Đại sử từ vụ nổ lớn đến hiện tại

04 – 04. Sự xuất hiện của các loài động vật



Tóm lại, đến cách đây khoảng 250 triệu năm, vi khuẩn trên đất liền đã khô đi và phát triển thành những bào tử dương xỉ bao phủ toàn bộ một lục địa duy nhất lúc đó là Pangaea. Còn động vật thì sao? Lúc nào thì chúng bắt đầu đặt bốn chân lên mặt đất?

Động vật cũng bắt đầu hình thành từ đại dương. Thậm chí trước khi các tế bào thực vật tập hợp lại với nhau ở những vũng cạn, động vật đã bắt đầu phát triển trong nước biển. Động vật có sự khác biệt so với thực vật bởi sự chuyên biệt hoá các chức năng và sự tương tác phức tạp của tế bào.

Các tế bào động vật liên hệ với nhau bằng vô vàn những kết nối tinh tế mà chỉ mới được phát hiện gần đây với sự trợ giúp của kính hiển vi điện tử. Những liên hệ riêng biệt này hiện được coi là dấu ấn cụ thể để phân biệt động vật và thực vật, cùng với sự kiện chùm tế bào trở thành phôi. Tế bào động vật không có các thành phần quang hợp hợp nhất ở bên trong. Nhờ sự kết hợp phức tạp giữa các tế bào mà động vật phát triển lên những tầm vóc kỳ diệu.

Con đường phát triển của động vật bắt đầu khi một tế bào có nhân và roi để di chuyển nhưng không có khả năng quang hợp, phối hợp với một tế bào khác và đẩy nó theo, nhờ đó mà tế bào thứ hai có thể sử dụng những cái ống siêu nhỏ của nó cho mục đích khác. Động vật đơn giản nhất tồn tại ngày nay là Trichoplax, được phát hiện vào năm 1965 khi nó bò lên thành một bể cá. Nó là một cụm nhỏ các tế bào có nhân, có kích thước 3 mm, di chuyển bằng roi, và chỉ đơn giản như vậy.

Do đầu tiên động vật phát triển thành các loài thân mềm sống ở biển, vậy thì có chứng tích nào của chúng không? Vào năm 2004, hoá thạch tí hon của những cái thân dẹp hai đầu, chiều ngang cỡ bốn sợi tóc được tìm thấy trong đá ở vùng Tây Nam Trung Quốc, có tuổi khoảng 600 triệu năm.

Đến khoảng 580 triệu năm trước, động vật đã tiến hoá để có những bộ phận cứng – chẳng hạn như vỏ hoặc bộ khung xương thấy được bằng mắt thường từ bên ngoài – và hoá thạch của chúng có thể bắt gặp ở khắp nơi trên Trái đất. Đến thời điểm đó, các tổ tiên vi khuẩn của chúng ta đã tồn tại được khoảng 3 tỉ năm. Những động vật có các bộ phận cứng đầu tiên là loài bọ ba thuỳ và loài bò cạp biển khổng lồ, có con dài đến hơn ba mét. Tất cả các loài này hiện đã tuyệt chủng, cùng với có lẽ đến 99 phần trăm các loài sinh vật đã từng có mặt trên Trái đất.

So với thực vật thì động vật mất nhiều thời gian hơn để lên bờ, có lẽ do kích thước và mức độ phức tạp mà chúng đã tiến hoá ngoài biển. Người ta cho rằng động vật bắt đầu di chuyển vào bờ cách nay khoảng 460 triệu năm, và một động vật giống con mọt ngày nay có thể là loài đầu tiên làm chuyện đó. Sao chúng lại dám di cư như vậy?

Có thể là vì chúng gặp nguy hiểm ngoài biển. Cá mập xuất hiện, siêu lục địa Pangaea đang hình thành dẫn đến việc các vùng bờ biển kiếm ăn dễ trở nên ít đi. Trong khi các loài lưỡng cư cần phải sống dưới nước vào một giai đoạn nào đó trong vòng đời của chúng thì các loài bò sát, chim, và hầu hết động vật có vú, trừ những lúc chúng còn ở thể phôi, lại không cần như vậy.

