Ngày nay, Trái Đất là ngôi nhà của các loài động vật với đủ hình dạng và kích thước, từ những sinh vật gần như siêu nhỏ như tardigrades đến cá voi xanh dài 25 mét. Những sinh vật này đã xuất hiện và tiến hóa qua hàng triệu năm. Nhưng loài động vật đầu tiên trên hành tinh là gì?
Câu trả lời cho câu hỏi này vẫn còn gây tranh cãi lớn trong giới khoa học. Hàng tá nghiên cứu khác nhau, sử dụng mọi thứ từ sự tiến hóa nhiễm sắc thể theo thời gian đến các hóa thạch cổ đại, đã đưa ra hai ứng cử viên hàng đầu: bọt biển và sứa lược.
Một số thông tin tốt nhất về động vật thời kỳ đầu đến từ các hóa thạch có niên đại từ kỷ Cambri, bắt đầu khoảng 541 triệu năm trước. Trong thời gian này, Trái Đất đã trải qua một sự bùng nổ các loài mới trong “Vụ Nổ Cambri”: Chỉ trong 10 triệu năm, hàng trăm nghìn loài động vật đột nhiên xuất hiện. Hầu như mọi loại cơ thể động vật tồn tại ngày nay đều tiến hóa trong Vụ Nổ Cambri, bao gồm cả động vật chân khớp, động vật thân mềm và thậm chí cả động vật có dây sống, sau này đã phát triển thành động vật có xương sống. Các mẫu vật được bảo quản tinh xảo từ một thành hệ đá được gọi là Burgess Shale ở British Columbia cho chúng ta cái nhìn về hình dạng của những động vật thời kỳ đầu này.
Nhưng tất cả những loài đó không chỉ xuất hiện từ hư không. Vào những năm 1950, các hóa thạch được phát hiện trước đó đã được xác định là hài cốt động vật từ kỷ Ediacara, kéo dài từ khoảng 635 triệu năm trước đến bình minh của kỷ Cambri 541 triệu năm trước.
Không giống như bộ xương ngoài cứng được tìm thấy trong nhiều hóa thạch Cambri, các động vật sống trong kỷ Ediacara chủ yếu là động vật thân mềm, hình khối như cnidaria – một nhóm bao gồm các động vật như sứa và hải quỳ – giun và có thể cả bọt biển. Các mô mềm cực kỳ khó bảo quản vì chúng dễ phân hủy hơn xương hoặc bộ xương ngoài. Điều này có nghĩa là hài cốt hóa thạch của động vật Ediacara không chỉ khan hiếm mà còn khó phân tích hơn nhiều. Có lẽ nổi tiếng nhất trong số này là một loài động vật giống giun có tên Dickinsonia, trông giống như một chiếc đĩa ăn lớn với các đoạn có gân tỏa ra từ trung tâm của nó.
Trước đó, mọi thứ bắt đầu trở nên mờ mịt. Elizabeth Turner, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Laurentian ở Ontario, nói với Live Science: “Ngoài [kỷ Ediacara], không ai thực sự tìm kiếm.” Một phần của vấn đề, bà giải thích, là các nhà khoa học không thực sự biết phải tìm kiếm gì. “Chúng ta là loài linh trưởng; chúng ta nhận dạng mẫu,” bà nói. Bà nghĩ rằng các hóa thạch động vật sớm nhất có lẽ có ít hoặc không có mẫu có thể nhận ra.
Turner đã trình bày những gì bà cho là động vật cổ xưa nhất được biết đến – một mẫu vật hóa thạch của thứ mà bà nói là một miếng bọt biển 890 triệu năm tuổi – trong một bài báo năm 2021 trên tạp chí Nature. Tuy nhiên, không phải ai cũng đồng ý với giả thuyết của bà.
Gợi ý từ biên tập:
Tất cả các bằng chứng được đề cập về động vật thời kỳ đầu cho đến nay đều đến từ các hóa thạch được tìm thấy trong đá có thể được xác định niên đại bằng đồng vị phóng xạ, phân hủy với tốc độ không đổi theo thời gian. Nhưng gần đây, một phương pháp mới sử dụng mô hình gọi là đồng hồ phân tử đã nổi lên. Dựa trên giả định rằng các gen đột biến với tốc độ không đổi theo thời gian, các nhà khoa học có thể phân tích bộ gen động vật hiện đại và truy tìm chúng trở lại thời điểm chúng mới xuất hiện. Một nghiên cứu năm 2023 sử dụng dữ liệu nhiễm sắc thể từ động vật thân lược hiện đại – hay còn gọi là sứa lược – cho rằng chúng là động vật đầu tiên được biết đến, xuất hiện khoảng 600 triệu đến 700 triệu năm trước.
Tuy nhiên, Nick Butterfield, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Cambridge, nghi ngờ về cả hai lý thuyết. Ông nói, nếu có động vật 890 triệu năm trước, chúng ta sẽ thấy dấu vết như quá trình sinh khoáng, trong đó các phân tử từ chất hữu cơ của động vật có thể khiến các khoáng chất xung quanh kết tinh. Nhưng quá trình sinh khoáng sớm nhất được biết đến chỉ có niên đại 750 triệu năm trước.
Mặt khác, Butterfield không chắc liệu nghiên cứu về động vật thân lược có đưa ra bằng chứng cụ thể rằng sứa lược là động vật sớm nhất hay không. “Đồng hồ phân tử không cung cấp dữ liệu; chúng cung cấp giả thuyết,” ông nói. Trong những năm qua, các nghiên cứu sử dụng các gen khác nhau đã đưa ra kết quả mâu thuẫn ủng hộ động vật thân lược hoặc bọt biển. Vì vậy, Butterfield do dự trong việc trao vương miện cho sứa lược chỉ dựa trên nghiên cứu gần đây nhất.
Ngay cả khi tổ tiên của sứa lược là động vật đầu tiên, Butterfield nghi ngờ rằng chúng trông không giống như bây giờ. Sứa lược hiện đại có cấu trúc phức tạp như hệ thống cơ và thần kinh, mà các động vật cơ bản hơn như bọt biển thiếu.
“Mọi thứ không xuất hiện đầy đủ từ đầu của thần Zeus với hệ thống cơ và hệ thống thần kinh, v.v.; đó không phải là cách tiến hóa hoạt động,” ông nói với Live Science. “Cách đơn giản nhất để trở thành một động vật là trở thành một loài ăn lọc giống như bọt biển. Đó là cách bạn phải bắt đầu.”
Turner cũng nói rằng loài động vật sớm nhất sẽ không giành chiến thắng trong bất kỳ cuộc thi sắc đẹp nào. “Nó sẽ trông giống như một chút chất nhờn siêu nhỏ,” bà nói.