Hóa thạch khiến các nhà khoa học cân nhắc lại thuyết tiến hóa của cá voi

Các nhà khoa học trước đây vẫn nghĩ rằng chúng ta đã biết được đầy đủ quá trình tiến hóa của loài cá voi, nhưng những vết tích hóa thạch có niên đại 36,4 triệu năm mới được phát hiện khiến các nhà khoa học phải cân nhắc lại điều này.

Cá voi tấm sừng hàm là loài động vật có vú lớn nhất trên Trái Đất, chúng bao gồm các loài như cá voi xanh hay cá voi lưng gù. Các nhà nghiên cứu biết rằng vào một thời điểm nào, chúng đã có tổ tiên chung với nhau với loài cá voi bình thường qua dấu vết về răng và tinh trùng.

Tuy nhiên đến tận ngày nay, lý do tại sao chúng lại phân chia loài vẫn còn là một câu hỏi lớn. Những chú cá voi tấm sừng hàm là loài cá voi đầu tiên sử dụng những chiếc tấm sừng lọc thức ăn từ nước, thay vì dùng răng.

Theo những phân tích về các mẫu hóa thạch được phát hiện ở bờ biển phía nam Peru vào năm 2010, quá trình tiến hóa của loài cá voi sẽ được lấp đầy, khiến chúng trở nên đầy đủ và chính xác hơn.

Kết quả phân tích phát hiện được một loài cá voi mới gọi là Mystacodon selenensis, ước tính đã sống vào trước 2 triệu năm so với loài cá voi tấm sừng hàm mà vẫn mặc nhiên được các nhà khoa học cho là loài cá voi được tồn tại sớm nhất.

Những dấu vết hóa thạch còn sót lại của một loài cá voi có niên đại 36,4 triệu năm. (Ảnh: Olivier Lambert etal/Current Biology).

Điều này cung cấp cho các nhà nghiên cứu những manh mối về cách mà cá voi tấm sừng hàm có được cách thức ăn thức ăn độc đáo. Nhà nghiên cứu hàng đầu Olivier Lambert thuộc Viện Khoa học Tự nhiên Hoàng gia Bỉ cho biết: “Sự phân chia loài giữa những chú cá voi đã xảy ra cách đây khoảng 38 hay 39 triệu năm trước”.

“Hóa thạch cá voi chúng ta mới phát hiện đây có niên đại 36,4 triệu năm, vì thế chúng có lẽ đã sống trước đó từ 2 đến 3 triệu năm. Nghĩa là loài cá voi này tồn tại sớm hơn cả so với những loài cả voi khác”.

Bộ Cá voi hay danh pháp khoa học là Cetacea, là một bộ sinh vật bao gồm cá voi hiện đại, cá heo và cá nhà táng. Tuy trong tên gọi có từ cá nhưng thật sự chúng là những loài động vật có vú, nghĩa là cách chúng tiến hóa giống như cách của loài người tiến hóa.

Vào khoảng 55 triệu năm trước, những động vật có vú kỳ lạ trông giống chó hơn là cá heo. Chúng sống phân chia thành hai nhóm, một là Hippopotamus hay Hà mã, còn nhóm còn lại là Humpback hay Cá voi lưng gù, và tồn tại độc lập đến tận ngày nay.

Tổ tiên của cá voi ngày nay thích nghi với môi trường nước bằng cách tiến hóa dần, phát triển mũi và răng để có thể bắt cá và chọn lọc dinh dưỡng trong những lớp trầm tích. Qua thời gian, chi của chúng dần dần phát triển để bơi lội tốt hơn và mất hẳn khả năng bước đi trên mặt đất.

Vào khoảng 41 triệu năm trước, một nhóm động vật được gọi là Basilosauridae đã trở thành những chú cá voi đầu tiên sống trong môi trường hoàn toàn ngập nước, với chân trước đã phẳng lì thành vây, chân sau nhỏ hơn và cơ thể đã có thể lướt đi trong nước.

Chúng cũng có một bộ não nhỏ, nhưng không dùng nhiều quá cho những mối quan hệ bầy đàn. Trong vòng 10 triệu năm tiếp sau đó, cá voi đã phân chia thành hai loài, một loài mà chúng ta gọi là Cá voi có răng hay Odontoceti, loài còn lại là Cá voi tấm sừng hàm hay Mysticeti.

Tuy nhiên, không phải tất cả những chú mysticeti đều có tấm sừng lọc thức ăn, nhiều loài có gai lưng hay cá voi xanh ngày nay đều vẫn có răng. Nhà cổ sinh vật học Mark D. Uhen cho biết: “Có những con có răng to, răng cưa và những con không có răng”.

Cá voi tấm sừng hàm ngày nay là loài động vật có vú khổng lồ nhất trên Trái Đất. (Ảnh: Whit Welles Wwelles14).

Cách đây 23 triệu năm, tổ tiên của loài cá voi đã phân chia thành loài cá voi tấm sừng hàm như chúng ta biết ngày nay thì vẫn còn là một bí ẩn. Không ai biết được rõ ràng điều kiện nào đã giúp những chú cá voi tấm sừng hàm chiến thắng trong đợt phân chia loài, và đặc biệt hơn tại sao trong khi răng là bộ phận quan trọng được các loài cá voi khác giữ lại, thì loài mysticeti lại tiêu giảm đi mất.

Trước đây, hóa thạch cá voi cổ xưa nhất từng được biết đến có niên đại vào khoảng 34 triệu năm, thuộc một loài được gọi là Llanocetus denticrenatus. Hóa thạch này thậm chí có kích thước lớn hơn một con cá heo hiện đại, và có những đặc điểm lai tạp giữa những con cá voi có răng và những con cá voi tấm sừng hàm.

Trên cơ thể của hóa thạch, vẫn còn sót lại một mẫu chân nhỏ, là dấu vết còn sót lại sau khi chi này bị biến mất hoàn toàn. Điều thú vị là việc mất đi chi sau diễn ra gần như đồng thời ở cùng hai nhánh sau khi chúng đã phân chia loài.

Cũng như những con cá voi ngày nay, cá voi tấm sừng hàm cũng dùng tấm sừng hàm của mình để ăn những chú cá nhỏ. Chúng hút nước từ đáy đại dương để tìm kiếm những sinh vật phù du cỡ nhỏ để nuốt vào.

Khai quật và nghiên cứu thêm về những mẫu hóa thạch, cùng với việc tìm ra những mẫu hóa thạch nằm trong gian đoạn giữa lúc phân chia loài, sẽ giúp chúng ta bổ sung thêm được nhiều kiến thức về quá trình tiến hóa của cá voi, và lý do tại sao chúng lại phát triển thành hai nhánh như ngày nay.