Răng ít được chú ý trong lớp học về giải phẫu: chúng tôi chỉ dành vẻn vẹn năm phút cho nó. Trong danh sách các cơ quan ưa thích nhất (tôi sẽ để tự các bạn liệt kê toàn bộ danh sách riêng của mình) thì răng hiếm khi đứng vào tốp năm. Tuy nhiên, những chiếc răng nhỏ lại chứa đựng phần lớn mối liên hệ của chúng ta đối với phần còn lại của sự sống, và rõ ràng là không thể tìm hiểu cơ thể của chúng ta nếu không biết gì về răng. Răng cũng có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với tôi, vì trong quá trình nghiên cứu nó, lần đầu tiên tôi học được cách tìm ra hóa thạch và cách tổ chức một chuyến thám hiểm tìm hóa thạch.

Công việc của răng là biến những sinh vật to hơn thành các mẩu nhỏ. Khi được gắn vào quai hàm chuyển động, răng cắt lát, cắt miếng và nghiền. Miệng không to lắm, nhưng nhờ răng, sinh vật có thể ăn được mồi có kích thước lớn hơn miệng của chúng. Điều này đặc biệt đúng đối với các loài vật không có tay hoặc vuốt để xé hoặc cắt mồi trước khi ăn. Đúng là cá lớn thường ăn cá bé, nhưng răng có thể đòi lại sự công bằng: cá bé cũng có thể ăn từng phần cá lớn nếu chúng có răng tốt. Cá nhỏ có thể dùng răng để loại bỏ vảy, ăn những phần nhỏ hoặc thậm chí róc cả tảng thịt của cá lớn.

Chúng ta có thể biết được rất nhiều điều về một loài động vật khi xem xét răng của chúng. Các mấu, hốc và rãnh trên răng thường phản ánh chế độ ăn. Các động vật ăn thịt như mèo có răng hàm sắc như lưỡi dao để cắt thịt của con mồi trong khi các động vật ăn thực vật lại có nhiều răng bằng hơn để nhai lá và hạt. Giá trị thông tin của răng không bị lãng quên trong lịch sử nghiên cứu giải phẫu. Nhà giải phẫu học người Pháp tên Georges Cuvier đã từng khoa trương rằng ông ta có thể tái dựng bộ xương trọn vẹn của một động vật chỉ từ một chiếc răng. Điều này hơi phóng đại nhưng nhìn chung là đúng: răng có quan hệ rất mật thiết với kiểu sống của động vật.

Hàm răng của người cho thấy chúng ta thuộc nhóm ăn tạp, do chúng ta có một số loại răng khác nhau. Răng cửa ở phía trước có dạng lưỡi cắt bằng chuyên hóa cho việc cắt thức ăn. Răng hàm ở trong cùng thì bằng phẳng hơn với kiểu hình đặc trưng có thể nghiền mô thực vật hoặc động vật. Răng trước hàm (còn gọi là răng tiền hàm) nằm ở giữa có chức năng trung gian giữa răng cửa và răng hàm.

Điều đáng chú ý nhất ở miệng của chúng ta là sự chính xác khi nhai thức ăn. Hãy mở và khép miệng lại: răng của bạn luôn tiếp xúc với nhau ở cùng vị trí để răng hàm trên và hàm dưới khớp với nhau một cách chính xác. Bởi vì các mấu, hốc và rãnh của răng hàm trên và hàm dưới khớp sát với nhau nên chúng ta mới có thể nghiền nát thức ăn với hiệu năng cao nhất. Trên thực tế, sự lệch nhau giữa răng hàm trên và hàm dưới có thể làm vỡ răng, đồng thời làm giàu cho các nha sĩ.

Các nhà nghiên cứu cổ sinh vật tìm thấy ở răng những thông tin tuyệt vời. Răng là bộ phận cứng nhất của cơ thể do lớp men răng chứa tỉ lệ lớn hydroxyapatite khoáng, thậm chí cao hơn tỉ lệ trong xương. Nhờ độ cứng của chúng mà răng thường là phần được bảo quản tốt nhất của động vật trong các ghi nhận về hóa thạch qua nhiều thời kỳ. Đây là điều may mắn; do răng là một đầu mối rất hữu ích giúp ta biết được chế độ ăn của động vật, hóa thạch có thể giúp chúng ta hiểu rõ các cách thức kiếm ăn khác nhau đã diễn ra như thế nào. Điều này đặc biệt đúng đối với lịch sử nghiên cứu thú: trong khi nhiều loài bò sát có răng tương tự nhau thì răng ở thú mang tính đặc trưng. Phần bài giảng về thú trong một khóa học về cổ sinh điển hình có vẻ giống như khóa học cơ sở (101) về nha khoa.

Bò sát đương đại (cá sấu, thằn lằn, rắn) thiếu nhiều đặc điểm vốn khiến miệng của thú trở thành đặc trưng riêng biệt nhất. Tất cả răng của một con cá sấu có dạng giống lưỡi dao tương tự nhau, chỉ khác về kích thước lớn nhỏ. Bò sát cũng thiếu sự khớp răng chính xác (khớp khít giữa các răng thuộc hàm trên và hàm dưới) ở người và các loài thú khác. Cũng tương tự như vậy, trong khi thú chỉ thay răng một lần trong đời thì bò sát thay răng suốt đời, thay răng liên tục mỗi khi răng bị mòn và gãy.

Một đặc điểm rất cơ bản của chúng ta – cách khớp răng chính xác của các loài thú – xuất hiện trong hóa thạch trên khắp thế giới có niên đại từ 225 đến 195 triệu năm. Ở tầng đáy, trong lớp đá cổ hơn, chúng tôi đã tìm thấy nhiều hóa thạch bò sát trông hơi giống chó. Chúng là động vật đi bốn chân, sọ lớn và nhiều loài có răng sắc. Sự giống nhau chỉ dừng ở đây. Khác với chó, những bò sát này có một cái hàm gồm nhiều loại xương và răng của chúng không trùng khít với nhau. Tương tự, răng của chúng được thay thế theo cách đặc trưng của bò sát: răng mọc và rụng trong suốt cuộc đời của con vật.

