Một điều khủng khiếp đã giúp loài cá đột ngột có mặt trên Trái Đất

Nguồn gốc của loài cá là một bí ẩn rất lớn trong ngành cổ sinh vật học. Hồ sơ hóa thạch từ khắp thế giới cho thấy các dòng cá chính đã xuất hiện trên Trái Đất rất đột ngột vào đầu kỷ Devon, tức khoảng 420 triệu năm trước.

Trên thực tế, các nhà khoa học có biết về tổ tiên của chúng trong kỷ Ordovic. Nhưng trong kỷ Silur – nằm giữa kỷ Ordovic và kỷ Devon – dòng dõi tổ tiên này tuyệt tích, khiến loài cá giống như đã “xuyên không” hàng chục triệu năm, đi trực tiếp từ kỷ Ordovic sang kỷ Devon.

Một nghiên cứu mới của nhóm tác giả từ Viện Khoa học và công nghệ Okinawa (Nhật Bản), vừa được công bố trên tạp chí Science Advances, đã giải mã được bí ẩn trên.

Nhóm tác giả đã dụng các cơ sở dữ liệu toàn cầu mới được biên soạn về sự xuất hiện, địa lý sinh học và hệ sinh thái của động vật có xương sống trong đại Cổ sinh (Paleozoic, 541-252 triệu năm trước). Đại này bao gồm 6 kỷ Cambri – Ordovic – Silur – Devon – Than Đá – Nhị Điệp.

Họ phát hiện ra rằng một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt vào khoảng 445-443 triệu năm trước – cuối kỷ Ordovic – trùng khớp với sự thiếu vắng hồ sơ hóa thạch của Gnathostomes, tức động vật có xương sống và có quai hàm sống ở biển khơi, tổ tiên gần gũi nhất trong kỷ nguyên này của loài cá.

Sự kiện tuyệt chủng này – được khoa học gọi tắt là LOME – diễn ra theo hai giai đoạn, đi kèm với những biến động kéo dài trên toàn cầu về nhiệt độ, những thay đổi trong thành phần hóa học của đại dương bao gồm các nguyên tố vi lượng thiết yếu, sự đóng băng đột ngột ở vùng cực và những thay đổi về mực nước biển.

Những thay đổi này đã tàn phá hệ sinh thái biển và tạo ra một “khoảng trống” về đa dạng sinh học ngay sau thảm họa, kéo dài đến tận đầu kỷ Silur.

Từ đó, các nhà nghiên cứu xác nhận một khoảng thời gian thiếu hụt đa dạng động vật có xương sống đã được đề xuất trước đó, được gọi là Khoảng trống Talimaa.

Họ phát hiện thêm rằng quá trình sự sống Trái Đất phục hồi diễn ra rất chậm trong 23 triệu năm.

Hầu hết các dòng dõi động vật có hàm thời Silur đã đa dạng hóa dần dần và không liên tục trong giai đoạn đầu của quá trình phục hồi.

Thay vì lan rộng nhanh chóng khắp các đại dương cổ đại, “con cháu” của Gnathostomes – mà các tác giả gọi là “dòng dõi ma” đã tiến hóa trong sự cô lập.

Vì chúng quá ít và sống ở nơi biệt lập, nên chúng ta chưa tìm thấy hóa thạch.

Nhưng 23 triệu năm ẩn mình này đã giúp chúng đủ thời gian để hoàn thiện bộ hàm, giúp cải thiện khả năng săn mồi.

Khoảng 419 triệu năm trước, khi kỷ Silur sắp kết thúc, môi trường sống đại dương thuận lợi trở lại. Các “dòng dõi ma” này nhanh chóng thoát khỏi vùng an toàn, tiến hóa nhảy vọt thành nhiều loài cá khi thế giới chuyển mình sang kỷ Devon.