Hoá thạch của ichthyosaur tìm thấy ở quần đảo Svalbard mở ra một hướng mới trong việc hiểu về sự tiến hóa của các động vật bò sát biển cổ đại. Nghiên cứu mới cho thấy rằng ichthyosaur có thể xuất hiện trước cả khủng long, ngay sau sự kiện tuyệt chủng quy mô lớn nhất trên Trái đất.
Hóa thạch ichthyosaur cổ nhất được tìm thấy trên đảo Spitsbergen của quần đảo Svalbard, có niên đại khoảng 250 triệu năm.
Ichthyosaur là một loại động vật bò sát biển đã tuyệt chủng, từng di chuyển tự do trong các đại dương. Chúng được cho là đã tiến hóa vào đầu kỷ Tam Điệp, sau đó thống trị biển trong suốt thời kỳ khủng long.
Tuy nhiên, sự phát hiện của hóa thạch ichthyosaur cổ nhất hiện có thể viết lại lịch sử tiến hóa của các động vật bò sát biển này.
Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Current Biology cho thấy thời gian tiến hóa của ichthyosaur có thể sớm hơn nhiều so với những gì từng cho là đúng, thậm chí có thể tồn tại trước sự kiện tuyệt chủng lớn giữa kỷ Perm và kỷ Tam Điệp, sự kiện đã dẫn đến sự biến mất của khoảng 90% các loài.
Tiến sĩ Aubrey Roberts, nhà khoa học phó tại bảo tàng và đồng tác giả của nghiên cứu này, cho biết: “Theo sách giáo khoa, ichthyosaur là kết quả của quá trình tiến hóa diễn ra trong vài triệu năm sau sự kiện tuyệt chủng quy mô lớn nhất xảy ra cách đây 252 triệu năm.”
“Tuy nhiên, phát hiện mới nhất của chúng tôi cho thấy có thể không phải như vậy.”
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng những hóa thạch này đã có khoảng 250 triệu năm lịch sử, là phần còn lại của một ichthyosaur đã phát triển hoàn toàn, chỉ cách sự kiện tuyệt chủng lớn khoảng hai triệu năm.”
“Đối với các nhà cổ sinh vật học, đây là một khoảng thời gian rất ngắn, cho thấy ichthyosaur rất có thể đã tiến hóa trước sự kiện tuyệt chủng quy mô lớn.”
Mặt cắt ngang cho thấy cấu trúc xương bên trong của đốt sống ichthyosaur cổ nhất.
Ichthyosaur đã tiến hóa như thế nào?
Ichthyosaur là một nhóm động vật bò sát biển đã chuyển động trong các đại dương ít nhất 160 triệu năm. Hóa thạch của chúng có thể truy ngược trở lại từ khoảng 90 triệu năm trước từ đầu kỷ Tam Điệp đến cuối kỷ Phấn Trắng.
Động vật bò sát biển không phải là khủng long, mà là một phần độc lập của nhóm động vật có xương sống biển, có vẻ ngoài giống như cá heo và cá voi hiện đại với cơ thể thuôn dài và đuôi bơi mạnh mẽ.
Chúng đã thích nghi để trở thành một trong những kẻ săn mồi hàng đầu của đại dương, sở hữu nhiều chiếc răng sắc nhọn, rất phù hợp để bắt cá và mực. Mặc dù một số loài chỉ dài chưa đến một mét, nhưng những loài khác có thể dài tới 25 mét, tương đương với một số loài cá voi hiện đại.
Hóa thạch ichthyosaur là một trong những hóa thạch được phát hiện sớm nhất ở Anh, với mẫu vật đầu tiên được Mary Anning và anh trai Joseph phát hiện vào đầu những năm 1800. Năm 2021, hóa thạch ichthyosaur lớn nhất từng được phát hiện ở Anh đã được tìm thấy trong quá trình bảo trì định kỳ tại Llyn Llathe.