Lên các tầng đá nông hơn, chúng tôi thấy những thứ khác biệt hoàn toàn: sự xuất hiện của các đặc điểm ở thú. Các xương hàm nhỏ hơn và dịch chuyển về phía tai. Chúng tôi có thể thấy bằng chứng đầu tiên cho thấy răng ở hàm trên và hàm dưới khớp chính xác với nhau. Hình dạng của hàm cũng thay đổi theo: hàm ở bò sát có hình que đơn giản thì ở thú trông lại giống một cái boomerang. Vào thời kỳ này, răng được thay chỉ một lần trong vòng đời, giống như ở chúng ta. Chúng ta có thế lần theo những thay đổi này trên các ghi nhận hóa thạch, đặc biệt tại một số điểm hóa thạch ở châu Âu, Nam Phi và Trung Quốc.

Những tầng đá khoảng 200 triệu năm tuổi chứa các sinh vật giống như loài gặm nhấm, chẳng hạn loài Morganucodon và Eozostrodon đã bắt đầu trông giống thú. Những con vật này có kích thước không lớn hơn một con chuột và mang bên trong những đặc điểm quan trọng của chúng ta. Khó có bức ảnh nào có thể chuyển tải được sự tuyệt vời của những con vật này. Tôi đã xúc động đến run lên khi nhìn thấy những sinh vật này lần đầu tiên.

Khi học sau đại học, tôi đã muốn nghiên cứu về thú nguyên thủy. Tôi chọn trường Harvard bởi vì Farish A. Jenkins (người mà chúng ta đã gặp gỡ ở chương đầu tiên) đang dẫn đầu các chuyến thám hiểm tới miền Tây của nưóc Mỹ, để sàng lọc một cách có hệ thống các loại đá có chứa đựng thông tin về quá trình các loài thú phát triển khả năng nhai riêng biệt của chúng. Công việc là một khám phá thực sự; Farish và đội của ông ấy tìm kiếm những vị trí và điểm hóa thạch mới chứ không quay lại những nơi mà người khác đã phát hiện. Farish đã tập hợp được một nhóm những người tìm hóa thạch đầy tài năng bao gồm các nhân viên ở Bảo tàng Động vật học so sánh tại Harvard và một vài người làm việc tự do. Người đứng đầu trong số họ là Bill Amaral, Chuck Schaff và Will Downs quá cố. Những người này đã dẫn dắt tôi vào thế giới của cổ sinh vật học.

Farish và đội của mình đã nghiên cứu các bản đồ địa lý và không ảnh để chọn ra những vùng hứa hẹn có thể tìm thấy hóa thạch của thú nguyên thủy. Sau đó, mỗi mùa hè, họ lái xe tải tới các sa mạc của các tiểu bang Wyoming, Arizona và Utah. Khi tôi tham gia cùng họ năm 1983, họ đã tìm thấy một số loài thú cũng như các điểm hóa thạch mới và quan trọng. Tôi đã rất ấn tượng với khả năng dự đoán: chỉ đơn giản bằng cách đọc sách và các bài báo khoa học, đội của Farish có thể xác định những chỗ có khả năng và không có khả năng tìm thấy hóa thạch thú nguyên thủy.

Thử thách đầu tiên của tôi trong lĩnh vực cổ sinh học khởi nguồn từ việc đi bộ cùng Chuck và Bill ở hoang mạc Arizona. Thoạt đầu, công việc tưởng chừng diễn ra hoàn toàn ngẫu nhiên. Tôi đã hình dung ra một cái gì đó na ná như một chiến dịch quân sự, một chuyến đi tiền trạm có tổ chức và phối hợp tại khu vực nghiên cứu. Nhưng những điều tôi thấy hoàn toàn ngược lại. Cả đoàn được thả xuống một khu đá nhất định và mọi người chia nhau đi tất cả các hướng có thể để tìm kiếm từng mảnh xương nằm trên bề mặt. Trong vài tuần đầu tiên của chuyến thám hiểm, họ bỏ tôi một mình. Tôi bắt đầu tìm kiếm hóa thạch, kiểm tra một cách hệ thống từng tảng đá tôi nhìn thấy để tìm những mẩu xương trên bể mặt. Vào cuối ngày, chúng tôi trở về trại và khoe những thứ tìm thấy. Chuck đã kiếm được vài túi xương. Bill tìm ra phần bổ sung cho Chuck, thường là một số loại sọ nhỏ hoặc những thứ khác. Còn tôi chẳng kiếm được gì, cái túi trống rỗng nhắc cho tôi biết mình cần phải học hỏi thêm nhiều như thế nào.

Sau một vài tuần như vậy, tôi đã quyết định tốt hơn là nên đi cùng Chuck. Dường như ngày nào anh ấy cũng có được nhiều túi đầy hóa thạch nhất, như vậy thì tội gì không học hỏi từ chuyên gia nhỉ? Chuck vui vẻ đi với tôi và giải thích chi tiết về thâm niên của mình trong ngành cổ sinh học. Chuck là người gốc ở miền Tây Texas có pha trộn Brooklyn: anh đi ủng cao bồi, có cách suy nghĩ của người miền Tây và một chất giọng New York. Trong khi anh ấy thết đãi tôi bằng những câu chuyện về các chuyên thám hiểm trước đây của mình, tôi thấy toàn bộ kinh nghiệm của mình thật sự khiêm tốn. Đầu tiên, Chuck không nhìn vào từng tảng đá, và ngay cả khi anh ấy chọn một tảng đá để quan sát tôi cũng không thể hiểu được lý do tại sao. Sự việc tiếp theo là điều khiến tôi thực sự xấu hổ: tôi và Chuck cùng quan sát một khoảng đất. Tôi chẳng nhìn thấy gì ngoài đá nằm trên bề mặt hoang mạc trơ trụi. Chuck thì nhận ra răng, hàm, và thậm chí cả một đống xương sọ hóa thạch.

Nhìn từ trên không, chúng tôi là hai người đi bộ đơn độc giữa vùng đồng bằng rộng tưởng chừng không giới hạn, nơi khung cảnh của các núi bằng, ụ đất, cát sỏi khô cằn của sa thạch màu lục và đỏ đầy bụi bặm trải dài hàng dặm. Nhưng Chuck và tôi lại chỉ chăm chú nhìn mặt đất, vào các viên cuội và bờ dốc trên bề mặt của hoang mạc. Những hóa thạch chúng tôi tìm kiếm nhỏ xíu, không lớn hơn vài cm và thế giới của chúng tôi là một thế giới rất nhó bé. Môi trường quen thuộc này đối lập hoàn toàn với sự mênh mông của cảnh quan hoang mạc xung quanh chúng tôi. Tôi đã cảm thấy như thể người đi cùng của tôi là con người duy nhất trên trái đất, và toàn bộ năng lượng sống của tôi tập trung vào những mẩu sồi cuội.

