Phát hiện loài cá kỳ dị không giống bất kỳ động vật có xương sống nào

Các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc vừa phát hiện ra một số bộ phận còn sót lại của một con cá trông giống cá mập 439 triệu năm tuổi. Nó có những đặc điểm dị thường, không giống bất kỳ loài động vật có xương sống nào chúng ta từng biết. Toàn thân con vật kỳ dị này được bao phủ bởi gai và "áo giáp" cứng như xương. Có thể nói nó là động vật có xương sống có hàm lâu đời nhất từng được phát hiện.

Tại quần thể địa chất Dung Tây, một địa điểm hóa thạch nổi tiếng ở tỉnh Quý Châu, Trung Quốc, các nhà khoa học đã tìm thấy dấu vết còn lại của loài động vật đã tuyệt chủng này. Họ đặt tên cho nó là Fanjingshania Renovata (F. Renovata), theo tên của ngọn núi Phạm Tịnh Sơn (Fanjingshan) gần đó.

Nhóm nghiên cứu đã thu thập hàng nghìn mảnh xương, vẩy và răng hóa thạch ở khu vực này và tái tạo lại một cách chi tiết hình ảnh của những con cá cổ đại này. Phát hiện của họ đã được công bố ngày 28/9/2022 trên tạp chí Nature.

Renovata thuộc nhóm sinh vật giống cá mập gai đã tuyệt chủng. Chúng có vây gai và các mảng xương bao quanh phần vai. Trên cây phả hệ loài cá, cá mập gai nằm ở giữa các loài cá sụn bao gồm cá mập và cá đuối hiện đại và các loài cá nhiều xương. Cá mập gai có cơ thể giống cá mập, nhưng các mảng da và bộ xương lại tương tự như cá nhiều xương. Các nhà nghiên cứu cho rằng F. Renovata có thể là họ hàng gần của tổ tiên chung chưa được phát hiện của hai nhóm cá này.

Renovata có niên đại từ kỷ Silur, từ 443,8 triệu đến 419,2 triệu năm trước, lâu đời hơn loài cá có hàm lâu nhất được biết đến khoảng 15 triệu năm. Vì thế, nó trở thành động vật có xương sống có hàm lâu cổ xưa được biết cho đến nay.

Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến sự xuất hiện của cá có hàm vì quá trình tiến hóa của chúng là điểm mấu chốt trong sự đa dạng hóa các loài động vật có xương sống. Đồng tác giả nghiên cứu, nhà cổ sinh vật học Min Zhu ở Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cho biết phát hiện này mang lại thông tin về các bước tiến hóa dẫn đến nguồn gốc thích nghi quan trọng của động vật có xương sống, ví dụ như hàm, các giác quan và các bộ phận phụ khác.

Một loài sinh vật có một không hai

Mặc dù F. Renovata có nhiều đặc điểm chung với các loài cá mập gai khác, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết nó có một số điểm đặc trưng khác hẳn các loài cùng nhóm.

Một trong những điểm khác biệt của nó là phần "áo giáp" ở vai có diện tích lớn hơn ở các loài cá mập gai khác và có rất nhiều gai. Các vây gai của nó còn được bảo phủ bởi lớp vảy giống răng kỳ lạ mà nhóm nghiên cứu cho rằng sẽ rụng từng mảng và mọc lại. Cá mập hiện đại cũng có vảy tương tự nhưng không thay như vậy. Xương hóa thạch còn cho thấy F. Renovata trải qua quá trình tái sinh vì các bộ phận của xương hoặc răng bị vỡ và sau đó mọc lại thay thế.

Nhà cổ sinh vật học Plamen Andreev ở Trường đại học Sư phạm Khúc Tĩnh, Trung Quốc, cho biết sự thay đổi mô cứng này là chưa từng có ở các loài cá sụn. Điều này cho thấy nguồn gốc tiến hóa của các bộ xương hiện đại, kể cả xương người.

Xác định lại sự tiến hóa của cá

Renovata chỉ là một trong một số những hóa thạch được tìm thấy ở quần thể địa chất Dung Tây.

Các nhà nghiên cứu cho biết họ còn tìm thấy một loài cá có hàm đã tuyệt chủng khác là Qianodus duplicis. Loài động vật này cũng có niên đại khoảng 439 triệu năm. Tuy nhiên, họ chỉ tìm thấy răng và vẩy hóa thạch của chúng nên không chắc chắn chúng thuộc nhóm nào.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn tìm thấy 3 loài cá tuyệt chủng khác thuộc nhóm cá da phiến và cá giáp mũ, nhưng đều không lâu đời như cá F. Renovata và Q. duplicis.

Tất cả những loài vừa được phát hiện nói trên đã thay đổi hoàn toàn những gì các nhà khoa học biết về sự tiến hóa của cá có hàm. Những khám phá trước đây cho thấy sự xuất hiện và đa dạng hóa các loài cá có hàm chỉ bắt đầu từ khoảng 420 triệu năm trước. Nhưng những hóa thạch này khẳng định rằng sự đa dạng cá có hàm đã xuất hiện trong các đại dương trên Trái Đất trước đó cả 20 triệu năm.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn cho rằng cá có hàm thực sự xuất hiện sớm hơn nữa. Dựa vào những điểm tương đồng giữa F. Renovata và cá mập hiện đại, cá đuối và cá nhiều xương, nhóm nghiên cứu ước tính rằng chúng đã từng có tổ tiên chung cũng là một loài cá có hàm thuộc lớp cá sụn và cá xương tồn tại vào khoảng 455 triệu năm trước.