Nghiên cứu chỉ ra rằng động vật bò sát đã tiến hóa từ tổ tiên sống trên cạn sang lối sống hoàn toàn dưới nước, tương tự như cách mà cá heo và các động vật có vú biển khác tiến hóa từ động vật có vú sống trên cạn, nhưng không ai hoàn toàn chắc chắn về hình dáng của tổ tiên này.
Mặc dù đã phát hiện nhiều hóa thạch ichthyosaur được bảo quản tốt ở Tây Âu và Bắc Mỹ, nhưng những khoảng trống trong hồ sơ hóa thạch khiến lịch sử tiến hóa của nhóm động vật này trở nên không chắc chắn.
Giáo sư Jørn Hurum (bên trái) và thành viên nhóm Øyvind Enger (bên phải) đang tìm kiếm hóa thạch trong thung lũng hoa.
Những ichthyosaur sớm này đã được phát hiện như thế nào?
Năm 2014, các nhà cổ sinh vật học đã bắt đầu một cuộc thám hiểm đến Bắc Cực, thu thập hóa thạch từ thung lũng hoa ở phía Tây quần đảo Spitsbergen.
Các ngọn núi xung quanh tan chảy tạo thành những dòng sông chảy xiết, lộ ra những lớp đá mà cách đây 250 triệu năm từng là đáy biển lấp đầy bùn. Tầng trầm tích đã lắng đọng xung quanh xác động vật thối rữa trên đáy biển cổ xưa, lưu giữ chúng với những chi tiết ba chiều hùng vĩ.
Các mẫu đá từ Spitsbergen sau đó được đưa đến Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên của Đại học Oslo để kiểm tra. Trong số các hóa thạch của cá xương và động vật lưỡng cư giống cá sấu, có một đoạn xương đuôi của ichthyosaur với 11 đốt sống khớp nối.
Các thử nghiệm địa hóa học đối với các đá xung quanh xác nhận rằng hóa thạch này có niên đại khoảng 2 triệu năm sau sự kiện tuyệt chủng lớn ở cuối kỷ Perm.
Do đó, các nhà nghiên cứu ban đầu cho rằng các đá này quá cổ cho ichthyosaur, và cho rằng các xương này có thể thuộc về một tổ tiên sớm hơn. Tuy nhiên, phân tích cho thấy những đốt sống này tương tự như ichthyosaur trẻ hơn, có kích thước lớn hơn.
Cấu trúc xương bên trong còn cho thấy quá trình trao đổi chất của ichthyosaur đã tăng tốc và hoàn toàn sống theo lối sống biển.
Mặc dù vẫn chưa phát hiện bất kỳ hóa thạch ichthyosaur nào sớm hơn, nhưng với khoảng thời gian ước tính cho sự tiến hóa của động vật bò sát biển, các nhà nghiên cứu cho rằng phát hiện này đã đẩy lùi nguồn gốc và sự đa dạng sớm của ichthyosaur về trước sự kiện tuyệt chủng quy mô lớn giữa kỷ Perm và kỷ Tam Điệp.
Nếu ichthyosaur đã thích nghi với môi trường dưới nước trước sự kiện tuyệt chủng, điều này sẽ viết lại quan niệm chung về thời gian mà các dòng tộc bò sát chính yếu bắt đầu xuất hiện trong thời kỳ khủng long.
“Bước tiếp theo là các nhà cổ sinh vật học tìm kiếm hóa thạch chuyển tiếp,” Aubrey giải thích.
“Nói cách khác, tổ tiên của ichthyosaur bán thủy sinh trong các đá trước sự kiện tuyệt chủng giữa kỷ Perm và kỷ Tam Điệp. Tuy nhiên, thách thức là tìm kiếm hóa thạch trong những môi trường phù hợp nơi có thể bảo quản chúng.”
Thẻ động vật: ichthyosaur, hóa thạch