Chuck đã cực kỳ kiên nhẫn với tôi khi tôi quấy rối anh với những câu hỏi trong phần lớn thời gian của một ngày đi khảo sát. Tôi muốn anh mô tả một cách chính xác cách tìm xương hóa thạch. Anh lặp đi lặp lại rằng tôi cần tìm kiếm “cái gì đó khác biệt”, cái gì đó có cấu trúc của xương chứ không phải đá, cái gì đó bóng loáng như răng, cái gì đó trông giống xương cánh tay chứ không phải là một mẩu sa thạch. Nghe thì có vẻ dễ, nhưng tôi chịu không thể nắm bắt được những điều anh ấy đang nói với tôi. Cố gắng hết sức, tôi vẫn trở về với cái túi trống rỗng. Giờ thì còn xấu hổ hơn nữa khi Chuck, người cùng tìm kiếm vói tôi, trở về với những túi là túi hóa thạch.

Cuối cùng, một ngày kia, tôi đã nhìn thấy mảnh răng đầu tiên lấp lánh trong nắng hoang mạc. Nó nằm ở giữa một số sỏi cuội sa thạch, nhưng nó ở đó, rõ như ban ngày. Lớp men có độ sáng mà không loại đá nào có được; nó chẳng giống với bất kỳ cái gì tôi từng gặp trước đây. Sự thực là ngày nào tôi cũng nhìn những thứ giống như thế. Khác biệt ở chỗ lần này rốt cuộc tôi đã nhận ra nó, nhìn được sự khác biệt giữa đá và xương. Chiếc răng lấp lánh, và khi tôi thấy nó lấp lánh, tôi phát hiện các mấu răng. Toàn bộ chiếc răng nằm đơn độc có kích thước khoảng cỡ một đồng xu (không kể phần gốc nhô ra từ chân răng). Đối với tôi, nó lộng lẫy ngang với một con khủng long to nhất đặt trong phòng trưng bày của các bảo tàng.

Đột nhiên, nền hoang mạc chứa đầy xương; nơi trước đây tôi từng chỉ thấy đá là đá thì giờ tôi đang thấy những mảnh và mẩu nhỏ hóa thạch khắp nơi, cứ như thể tôi đang đeo một cặp kính mới và một luồng đèn đã chiếu sáng mọi mảnh xương khác nhau. Ngay cạnh cái răng là những mảnh xương nhỏ khác và nhiều răng hơn nữa. Tôi đang quan sát một cái hàm đã bị phong hóa trên bề mặt và vỡ thành nhiều mảnh. Tôi bắt đầu trở về với những cái túi nhỏ của riêng mình mỗi tối.

Giờ thì tôi đã có thể tự nhìn thấy xương, công việc lúc đầu tưởng chừng ngẫu nhiên bắt đầu tỏ ra có trật tự rõ ràng. Mọi người không tỏa ra ngẫu nhiên trong hoang mạc; có những qui tắc thực sự tuy không nói ra. Quy tắc số một: đi đến vùng đá trông khả quan nhất, đánh giá dựa trên hình ảnh tìm kiếm hoặc dấu hiệu trực quan mà bạn có được từ những kinh nghiệm trước đây. Quy tắc số hai: không theo lối mòn của bất kỳ ai; tìm kiếm ở vùng đất mới (Chuck đã tốt bụng cho phép tôi phá vỡ quy tắc này). Quy tắc số 3: nếu chỗ bạn tìm kiếm đã có người nghiên cứu thì nên tìm một điểm mới hoặc tìm ở điểm kém hứa hẹn hơn. Ai đến trước người đấy được.

Dần dần, tôi bắt đầu học những dấu hiệu trực quan của các loại xương khác nhau: xương trục, xương hàm, các phần xương sọ. Một khi bạn đã nhìn ra chúng thì bạn sẽ chẳng bao giờ lo mất khả năng tìm thấy chúng. Cũng giống như một ngư dân thành thạo có thể đọc được thủy vực và nhìn thấy cá bên trong, một người tìm kiếm hóa thạch sẽ sử dụng một danh mục các dấu hiệu trực quan để làm cho hóa thạch như nhảy ra khỏi những tảng đá. Tôi bắt đầu có được những cảm giác trực quan của riêng mình về hình ảnh các xương hóa thạch trên các loại đá khác nhau và trong các điều kiện chiếu sáng khác nhau. Tìm hóa thạch vào buổi sáng khác xa so với việc tìm chúng vào buổi chiều, vì điều kiện chiếu sáng lên mặt đất khác nhau.

Hai mươi năm sau, tôi biết rằng mình phải trải qua một trải nghiệm tương tự mỗi lần tôi tìm kiếm hóa thạch ở địa điểm mới, từ kỷ Tam điệp ở Marốc đến kỷ Devon trên đảo Ellesmere. Tôi sẽ gặp khó khăn trong những ngày đầu tiên, gần giống như những ngày đầu tôi đi cùng Chuck ở Arizona cách đây 20 năm. Điểm khác biệt là giờ đây tôi có chút tự tin rằng một đầu mối nào đó cuối cùng sẽ xuất hiện.

Mục tiêu tổng thể của chuyến đi khảo sát cùng với Chuck là tìm ra một điểm có đủ xương hóa thạch để chứng tỏ đó là một lớp giàu hóa thạch mà chúng tôi có thể phát lộ. Khi tôi tham gia, đoàn của Farish đã khám phá ra một khu đá dài khoảng hơn 30m chứa rất nhiều bộ xương của các động vật cỡ nhỏ.

Khu khai lộ hóa thạch của Farish nằm trong lớp đá trầm tích bùn hạt mịn. Thủ thuật để nghiên cứu nó là nhận ra các hóa thạch xuất hiện tại một lớp mỏng, có bề dày không quá một milimet. Một khi bạn phơi lộ bề mặt đó ra, bạn sẽ có nhiều cơ may nhìn thấy các xương hóa thạch. Chúng nhỏ xíu, dài không quá 2,5 – 5cm và có màu đen, vì thế trông chúng gần như vết ố đen trên nền đá nâu nhạt. Các động vật cỡ nhỏ chúng tôi tìm được gồm có ếch nhái (một số trong những loài nguyên thủy nhất), lưỡng cư không chân, thằn lằn cùng các bò sát khác, và quan trọng là một số trong những loài thú nguyên thủy nhất.

