Cá xương sống là nhóm động vật có xương sống hiện đại phát triển nhất, được chia thành hai nhánh là cá vây tia và cá vây肉. Theo tư tưởng phân loại hiện đại, nhánh cá vây肉 không chỉ bao gồm cá phổi và cá không xương còn sống ở dưới nước, mà còn bao gồm các động vật tứ chi đã lên cạn. Nguồn gốc và sự phân hóa ban đầu của cá xương sống tạo thành nhiều mắt xích quan trọng trong chuỗi tiến hóa từ cá đến con người. Nhiều đặc điểm giải phẫu mà chúng ta có thể truy ngược về tổ tiên xa xưa của những loài cá này, điều này từ lâu đã là điểm quan tâm của giới cổ sinh vật học và sinh học tiến hóa.
Cây tiến hóa của cá xương sống
Tuy nhiên, cho đến cuối thế kỷ trước, tài liệu hóa thạch của cá xương sống ban đầu vẫn rất hiếm, dẫn đến thiếu hụt nhiều “mắt xích” quan trọng trong cây tiến hóa này, và khiến cho khoảng cách hình thái giữa cá vây肉 và cá vây tia trở nên khó vượt qua. Vì lý do này, nghiên cứu về nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống đã bị đình trệ trong thời gian dài, và rất ít có sự đột phá.
Cá vây肉
Từ năm 1996, nhóm nghiên cứu đã dựa vào tài nguyên hóa thạch động vật có xương sống từ kỷ Silur đến Devon ở Trung Quốc, tiếp tục thực hiện các cuộc khảo sát và khai thác tại các khu vực như Vân Nam và Ninh Hạ, phát hiện ra nhiều hóa thạch cá xương sống ban đầu quý hiếm. Nhóm đã đạt được nhiều tiến bộ quan trọng trong nghiên cứu về “nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống”. Những công việc này đã cung cấp bằng chứng thiết yếu để giải quyết một số vấn đề lý thuyết lâu dài gây tranh cãi trong lĩnh vực cổ sinh vật học và sinh học tiến hóa, như hình thái của tổ tiên chung của cá vây tia và cá vây肉, nguồn gốc của cá vây肉, và nguồn gốc của lỗ mũi trong, đồng thời thay đổi nhận thức của học thuật về những vấn đề quan trọng này, thúc đẩy mạnh mẽ việc khám phá nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống trên toàn cầu, gây ảnh hưởng lớn trên thế giới.
Bốn phát hiện quan trọng trong nghiên cứu cá xương sống
Hiện tại, trong lĩnh vực nghiên cứu nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống, khoảng 12 chi đang được giới học thuật quan tâm và tranh cãi, bao gồm các loài như cá xương sống, cá vây lưỡi, Dialipina, Powichthys được phát hiện ở nước ngoài và các loài như cá Yang, cá kỳ dị, cá Kenichthys, cá Psarolepis, cá Guiyu, cá Achoania, cá Meemannia và cá Styloichthys được phát hiện ở Trung Quốc. Sáu chi sau trong số này được đội ngũ dự án phát hiện trong gần mười năm qua (bốn chi) hoặc nghiên cứu lại (hai chi) và công bố, chúng đã xét lại một cách đáng kể nhận thức truyền thống về nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống, thúc đẩy nghiên cứu trong các lĩnh vực liên quan trên toàn cầu.
Bốn lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong hướng nghiên cứu này bao gồm:
(1) Phát hiện sự kết hợp đặc điểm bất ngờ của cá vây肉 nguyên thủy Psarolepis, cung cấp manh mối quan trọng để giải mã bí ẩn về nguồn gốc của cá xương sống, khiến nghiên cứu nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống trở thành một trong những lĩnh vực tiên phong và nóng bỏng trong nghiên cứu cổ sinh vật học hiện nay;
(2) Phát hiện hóa thạch cá xương sống gần như hoàn chỉnh từ kỷ Silur – cá鬼 mơ mộng, cung cấp thông tin quan trọng cho việc khám phá mối quan hệ giữa các nhóm trong nội bộ đại cương có hàm, bao gồm cá xương sống, từ đó làm sâu sắc nhận thức về nguồn gốc và phân hóa ban đầu của cá xương sống;
(3) Nghiên cứu sâu về cá Kenichthys và cá trơn của Trung Quốc đã giải mã bí ẩn về nguồn gốc lỗ mũi trong, đẩy lùi hồ sơ hóa thạch của động vật tứ chi ở châu Á gần một trăm triệu năm và mở rộng khu phân bố cổ địa lý của động vật tứ chi trong kỷ Devon, cung cấp tài liệu quan trọng cho việc khám phá nguồn gốc của động vật tứ chi;
(4) Phát hiện cá Achoania, cá Meemannia và cá Styloichthys, làm phong phú thêm sự đa dạng của cá xương sống từ kỷ Silur đến Devon, đặc biệt là cá vây肉 ban đầu, đồng thời củng cố giả thuyết rằng miền Nam Trung Quốc là trung tâm của nguồn gốc và phân hóa ban đầu của cá vây肉.
Bốn phát hiện khoa học quan trọng trên đã cung cấp bằng chứng thiết yếu cho việc giải quyết một số vấn đề lý thuyết lâu dài gây tranh cãi trong lĩnh vực cổ sinh vật học và sinh học tiến hóa, như hình thái của tổ tiên chung của cá vây tia và cá vây肉, nguồn gốc của cá vây肉, nguồn gốc của lỗ mũi trong, thay đổi nhận thức của học thuật về những vấn đề quan trọng này và thúc đẩy mạnh mẽ khám phá hướng nghiên cứu quan trọng về nguồn gốc và tiến hóa ban đầu của cá xương sống, gây ảnh hưởng lớn trên phạm vi toàn cầu.
Về vấn đề này, Tiến sĩ Friedman từ Đại học Oxford đã đánh giá rằng, “Các hóa thạch cá ở khu vực phía đông tỉnh Vân Nam, Trung Quốc đã làm phong phú thêm hiểu biết của chúng ta về sự đa dạng và mối quan hệ của cá xương sống ban đầu, phá vỡ sự ổn định của các nhóm phân loại truyền thống từ giữa thế kỷ 20, và bắt đầu một làn sóng nghiên cứu hệ thống học của cá vây肉 kéo dài cho tới ngày nay.” Những phát hiện mới này có ý nghĩa quan trọng trong việc làm rõ sự phát triển của một số đặc điểm quan trọng trong quá trình tiến hóa ban đầu của cá xương sống, đặc biệt là cá vây肉, đồng thời cũng làm phong phú thêm sự đa dạng của cá vây肉 ban đầu, tiếp tục củng cố giả thuyết rằng miền Nam Trung Quốc là trung tâm nguồn gốc của cá vây肉.
Thẻ động vật: Cá xương sống
