo đậu vào đáy đại dương. Trong khi, các dạng sống khác như loài giun đều bất động.

Theo một số nghiên cứu, quần xã sinh vật thời kỳ này hấp thụ chất dinh dưỡng qua da của chúng.

 Hình ảnh minh họa sự sống của quần xã sinh vật trong thời kỳ Ediacara. (Ảnh: Ryan Somma).

Trái đất thời điểm này khác biệt hoàn toàn so với ngày nay. Lần đầu tiên, một siêu lục địa có tên Pannotia hình thành và tách ra, các đại dương (bao gồm những khu vực sâu hơn so với ngày nay) đều có lượng oxy dồi dào.

Theo thời gian, sự sống trở nên ngày càng tiến hóa phức tạp và không ngừng lan rộng trên khắp thế giới. Song một điều gì đó đã gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt khiến các quần xã sinh vật đều biến mất!

Tiến sĩ Scott Evans, khoa Khoa học Địa chất, Đại học Khoa học và Công nghệ Virginia, Mỹ giải thích trong một bài báo: "Lượng oxy bất ngờ giảm mạnh có thể là nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt này".

Bên cạnh đó, một số nghiên cứu khác cho thấy, chính bản thân của sự sống đã gây ra sự tuyệt chủng kết thúc kỷ Ediacara.

Họ cho rằng, khi các dạng sống mới phát triển, chúng hoạt động khác nhau dẫn đến sự thay đổi cơ bản của hệ sinh thái.

 Cua và các dạng sống khác trong kỷ Cambri (sau khi kỷ Ediacara kết thúc), thời kỳ này đã dẫn đến sự tiến hóa nhanh chóng của các loài động vật trên cạn. (Ảnh minh họa: Smithsonian).

Những người ủng hộ nghiên cứu này có quan điểm, sự sống của quần xã sinh vật của kỷ Cambri (sau kỷ Ediacara) có tính di động, chúng đã ăn các sinh vật tại chỗ của thời kỳ Ediacara dẫn đến sự tuyệt chủng. 

Song Evans và các đồng nghiệp của ông đã phản đối điều này và khẳng định, nồng độ oxy giảm mạnh là nguyên nhân chính.

Ông giải thích, sự tồn tại mật độ cao của các sinh vật trên Trái đất thời kỳ này có liên quan đến việc giảm lượng oxy toàn cầu. Dữ liệu của chúng tôi thu thập được cho thấy, sự thay đổi môi trường dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học thời kỳ Ediacara tương tự các cuộc đại tuyệt chủng khác được ghi nhận trong lịch sử hồ sơ địa chất.

Lưu ý rằng, có hai cuộc đại tuyệt chủng xảy ra trong kỷ Ediacara, và chúng cách nhau khoảng 10 triệu năm. Đầu tiên là cuộc đại tuyệt chủng Biển Trắng - Nama dẫn đến sự mất đa dạng sinh học đột ngột và lần thứ hai xảy ra ở ranh rới giữa kỷ Ediacara và Cambri.

Tại sao nồng độ oxy giảm?

Tiến sĩ Evans cho biết: "Nguyên nhân cuối cùng của sự tuyệt chủng hàng loạt này đến từ nhiều tác động như những vụ phun trào lớn của các núi lửa, thay đổi kiến tạo địa chất dẫn đến sự biến đổi về trạng thái oxy hóa khử, nhiệt độ hoặc độ PH trong đại dương. Điều này kéo theo sự suy giảm đa dạng sinh học".

Các nhà khoa học đã tìm thấy một loạt cổ sinh vật bị ảnh hưởng trong cuộc đại tuyệt chủng Biển Trắng - Nama phù hợp với tác động dự đoán của môi trường nhiễu loạn của thời kỳ Ediacara.

"Về cơ bản, sự tuyệt chủng này có thể đã giúp mở đường cho sự tiến hóa động vật như chúng ta đã biết", Evans cho biết thêm.

Theo đó, sau kỷ Ediacara là kỷ Cambri, các nhà khoa học thường gọi đây là "Vụ nổ kỷ Cambri", thời điểm này tất cả các ngành động vật hiện đại lần đầu tiên xuất hiện và ngày càng tiến hóa cho đến ngày nay.

Sự sống khởi đầu của hành tinh chúng ta đã phải đối mặt với những cuộc đại tuyệt chủng thảm khốc.

Trong thời kỳ hiện đại, Trái đất vẫn luôn luôn bị đe dọa như từ các thiên thạch hay sao chổi ngoài không gian và biến đổi khí hậu gây ra nhiều thiên tai như các siêu bão, lũ lụt, nắng nóng kỷ lục, cháy rừng, đã xảy ra vào mùa hè vừa qua ở châu Âu, Mỹ hay Pakistan dẫn đến hàng nghìn người tử vong.

• 8 sự kiện đại tuyệt chủng trong lịch sử đã suýt xoá sổ sự sống khỏi Trái đất
• Bí ẩn về 11 cuộc đại tuyệt chủng trên Trái đất và tiên đoán về sự kiện thứ 12
• Top 6 thay đổi lớn trên cơ thể con người qua 150 năm