Điểm mấu chốt là kích thước các loài thú nguyên thủy đều nhỏ. Phải nói là rất nhỏ. Răng của chúng dài không quá 2mm. Để tìm thấy chúng, bạn phải rất cẩn thận và thường là rất may mắn. Nếu răng bị một mảnh vụn của đá hoặc thậm chí vài hạt cát che đi thì bạn có thể chẳng bao giờ nhìn thấy nó.

Hình ảnh của các loài thú nguyên thủy này đã thực sự ám ảnh tôi. Tôi phải phát lộ lớp hóa thạch rồi quan sát tỉ mỉ toàn bộ bề mặt bằng kính lúp phóng đại 10 lần. Tôi đã bò trên đôi tay và đầu gối của mình với đôi mắt và kính lúp chỉ cách mặt đất chừng 5cm. Vì mê mải vậy nên tôi thường quên mất vị trí của mình và vô tình đi lấn sang đất của hàng xóm bên cạnh, cho đến khi đột ngột bị ném một vốc đất vào đầu để nhắc nhở tôi giữ đúng chỗ của mình. Dù vậy, thỉnh thoảng tôi trúng mánh và lần đầu tiên thấy được mối liên hệ sâu sắc. Những chiếc răng hóa thạch trông giống như các lưỡi dao nhỏ có các mấu và chân răng. Các mấu trên những chiếc răng nhỏ đó hé lộ một điều rất đặc biệt. Mỗi răng có quy luật mòn riêng nơi bề mặt tiếp xúc giữa răng của hàm trên và răng của hàm dưới. Tôi đang quan sát những bằng chứng đầu tiên về kiểu nhai chính xác của chúng ta trên một loài thú bé xíu 190 triệu năm tuổi.

Sức mạnh của những khoảnh khắc này là thứ tôi không bao giờ quên được. Tại đây, bằng việc đẽo đá trong đất bụi, tôi đã phám khá những hiện vật có thể làm thay đổi suy nghĩ của con người. Sự liên hệ giữa các hoạt động trẻ con nhất, thậm chí tầm thường, với một trong những khát vọng tri thức to lớn của con người chưa bao giờ mất đi trong tôi. Tôi cố tự nhắc mình điều này mỗi khi đào bới ở đâu đó.

Quay lại trường học vào mùa thu năm đó, tôi thực sự nghiện đi khảo sát. Tôi muốn khởi xướng chuyến đi của riêng mình nhưng thiếu nguồn lực để làm một điều gì to lớn, vì vậy tôi bắt đầu khám phá các tầng đá ở Conecticut có tuổi khoảng 200 triệu năm. Được nghiên cứu kỹ trong thế kỷ 19, nơi đây đã được biết đến với nhiều khám phá hóa thạch quan trọng. Tôi đã nghĩ nếu khảo sát vùng đá đó bằng kính lúp, với hình ảnh loài thú nguyên thủy tuyệt vời mà tôi có được, tôi sẽ tìm thấy nhiều mẫu hóa thạch có giá trị. Tôi thuê một chiếc xe bán tải, mang theo một hộp túi đựng mẫu và lên đường tìm kiếm.

Thế nhưng tôi lại học được một bài học khác: tôi chẳng tìm được gì. Quay trở lại nơi khởi đầu, hay đúng hơn là thư viện địa chất của trường.

Tôi cần một nơi có đá 200 triệu năm tuổi được phát lộ rõ: ở Connecticut chỉ có các điểm xẻ núi. Chỗ lý tưởng là dọc bờ biển, nơi hoạt động của sóng biển tạo ra nhiều bề mặt đá mới bị vỡ. Quan sát bản đồ giúp cho tôi có được sự lựa chọn rõ ràng: ở Nova Scotia, đá kỷ Tam điệp và Jura (200 triệu năm tuổi) nằm ngay trên mặt đất. Trên hết, tài liệu cho khách du lịch về vùng này quảng cáo nơi đây có thủy triều cao nhất thế giới (đôi khi trên 15m). Tôi không thể tin vào vận may của mình.

Tôi gọi cho chuyên gia về các loại đá này, anh Paul Olsen, người vừa bắt đầu đi dạy tại Đại học Columbia. Nếu như trước khi nói chuvện với Paul, tôi vốn đã hào hứng với triển vọng tìm thấy hóa thạch thì sau đó tôi đã vỡ òa trong sung sướng. Anh ấy đã miêu tả dạng địa chất hoàn hảo để tìm thấy các loài thú và bò sát nhỏ: các dòng suối và đụn cát cổ xưa có đặc tính chuẩn để bảo quản những mảnh xương nhỏ. Hơn nữa, anh ấy đã tìm thấy một số xương và dấu chân khủng long dọc theo dải bờ biển gần thị trấn Parrsboro, Nova Scotia. Tôi và Paul lên kế hoạch cùng đến Parrsboro và tìm kiếm hóa thạch cỡ nhỏ trên bãi biển. Paul đã rất tử tế vì đây là khu vực nghiên cứu của anh, và anh không có trách nhiệm phải giúp tôi, chứ đừng nói đến cộng tác.

Tôi bàn với Farish về kế hoạch mới của tôi và anh ấy không chỉ tài trợ tiền mà còn đề nghị tôi mang theo các chuyên gia tìm hóa thạch như Bill và Chuck. Tiền tài trợ, Bill, Chuck, Paul Olsen, những vùng đá tuyệt vời đã phơi lộ rõ – bạn còn muốn gì hơn thế? Mùa hè tiếp theo, tôi đã dẫn đầu chuyến đi tìm hóa thạch đầu tiên trong đời mình.

Tôi đến vùng bờ biển Nova Scotia trên một chiếc station wagon2 thuê, cùng với đội nghiên cứu thực địa của tôi, gồm Bill và Chuck. Tất nhiên, tôi chỉ đùa thôi. Bill và Chuck là những người có tuổi nghề nhiều hơn tuổi của tôi, nên tôi chỉ là trưởng đoàn trên danh nghĩa. Họ điều khiển công việc tìm kiếm hóa thạch, trong khi tôi chi trả các bữa ăn tối.

Paul Olsen tìm các dấu chân trên bãi triều ở Nova Scotia. Khi triều lên, nước tràn lên tận vách đá bên trái. Múi tên chỉ vào vị trí mà nếu chúng tôi căn giờ sai thì sẽ bị kẹt lại trên các vách đá trong nhiều giờ. Ảnh do tác giả chụp.

