Phát hiện chấn động về hóa thạch động vật cổ nhất thế giới

200 triệu năm trước, một trong những loài động vật đầu tiên trên Trái đất đã chết dưới đáy đại dương cổ đại. Khi còn sống nó là một bọt biển, khi chết, nó không có xương, cũng không có răng, cũng không có vỏ để lại. Nhưng nó có các phân tử chất béo.

Năm 2009, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu một phiến trầm tích biển cổ đại thì họ phát hiện ra tàn tích hóa thạch của thứ dường như là những phân tử chất béo bọt biển giống nhau, bị mắc kẹt giữa các tảng đá.

Các nhà nghiên cứu cho rằng trầm tích có niên đại cách đây 635 triệu năm - sớm hơn khoảng 100 triệu năm so với hóa thạch động vật lâu đời nhất từng được xác nhận - nhưng các phân tử cổ đại có nguồn gốc sinh học không thể nhầm lẫn và khớp với những phân tử được tìm thấy trong bọt biển hiện đại.

Khi ngày càng có nhiều dấu ấn sinh học được phát hiện trên các mẫu trầm tích đáy biển cổ đại, một câu hỏi đặt ra: Làm thế nào mà những bọt biển ban đầu này lại có thể phổ biến rộng rãi như vậy mà vẫn không để lại một hóa thạch cơ thể nào? Mới đây, trong hai nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Ecology and Evolution đã đưa ra câu trả lời.

Các nhà nghiên cứu lập luận rằng những phân tử chất béo cổ đại đó hoàn toàn không đến từ một loài động vật mà là từ một số loài tảo già, thối rữa có phần còn lại của phân tử đã bị biến đổi bởi sự tàn phá của thời gian địa chất. Sau khi bắt chước các quá trình địa chất đó trong một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã biến đổi thành công các phân tử tảo hiện đại thành chất béo giống với chất được tìm thấy trong trầm tích cổ đại.

Lennart van Maldegem, đồng tác giả của một trong những nghiên cứu, nhà địa chất học tại Đại học Quốc gia Australia cho biết: "Điều này có nghĩa là bằng chứng trước đây liên quan đến các loài động vật lâu đời nhất trên Trái đất có nguồn gốc từ tảo, không phải động vật. Điều đó chuyển bằng chứng xác thực lâu đời nhất về động vật gần 100 triệu năm".

Phân tử quan trọng trong tất cả các nghiên cứu này là một loại sterol, hay hợp chất béo riêng biệt, được gọi là C30 24-isopropylcholestane - về cơ bản là một khối chất béo được bao bọc bởi 30 nguyên tử carbon. Trong khi một số sterol, chẳng hạn như cholesterol, phổ biến ở các loài động vật (bao gồm cả con người), các sterol C30 độc đáo này hầu như chỉ liên quan đến các loài demosponges - một loại động vật biển đa dạng bao gồm khoảng 3/4 số lượng bọt biển được biết đến trên Trái đất.

Khi các tác giả của nghiên cứu năm 2009 tìm thấy lượng C30 sterol dồi dào trong các mẫu trầm tích 635 triệu năm tuổi, họ cho rằng đó là bằng chứng cho thấy bọt biển cổ đại đã sống và chết ở đó. Tuy nhiên, đó không phải là cách giải thích hợp lý duy nhất về những sterol đó.

"Giờ chúng ta biết rằng loài tảo đầu tiên (tổ tiên của các loài thực vật hiện đại) đã trở nên nổi bật trên tất cả các đại dương trên thế giới 200 triệu năm trước vụ nổ kỷ Cambri. Vì vậy, trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã có một cái nhìn khác về các phân tử được bảo tồn trong những trầm tích cổ đại này", Van Maldegem nói.

Cùng với sterol có trong bọt biển, các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy rất nhiều phân tử liên kết với tảo, cũng như các phân tử phi sinh học là kết quả của một quá trình địa chất được gọi là diagenesis, hay quá trình biến trầm tích thành đá cứng trong hàng triệu năm.

Van Maldegem đã ví quá trình này như nướng bánh mì, sau khi tiếp xúc với nhiệt và áp suất hàng trăm triệu năm, một phản ứng hóa học không thể đảo ngược đã làm thay đổi cấu trúc phân tử của trầm tích, giống như lò nướng ấm biến bột ướt, mềm thành một ổ bánh mì cứng. Van Maldegem cho biết, đôi khi những quá trình này cũng có thể làm thay đổi các phân tử hữu cơ.

Trong các mẫu trầm tích cổ, sterol liên kết với bọt biển và các phân tử được tạo ra bởi quá trình diagenesis thường nằm ngay cạnh nhau, cho thấy rằng cả hai phân tử đã hình thành bởi các quá trình địa chất tương tự.

Quá trình này đã biến đổi thành công một số phân tử tảo thành các sterol có liên quan đến bọt biển giống như trong lớp trầm tích 635 triệu năm tuổi. Điều này có nghĩa là những sterol cổ đại đó không phải là bằng chứng của động vật mà là của tảo. Nếu đúng như vậy, bằng chứng sớm nhất về sự sống của động vật trên Trái đất có thể đã bị phủ nhận.

"Chúng tôi đã xem xét kỹ lưỡng những bằng chứng sớm nhất về động vật trên Trái đất và đang hiểu rõ hơn về cách những loài động vật đầu tiên tiến hóa", Van Maldegem nhấn mạnh.