Một loại sinh vật khác là nấm cũng đã di chuyển lên bờ. Nấm không phải là thực vật cũng không phải là động vật, nó là đại diện cho cách tiến hoá thứ ba của các tế bào có nhân. Nấm phát triển từ các bào tử, tế bào của nó có thể có nhiều nhân, và nó lấy dưỡng chất bằng cách hút các phân tử trực tiếp từ đất hay gỗ thay vì ăn hay là quang hợp.

Cái nấm mà chúng ta thấy bằng mắt thường là “quả”; còn thực sự phần thân của nó là một mạng lưới các sợi rất nhỏ nằm bên dưới. Nấm mốc (chẳng hạn như penicillin), nấm thường, men, nấm Morchella, nấm cục là các ví dụ quen thuộc, chúng hầu hết sống trên cạn. Nấm cùng tiến hoá với động vật và thực vật, và tất cả chúng có mối liên hệ qua lại rất mật thiết với nhau.

Với cái nhìn vi mô, chúng ta thấy rằng đằng sau sự phát triển mạnh mẽ và phong phú của chúng, cây cối, nấm, động vật và vi khuẩn tạo nên một bức tranh mờ ảo, một hệ thống liên kết cộng sinh của các thành phần gồm các tế bào có nhân. Còn nếu bỏ kính hiển vi ra và quan sát vĩ mô, chúng ta thấy rằng cây cối, nấm, động vật và vi khuẩn hình thành một cộng đồng sinh vật (biota) duy nhất, theo dõi và điều chỉnh sinh quyển này để duy trì điều kiện sống.

Hai trăm năm mươi triệu năm trước đây cộng đồng sinh vật này bị đe doạ nghiêm trọng để rồi trong một giai đoạn vài trăm ngàn năm hơn 50 phần trăm số họ và khoảng 95 phần trăm số loài đã bị tiêu diệt. Cộng đồng sinh vật vẫn tiếp tục sống sót, nhưng tổn thất vô cùng to lớn. (Trong hệ thống phân loại sinh học, loại có đông cá thể nhất là các loài có thể kết hợp để sinh sản. Loài được nhóm thành chi, chi nhóm với nhau thành họ, họ nhóm lại thành bộ và vân vân).

Chuyện gì khủng khiếp đã xảy ra đến nỗi quét sạch hơn 50 phần trăm số họ sinh vật khỏi Trái đất? Ngày nay chúng ta biết rằng tuyệt chủng hàng loạt đã từng lặp đi lặp lại trong lịch sử, ít nhất là năm hoặc sáu lần.

Mức độ thường xuyên của tuyệt chủng, và liệu tuyệt chủng có xảy ra đều đặn không vẫn còn là vấn đề đang tranh cãi. Nhưng mọi người đã đồng ý với nhau rằng vụ tuyệt chủng xảy ra cách đây 250 triệu năm là nghiêm trọng nhất từ trước tới nay.

Các nhà khoa học đã thu thập nhiều dữ liệu và đưa ra nhiều giả thiết về vụ tuyệt chủng này, nhưng vẫn còn quá sớm để có kết luận chắc chắn. Khả năng lớn nhất là những thay đổi về mực nước biển, khí quyển, và khí hậu; những đợt núi lửa phun trào khủng khiếp; và/hoặc những tác động từ ngoài Trái đất.

Các lục địa đang kết hợp lại thành Pangaea trong khoảng 20 triệu năm trước khi vụ tuyệt chủng xảy ra; sự kết hợp này có thể gây ra những biến đổi khí hậu to lớn. Những vụ núi lửa phun trào ở Siberia và miền nam Trung Quốc, chắc chắn diễn ra khoảng 251,1 đến 252,2 triệu năm trước có thể đã che khuất Mặt trời và gây ra đóng băng trên bề mặt Trái đất. Lượng oxygen trong nước biển có thể đã giảm xuống rất mạnh. Một ngôi sao băng khổng lồ có thể đã đâm xuống vùng Ấn Độ Dương phía tây bắc Australia. Tranh luận về các khả năng này vẫn đang tiếp diễn.