Đá ở vùng Nova Scotia được phơi lộ trên các vách đá sa thạch màu cam cực kỳ lộng lẫy chạy dọc theo vịnh Fundy. Thủy triều lên và xuống 800m mỗi ngày làm lộ ra lớp đá phẳng màu vàng cam rộng lớn. Chúng tôi nhanh chóng bắt tay vào tìm xương hóa thạch ở nhiều khu vực khác nhau. Các đốm xương trắng nhỏ lộ ra dọc theo vách đá. Paul tìm thấy dấu chân ở mọi nơi, thậm chí trên những bãi phẳng lộ ra do thủy triều hằng ngày.

Chuck, Bill, Paul cùng tôi đào bới hai tuần ở Nova Scotia và tìm thấy các mẩu, mảnh dẹt và miếng xương vỡ nhô ra khỏi đá. Bill, người phục dựng hóa thạch trong đoàn, liên tục cảnh báo tôi hạn chế phơi lộ xương ngoài thực địa mà nên để nguyên chúng trong lớp sa thạch bảo vệ, như vậy anh ấy có thể truy nguyên các mảnh xương trong vòng thí nghiệm dưới kinh hiển vi và trong các điều kiện được kiểm soát tốt hơn. Chúng tôi đã làm như vậy nhưng phải thừa nhận nhưng phải thừa nhận là tôi thất vọng với những thứ mang về: chỉ vài hộp đựng các hòn đá có dấu hiệu của các mảnh xương nhỏ. Khi chúng tôi lái xe về nhà, tôi nhở mình đã nghĩ rằng cho dù không thu thập được nhiều thì đó cũng là một kinh nghiệm quý báu. Sau đó tôi đi nghỉ một tuần; Chuck và Bill quay lại làm việc ở phòng thí nghiệm.

Khi tôi trở lại Boston, Chuck và Bill đang ra ngoài ăn trưa. Một số đồng nghiệp ghé thăm bảo tàng và bắt gặp tôi, họ tới bắt tay tôi, chúc mừng và vỗ lưng tôi. Tôi được đối xử như một người anh hùng thắng trận mà bản thân không hiểu tại sao; đó có vẻ như một trò đùa kỳ lạ, như thể người ta gài tôi vào một trò bịp lớn. Họ bảo tôi tới phòng thí nghiệm của Bill để xem chiến lợi phẩm của mình. Không biết phải nghĩ gì, tôi chạy đến đó.

Dưới kính hiển vi của Bill là một cái hàm nhỏ xíu, có chiều dài không quá một phân rưỡi. Trên hàm có một vài cái răng nhỏ. Loài vật có hàm này rõ ràng là một loài bò sát vì răng chỉ có một chân răng đơn ở gốc, trong khi răng ở thú có nhiều chân răng. Nhưng trên răng có các mấu và rãnh nhỏ mà tôi có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Quan sát những chiếc răng này dưới kính hiển vi, tôi không thể ngạc nhiên hơn: các mấu răng có những mảng mòn nhỏ. Đây là một loài bò sát có kiểu răng khớp giữa hàm trên và hàm dưới. Hóa thạch của tôi nửa mang đặc điểm của thú, nửa mang đặc điểm của bò sát.

Khi tôi vắng mặt, Bill đã mở một trong những khối đá chúng tôi thu được, nhìn thấy một đốm xương, và sửa sang nó bằng một cái kim dưới kính hiển vi. Không ai trong chúng tôi biết về nó trên thực địa, nhưng chuyến thám hiểm của chúng tôi đã thành công lớn. Tất cả là nhờ vào Bill.

Tôi đã học được gì vào mùa hè năm đó? Trước tiên, tôi đã học cách nghe theo lời Chuck và Bill. Tiếp đến, tôi đã biết được rằng nhiều khám phá vĩ đại nhất diễn ra dưới bàn tay của người phục dựng hóa thạch chứ không phải trên thực địa. Nhưng hóa ra, những bài học thực tế lớn nhất của tôi vẫn còn ở phía trước.

Loài bò sát mà Bill đã tìm thấy là một con tritheledont, sinh vật xuất hiện tại Nam Phi và giờ đây là ở Nova Scotia. Những sinh vật này rất hiếm, vì vậy chúng tôi đã muốn quay lại Nova Scotia vào mùa hè sau đó để tìm thêm. Cả mùa đông năm đó tôi háo hức chờ đợi. Nếu tôi có thể đục xuyên băng để tìm hóa thạch thì chắc chắn tôi đã làm.

Vào mùa hè năm 1985, chúng tôi trở lại địa điểm nơi chúng tôi tìm thấy con tritheledont. Khu hóa thạch chỉ ở độ cao tương đương với bãi biển, nơi một mảnh nhỏ của vách núi đã lở ra vài năm trước đó. Chúng tôi phải tính toán thời gian khảo sát do điểm nghiên cứu không thể tiếp cận được khi triều lên, vì nước lên quá cao xung quanh điểm chúng tôi phải tới. Tôi sẽ không bao giờ quên sự hào hứng của ngày đầu tiên khi đi vòng quanh khu vực này để tìm khoảnh đá nhỏ có màu cam sáng của chúng tôi. Những gì đã mất đi là một trải nghiệm thực sự đáng nhớ: phần lớn khu vực nghiên cứu nơi chúng tôi đã làm việc vào năm trước. Nó đã bị phong hóa từ mùa đông trước. Vị trí tìm hóa thạch yêu quý của chúng tôi, nơi chứa đựng những con tritheledont đẹp mắt, đã bị cuốn theo thủy triều.

Tin mừng, nếu bạn có thể gọi nó như thế, là còn có một số vùng sa thạch màu cam nữa để khảo sát dọc theo bãi biển. Phần lớn bãi biển, đặc biệt là ở nơi chúng tôi phải đi vòng qua vào mỗi buổi sáng, được thành tạo từ đá bazan do dòng nham thạch có niên đại 200 triệu năm. Chúng tôi chắc chắn không thể tìm thấy hóa thạch tại đây vì hiển nhiên là những tầng đá này đã từng có nhiệt độ cực kỳ cao và sẽ không bảo tồn được xương hóa thạch. Chúng tôi dành năm ngày hoặc hơn thế nữa để căn thời gian đến các điểm trong vùng thủy triều dâng, tìm kiếm lại trong các khối sa thạch màu cam nằm bên ngoài vùng nham thạch, nhưng không tìm thấy gì hết.

