Nhóm nghiên cứu do Zhu Min tại Viện Nghiên cứu Động vật Cổ và Nhân chủng Cổ, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã báo cáo về loài động vật có xương sống lớn nhất thời kỳ Silur, một loài cá xương có tên gọi là Megamastax amblyodus. Bằng chứng hiện có cho thấy, Megamastax amblyodus, sống cách đây 423 triệu năm, có thể dài tới 1,2 mét và chiếm vị trí cao trong chuỗi thức ăn. Đây là một phát hiện quan trọng khác trong quần xã Silur Xuân Hương tại khu vực Quý Châu, Trung Quốc, sau sự phát hiện của cá ma (Guiyu oneiros) và cá đầu tiên (Entelognathus primordialis), thách thức quan điểm truyền thống cho rằng không có động vật có xương sống lớn tồn tại trước thời kỳ Early Devonian.
Hình phục hồi Megamastax amblyodus
Sau gần tám năm khảo sát và khai thác liên tục, Zhu Min và nhóm nghiên cứu của ông đã đạt được nhiều phát hiện khoa học ấn tượng trong quần xã Silur Xuân Hương tại khu vực Quý Châu, bao gồm cá đầu tiên (Entelognathus primordialis) có xương gồ trên hàm và cá ma (Guiyu oneiros), loài cá xương được bảo tồn hoàn hảo sớm nhất trên thế giới. Zhu Min cho biết, “Trong kho báu hóa thạch thời kỳ Silur này, ngay cả một mảnh xương nhỏ cũng chứa đựng thông tin khoa học quý giá. Mặc dù hiện tại chỉ có hai mảnh hàm dưới và một mảnh hàm trên của Megamastax amblyodus được phát hiện, nhưng nghiên cứu chi tiết về chúng đã cung cấp bằng chứng quyết định cho các chủ đề nóng trong tiến hóa động vật có xương sống và phát triển môi trường cổ đại.”
Sự biến đổi trong nồng độ oxy trong khí quyển là vấn đề thu hút sự chú ý của các nhà cổ môi trường. Họ cho rằng, vào cuối thời kỳ Silur và đầu Devon, nồng độ oxy trong khí quyển đã tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, về thời điểm cụ thể của sự kiện tăng nồng độ oxy này, hiện có hai mô hình lý thuyết khác nhau. Bằng chứng hóa học từ đồng vị molypden cho thấy sự kiện này xảy ra khoảng 4 triệu năm trước vào Early Devonian, phù hợp với các hồ sơ hóa thạch trước đó. Quan điểm truyền thống cho rằng sự phát triển của thực vật dạng mạch trên đất liền đã dẫn đến sự gia tăng nồng độ oxy trong khí quyển, và sự gia tăng nồng độ oxy đã giúp các động vật có xương sống có hàm phát triển cơ thể lớn hơn và thống trị vùng nước trên trái đất, do đó thời kỳ Devon được gọi là “thời đại cá”.
Mẫu hóa thạch Megamastax amblyodus
Tuy nhiên, phát hiện về Megamastax amblyodus vào thời điểm Silur cách đây 423 triệu năm đã thách thức quan điểm trên. Hàm dưới của Megamastax amblyodus dài hơn mười cm, theo tỷ lệ cơ thể của cá ma và các cá xương sớm hoàn hảo khác, chiều dài cơ thể của nó có thể vượt quá 1 mét, cá thể lớn nhất có thể đạt khoảng 1,2 mét, điều này vượt xa tất cả các động vật có xương sống Silur đã được phát hiện trước đó, bác bỏ kết luận rằng không có động vật có xương sống lớn tồn tại trước thời kỳ Early Devonian. Một số nghiên cứu cổ thực vật gần đây cũng cho thấy rằng vào cuối thời kỳ Silur, thực vật dạng mạch trên đất đã phát triển mạnh mẽ. Những phát hiện này hỗ trợ mô hình biến đổi nồng độ oxy mà bằng chứng đọng lại từ các mảnh tàn tích cổ cho thấy, tức là sự gia tăng nồng độ oxy cổ đại xảy ra vào khoảng 420 triệu năm trước vào cuối thời kỳ Silur.
Đặc điểm của hàm cho thấy Megamastax amblyodus là một loài cá xương điển hình. Hàm dưới được tạo thành từ hai hàng xương, ở mép miệng có một mảnh xương dài hình dạng thanh mà người ta gọi là xương hàm dưới, bề mặt được bao phủ bởi một lớp xương có vô số lỗ li ti. Bên trong xương hàm dưới là một hàng xương được sắp xếp theo chiều dọc. Hình dạng của răng trên các xương hàm trên và hàm dưới hoàn toàn khác nhau: xương hàm dưới có nhiều hàng răng nhỏ sắc nhọn, trong khi xương hàm trên có tám chiếc răng lớn hơn với đầu tròn hơn. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng chúng có công dụng khác nhau, với những chiếc răng bên ngoài có thể được dùng để bắt giữ và giữ chặt con mồi, trong khi những chiếc răng lớn bên trong được sử dụng để nghiền nát vỏ cứng.
Các động vật thân mềm, giáp xác, và nhuyễn thể trong các vùng nước cạn thời kỳ Silur phía đông Vân Nam có thể là thức ăn của Megamastax amblyodus, nhưng với kích thước của nó, loài này hoàn toàn có khả năng săn mồi các loại cá khác sống cùng môi trường, chẳng hạn như cá nắp không hàm (Dunyu longiforus) và cá đầu tiên (Entelognathus primordialis). Megamastax amblyodus có thể là một trong những kẻ săn mồi hàng đầu sớm nhất trong gia đình động vật có xương sống.
Trong cái nhìn truyền thống, vùng nước Silur được thống trị bởi động vật không có xương sống, các loại cá nắp nhỏ và các loại cá có xương đầu tiên sống trong sự bảo vệ của các loài đầu búa và bọ biển khổng lồ. Bằng chứng mà quần xã Xuân Hương cung cấp cho thấy, ít nhất đến cuối thời kỳ Silur, nơi thuộc đường xích đạo như Vân Nam, Trung Quốc đã có một quần thể cá đang phát triển mạnh mẽ. Các động vật có xương sống đã phân hóa nhiều nhóm, chiếm lĩnh nhiều loại sinh thái, với một số loài có kích thước khá lớn. Thời đại cá có thể đã bắt đầu sớm hơn vào thời kỳ Silur. Những phát hiện và nghiên cứu từ quần xã Xuân Hương sẽ tiếp tục thay đổi đáng kể nhận thức của cộng đồng khoa học về lịch sử tiến hóa sớm của động vật có xương sống.
Nhãn động vật: cá xương Megamastax amblyodus, cá đầu tiên, cá ma