Sau khi xảy ra đại tuyệt chủng, có vẻ như sinh vật đã phản ứng lại bằng cách sáng tạo ra vô vàn hình thức sống mới với tốc độ vô cùng nhanh chóng. Các loại sinh vật mới này thế chỗ những loài đã tuyệt chủng. Trước khi vụ tuyệt chủng cách nay 250 triệu năm xảy ra, các loài lưỡng cư chiếm ưu thế trong thế giới động vật, một số đã tiến hoá thành bò sát. Sau vụ tuyệt chủng, loài bò sát sinh sôi và phát triển nhanh chóng thành những giống mới đáng kinh ngạc.

Loài lưỡng cư trở thành bò sát khi chúng sinh ra được những cái trứng có vỏ kín, có thể nằm trên bờ mà không cần cha mẹ đưa trở lại xuống nước. Để làm được chuyện này, loài bò sát phải phát triển khả năng sinh sản mới, con đực đưa tinh trùng vào người con cái thay vì thụ tinh ở bên ngoài sau khi trứng đẻ ra. Chúng ta còn phải biết ơn loài bò sát về nhiều điều.

Trong vòng 25 triệu năm sau khi xảy ra tuyệt chủng, bò sát đã tiến hoá thành loài động vật kỳ diệu là khủng long. Chúng phát triển để rồi thống trị thế giới vào khoảng 210 triệu năm về trước, trước khi Pangaea bắt đầu tách rời ra thành các lục địa cách đây khoảng 200 triệu năm. Trong vòng hơn 100 triệu năm, mọi loài sinh vật khác đều sống lẩn khuất cạnh khủng long. Các nhà địa chất gọi những giai đoạn có sự có mặt của khủng long là kỷ Cretaceous, Jurassic và Triassic.

Đã có rất nhiều suy đoán về khủng long, nhưng các chuyên gia nhất trí rằng chúng là một nhóm duy nhất, sinh ra từ một tổ tiên chung, rằng hầu hết khủng long sống trên mặt đất, và chim là hậu duệ trực tiếp của một nhóm các loài khủng long ăn thịt. Khủng long bé có thể chỉ dài 60 cm nặng 2,3 kg, trong khi những con khổng lồ như Brachiosaurus cao đến 10,5 m và nặng 70 tấn.

Khủng long trị vì thế giới khi Pangaea còn nguyên vẹn, nhưng siêu lục địa này bắt đầu tách rời vào thời kỳ hoàng kim của chúng. Loài khủng long nổi tiếng nhất, Tyrannosaurus rex, xuất hiện vào cuối kỷ nguyên khủng long. Nó là loài động vật ăn thịt sống trên đất liền lớn nhất từ trước đến nay, dài 14 m, cao hơn 6 m, nặng 5 tấn, răng dài đến 15 cm, có vẻ như là loài ăn xác chết hơn là dã thú. Một đứa trẻ bảy tuổi nếu sống vào thời đó có thể đứng thẳng trong miệng con Tyrannosaurus rex này.

Ngày nay người ta thán phục thế giới của loài khủng long vì kích thước to lớn đáng ngạc nhiên, sự đa dạng, khả năng thống trị, và bởi vì thế giới của chúng bắt đầu trở nên quen thuộc đối với chúng ta. Đại dương của chúng đầy cá và các loài lưỡng cư. Khí hậu lúc đó là khí hậu nhiệt đới, cây cối hoa quả sum xuê tràn đầy nhựa sống, ong bướm dập dìu, rất hấp dẫn đối với chúng ta ngày nay. Khủng long đã có xu hướng giao phối, thậm chí một số đã bắt đầu biết chăm sóc trứng và con cái của chúng.

Những động vật có vú nhỏ bé lông rậm, tương tự như những con thú nhồi bông của trẻ em ngày nay, tung tăng chạy dưới chân khủng long, chúng ra ngoài vào ban đêm để săn tìm thức ăn là cây cỏ và các loại động vật khác. Chỉ còn thiếu một vài chi tiết nhỏ trong bức tranh quen thuộc. Chim chỉ mới bắt đầu phát triển từ các loại khủng long có cánh. Chưa có người tiền sử sống trong hang động, người chỉ xuất hiện sau khi loài khủng long đã tuyệt chủng được 62 triệu năm, ngay cả loài vượn lớn thì cũng phải 35 triệu năm sau khi khủng long tuyệt chủng mới có mặt.

 


Bạn có thể dùng phím mũi tên để lùi/sang chương. Các phím WASD cũng có chức năng tương tự như các phím mũi tên.