Chúng tôi có được thành tựu quan trọng khi chủ tịch Câu lạc bộ Sư tử địa phương ghé qua căn lều của chúng tôi vào một buổi tối để tìm giám khảo cho cuộc thi sắc đẹp địa phương, tôn vinh hoa hậu Parrsboro. Thị trấn luôn trao cho du khách nhiệm vụ nặng nề này do xung đột nội bộ dâng cao trong suốt sự kiện. Các giám khảo thường xuyên là một cặp vợ chồng lớn tuổi đến từ Quebec đã không ghé thăm thị trấn năm nay, nên tôi cùng đoàn của mình được mời để thay thế.

Nhưng trong lúc làm giám khảo cuộc thi hoa hậu và tranh luận về kết luận của cuộc thi, chúng tôi đã thức quá khuya, quên mất thủy triều lên vào buổi sáng hôm sau và kết cục bị kẹt lại tại một khúc quanh ở vách đá bazan. Chúng tôi mắc kẹt trên một mũi đất nhỏ rộng khoảng 15m trong hai giờ đồng hồ. Đây là lớp đá núi lửa và không phải loại đá được chọn để tìm kiếm hóa thạch. Chúng tôi ném thia lia những viên đá cho tới khi phát chán, rồi sau đó chúng tôi quan sát các tảng đá: có lẽ chúng tôi sẽ tìm thấy những tinh thể hoặc khoáng sản thú vị. Bill biến mất vào một góc, còn tôi quan sát chỗ đá bazan sau lưng chúng tôi. Sau khoảng 15 phút, tôi nghe thấy ai đó gọi mình. Tôi sẽ không bao giờ quên tông giọng chùng xuống của Bill: “Neil, có thể anh muốn lại đây nhìn một chút”. Khi tôi đi vòng ra góc đó, tôi nhìn thấy sự phấn khích trong mắt Bill. Rồi tôi nhìn thấy lớp đá ở dưới chân anh. Nhô ra khỏi các tảng đá là những mảnh nhỏ màu trắng. Xương hóa thạch, có tới hàng nghìn mảnh.

Đây chính là những thứ mà chúng tôi đang tìm kiếm, một điểm có xương hóa thạch nhỏ. Hóa ra đá núi lửa không phải hoàn toàn từ núi lửa, có những vệt sa thạch cắt xuyên qua vách đá. Các khối đá này được tạo ra từ một dòng chảy bùn cổ xưa kết hợp với núi lửa phun trào. Các hóa thạch đã nằm kẹt trong lớp bùn cổ đại.

Chúng tôi đã mang hàng đống đá này về nhà. Bên trong chúng có nhiều mẫu tritheledont, một số cá sâu nguyên thủy và các loài bò sát trông giống thằn lằn. Dĩ nhiên, các mẫu trithelodont có giá trị nhất vì chúng cho thấy một số bò sát đã có kiểu hàm nhai của thú giống chúng ta.

Những loài thú nguyên thủy như các loài mà nhóm Farish tìm thấy ở Arizona có kiểu cắn mồi rất chính xác. Các vết mòn của mấu ở răng của hàm trên khớp trùng khít với những vết mòn y hệt ở răng của hàm dưới. Những kiểu mòn răng này tinh tế tới mức các loài thú nguyên thủy khác nhau có thể được phân biệt thông qua kiểu mòn răng và khớp răng. Các loài thú của Farish ở Arizona có kiểu mấu răng và cách nhai khác biệt so với các loài cùng niên đại ở Nam Mỹ, châu Âu hay Trung Quốc. Nếu chúng ta chỉ phải so sánh những hóa thạch này với bò sát đương đại thì nguồn gốc cách ăn mồi của thú có lẽ là một bí mật lớn. Như tôi đã đề cập, cá sấu và thằn lằn không có kiểu khớp răng nào tương tự. Đây là chỗ để những sinh vật giống như tritheledont lấp khoảng trống. Khi chúng ta quay ngược thời gian, ở các tầng đá có niên đại cổ hơn 10 triệu năm như ở Nova Scotia, chúng ta sẽ tìm thấy tritheledont với kiểu hàm nhai nguyên thủy. Ở tritheledont, các mấu răng riêng lẻ không khớp một cách chính xác như ở thú; thay vào đó, toàn bộ về mặt bên trong của răng ở hàm trên xiên chéo với bề mặt ngoài của răng ở hàm dưới, gần giống như một cái kéo. Tất nhiên, những thay đổi về khớp răng này không diễn ra một cách ngẫu nhiên. Thực vậy, không có gì bất ngờ khi những sinh vật nguyên thủy nhất có kiểu nhai của thú cũng thể hiện những đặc điểm của thú ở hàm dưới, xương sọ và cả bộ xương.

Vì các răng này được bảo quản rất tốt trong các mẫu hóa thạch, chúng tôi đã có thông tin chi tiết về sự tiến hóa theo thời gian của kiểu nhai chính, cũng như khả năng sử dụng các loại thức ăn mới. Phần lớn lịch sử của lớp thú liên quan tới sự tiến hóa của các phương thức tiêu thụ thức ăn mới. Ngay sau khi chúng ta bắt gặp tritheledont trong các mẫu hóa thạch, chúng ta bắt đầu thấy một loạt các loài thú mới với nhũng kiểu răng mới, cũng như các cách thức khớp răng và sử dụng răng mới. Vào khoảng 150 triệu năm trước, trong các tầng đá khắp nơi trên thế giới, chúng ta thấy các loài thú nhỏ có kích thước giống loài gặm nhấn với một kiểu sắp xếp răng theo hàng mới, kiểu hàng răng đã khởi đầu cho sự tồn tại của chúng ta. Những sinh vật này đặc biệt chỗ chúng có cấu tạo miệng phức tạp: hàm của chúng có các loại răng khác nhau. Miệng đã có sự phân chia nhiệm vụ. Răng cửa ở phía trước trở nên chuyên hóa để cắt đứt thức ăn, răng nanh nằm sau răng cửa để xé thức ăn và răng hàm nằm trong cùng để cắn vỡ hoặc nghiền nát thức ăn.

Những loài thú nhỏ trông giống chuột này mang trong mình một phần lịch sử tiến hóa quan trọng của chúng ta. Nếu bạn nghi ngờ điều này thì hãy hình dung mình ăn táo mà thiếu răng cửa, hoặc ăn một củ cà rốt to mà không có răng hàm. Chế độ ăn đa dạng từ hoa quả, thịt cá cho tới bánh Twinkie của chúng ta là nhờ tổ tiên xa xôi nguồn gốc thú của chúng ta đã phát triển một kiểu miệng có nhiều loại răng khác nhau có thể khớp trùng khít trên dưới. Quả thực, những giai đoạn đầu của quá trình này được quan sát thấy trong hóa thạch tritheledont và các họ hàng cổ xưa khác: răng ở phía trước miệng có một kiểu lưỡi sắc và các mấu răng khác biệt so với răng ở phía sau.

RĂNG VÀ XƯƠNG – NHỮNG THỨ CỨNG CHẮC

Không cần phải nói ra, chúng ta cũng biết điểm đặc biệt của răng so với các cơ quan khác là độ cứng của chúng. Răng phải cứng hơn thức ăn cần nhai nghiền; thử tưởng tượng ta cố gắng cắt một miếng bít tết bằng bọt biển. Xét theo nhiều mặt, răng cứng ngang với đá và nguyên nhân là chúng chứa một phân tử có cấu trúc tinh thể bên trong. Phân tử còn gọi là hydroxyapatite này thấm vào các cấu trúc phân tử và tế bào nằm trong cả răng và xương, khiến cho chúng chịu đựng được sự uốn cong, ép nén và các loại lực khác. Răng cực kỳ cứng vì lớp bên ngoài, được gọi là men răng, có hàm lượng hydroxyapatite cao hơn bất kỳ cấu trúc nào trong cơ thể, kể cả xương. Lớp men cho răng một màu trắng lộng lẫy. Tất nhiên, men răng chỉ là một trong số các lớp cấu tạo nên răng của chúng ta. Các lớp bên trong, chẳng hạn như tủy và ngà răng, cũng chứa đầy hydroxyapatite.

Có rất nhiều sinh vật mang mô cứng – ví dụ như sò và tôm hùm. Nhưng chúng không sử dụng chất hydroxyapatite; tôm hùm và sò sử dụng các chất liệu khác, như calcium carbonate hoặc chitin. Tương tự, không giống như chúng ta, những động vật này có một bộ xương ngoài che trở cho cơ thể. Bộ xương cứng chắc của chúng ta nằm ở bên trong.

Kiểu bố trí những phần cứng chắc đặc trưng của chúng ta, với răng trong miệng và xương trong cơ thể, là một phần tất yếu tạo nên bản thân chúng ta. Chúng ta có thể ăn, di chuyển, hít thở và thậm chí chuyển hóa một số chất khoáng nhất định là nhờ các mô chứa hvdroxyapatite. Vì những khả năng này, chúng ta có thể cảm ơn tổ tiên chung của chúng ta và của cá. Mọi loài cá, lưỡng cư, bò sát, chim và thú trên hành tinh đều giống chúng ta. Tất cả chúng đều có những bộ phận trong cơ thể chứa chất hydroxyapatite. Nhưng điều này bắt nguồn từ đâu?

Có một vấn đề tri thức quan trọng cần được làm sáng tỏ ở đây. Nếu biết nơi nào, khi nào và bằng cách nào các xương và răng cứng xuất hiện, chúng ta sẽ hiểu được nguyên nhân. Tại sao các loại mô cứng của chúng ta xuất hiện? Chúng xuất hiện để bảo vệ động vật khỏi ảnh hưởng của môi trường chăng? Chúng xuất hiện để giúp động vật di chuyển? Lời giải đáp cho các câu hỏi này nằm trong mẫu hóa thạch ở các tầng đá xấp xỉ 500 triệu năm tuổi.

Một vài loại hóa thạch phổ biến nhất trong các đại dương cổ cách đây 500 đến 250 triệu năm là conodont (cá răng nón). Chúng được phát hiện vào những năm 1830 bởi nhà sinh vật học người Nga Christian Pander, người sẽ được nói tới ở các chương sách tiếp theo. Conodont là những sinh vật nhỏ có vỏ với một loạt gai nhô ra khỏi cơ thể. Kể từ sau Pander, nhóm sinh vật này được phát hiện ở mọi châu lục; có những chỗ bạn không thế tách đá mà không gặp phải rất nhiều hóa thạch của chúng. Có hàng trăm loài conodont đã được tìm thấy.

Trong một thời gian dài, conodont là một bí ẩn: các nhà khoa học bất đồng trong việc phân loại chúng là động vật, thực vật hay khoáng vật. Mọi người dường như đều có giá thuyết ưa thích riêng. Conodont tùng được gọi là sò, bọt biển, động vật có xương sống, thậm chí là giun. Những suy đoán kết thúc khi toàn bộ cơ thể của nó bắt đầu xuất hiện trong ghi nhận hóa thạch.

Mẫu vật đầu tiên khiến mọi thứ trở nên sáng tỏ được một giáo sư cổ sinh học tình cờ tìm thấy ở tầng hầm Đại học Edinburgh: có một phiến đá mỏng bên trong có mẫu hóa thạch trông giống một con cá mút đá. Bạn có thể nhớ lại các con cá mút đá được học ở các lớp sinh học – chúng là những loài cá nguyên thủy không có hàm. Chúng kiếm ăn bằng cách bám vào các con cá khác và hút dịch cơ thể của chúng. Nằm chồng lên vết in của con cá mút đá là những hóa thạch nhỏ trông quen thuộc lạ kỳ: những con conodont. Các hóa thạch trông giống cá mút đá khác bắt đầu xuất hiện trong các tầng đá ở Nam Phi và sau này ở miền Tây của Hoa Kỳ. Những sinh vật này đều có một đặc điểm khác thường: chúng có một bộ nhiều chiếc răng hình nón ở miệng. Kết luận trở nên rõ ràng: các răng nón chính là răng. Và không phải răng bình thường. Răng nón là răng của một loài cá không hàm cổ đại.

Chúng ta gặp những chiếc răng nguyên thủy nhất ở các ghi nhận hóa thạch trong suốt hơn 150 năm trước khi chúng ta biết chúng là gì. Nguyên nhân là do cách bảo tồn hóa thạch. Phần cứng, ví dụ như răng, được bảo tồn dễ dàng. Các phần mềm của cơ thể như cơ, da và ruột thường bị phân hủy và không hóa đá. Chúng ta có các ngăn tủ bảo tàng chứa đầy xương, vỏ cứng và răng hóa thạch, nhưng rất ít hóa thạch quý giá về ruột và não bộ. Trong những dịp hiếm hoi khi chúng ta tìm được bằng chứng về các mô mềm, chúng thường được bảo quản dưới dạng các vết in hoặc khuôn đúc. Ghi nhận hóa thạch của chúng ta chứa đầy răng của conodont, nhưng cũng phải mất 150 năm chúng ta mới tìm ra cơ thể của những chiếc răng đó. Ngoài ra, có một điều đáng chú ý về cơ thể của sinh vật có những chiếc răng nón. Chúng không có xương cứng. Chúng là những loài động vật thân mềm có răng cứng.

Trong nhiều năm, các nhà khảo cổ đã tranh luận về lý do tại sao bộ xương cứng chứa hydroxyapatite lại xuất hiện đầu tiên. Đối với những người tin rằng bộ xương bắt đầu với hàm, xương cột sống, hoặc vỏ bọc cơ thể thì conodont sẽ được xem là “một cái răng bất tiện”. Các phần cơ thể đầu tiên chứa hydroxyapatite là răng. Các xương cứng xuất hiện không phải để bảo vệ động vật mà để ăn thịt chúng. Với giả thuyết này, thế giới cá ăn cá thực sự là quyết liệt. Đầu tiên, cá lớn ăn cá bé; sau đó cuộc chạy đua vũ trang bắt đầu. Cá nhỏ phát triển áo giáp, cá lớn phát triển hàm lớn hơn để nghiền nát áo giáp và cứ tiếp tục như vậy. Răng và xương đã thực sự làm thay đổi cục diện cạnh tranh.

Mọi thứ càng thú vị hơn khi chúng ta quan sát một số loài động vật đầu tiên có đầu cấu tạo bằng xương. Khi xuôi dòng thời gian kể từ những động vật răng hình nón nguyên thủy nhất, chúng ta sẽ thấy bộ khung xương của động vật có đầu bằng xương đầu tiên trông như thế nào. Chúng thuộc các loài cá giáp bì (ostracoderm) sống cách đây khoảng 500 triệu năm nằm trong các tầng đá trên toàn thế giới, từ vùng cực bắc tới Bolivia. Những loài cá này trông giống chiếc bánh kẹp hamburger với cái đuôi nần nẫn.

Vùng đầu của cá giáp bì là một đĩa lớn được phủ bởi một lá chắn bằng xương trông giống cái khiên. Nếu tôi mở ngăn kéo trong bảo tàng lấy cho các bạn xem một mẫu, các bạn sẽ ngay lập tức nhận ra có gì đó kỳ lạ: xương đầu thực sự sáng bóng, giống với răng của chúng ta hoặc vảy cá.

Một loài conodont (bên trái) và cá giáp bì (cá da giáp) (bên phải). Conodont lúc đầu được phát hiện dưới dạng không đầy đủ. Sau đó, toàn bộ cơ thể được phát hiện, chúng ta biết rằng nhiều răng trong số này hoạt động cùng nhau tạo thành một hàng răng ở trong miệng của những con cá không hàm thân mềm. Cá giáp bì có đầu được bao bọc bằng một tấm lá chắn bằng xương. Các lớp vi phẫu của tấm khiên đó trông giống như chúng được hình thành từ các cấu trúc nhỏ giống răng. Hàng răng của conodont được phục dựng nhờ tiến sĩ Mark Purnell, Đại học Leicester và tiến sĩ Philip Dongohue, Đại học Bristol.

Một trong các điểm thú vị khi làm một nhà khoa học là thế giới tự nhiên có khả năng làm cho bạn kinh ngạc và bất ngờ. Ví dụ hoàn hảo cho điều này là các loài cá giáp bì, một nhóm cá không hàm cổ đại còn khá bí ẩn. Cá giáp bì nằm trong nhóm những sinh vật có đầu bằng xương nguyên thủy nhất. Khi cắt mở hộp sọ, nhúng nó vào nhựa dẻo, soi dưới kính hiển vi, bạn sẽ không thấy bất kỳ cấu trúc mô kinh điển nào; thay vào đó, bạn sẽ thực sự nhìn thấy cấu trúc giống hệt như trong răng của mình. Có một lớp men và thậm chí là một lớp tủy. Toàn bộ tấm chắn được tạo thành từ hàng nghìn răng nhỏ dính liền với nhau. Chiếc sọ bằng xương này – một trong số những mẫu hóa thạch được ghi nhận sớm nhất – được tạo ra hoàn toàn từ những chiếc răng nhỏ. Răng ban đầu xuất hiện để ăn thịt các sinh vật; sau đó, một phiên bản của răng được sử dụng theo một cách mới để bảo vệ chúng.

RĂNG, TUYẾN DA VÀ LÔNG VŨ

Răng không chỉ biểu trưng cho một cách sống hoàn toàn mới, chúng tiết lộ nguồn gốc của một cách hoàn toàn mới để hình thành các cơ quan. Răng phát triển do sự tương tác giữa hai lớp mô trong phần da đang phát triển của chúng ta. Về cơ bản, hai lớp mô này tiến lại gần nhau, các tế bào phân chia, các lớp mô thay đổi hình dạng và tạo ra protein. Lớp bên ngoài tiết ra tiền chất của lớp men, lớp bên trong tạo ra ngà răng và tủy răng. Theo thời gian, cấu trúc của răng được hoàn chỉnh, rồi hình thành các kiểu mấu răng và hố lõm đặc trưng cho mỗi loài.

Điểm mấu chốt trong quá trình phát triển của răng là sự tương tác giữa hai lớp mô này, một lớp tế bào bên ngoài và một lớp các tế bào có cấu trúc lỏng lẻo bên trong khiến cho mô uốn khúc và làm cả hai lớp mô tiết ra các phân tử hình thành cơ quan. Hóa ra một quá trình giống hệt như vậy nằm sau sự phát triển tất cả các cấu trúc hình thành bên trong da: vảy sừng, lông mao, lông vũ, tuyến mồ hôi, thậm chí tuyến sữa. Trong mỗi trường hợp, hai lớp mô nằm sát nhau, gấp uốn và tiết ra protein. Thực vậy, bộ công tắc di truyền chính hoạt động trong quá trình này ở từng loại mô rất giống nhau.

Răng, tuyến vú, lông vũ và lông mao hình thành từ sự tương tác giữa các lớp mô của da.

Ví dụ này na ná việc xây dựng một nhà máy mới hoặc tạo ra một dây chuyền lắp ráp. Khi kỹ thuật phun chất dẻo được phát minh, nó được sử dụng để làm ra mọi thứ từ phụ tùng ô tô đến đồ chơi yo-yo. Răng cũng vậy. Khi quá trình tạo răng xuất hiện, nó được biến đổi để tạo ra nhiều loại cơ quan nằm bên trong da. Chúng ta thấy quá trình này phát triển cực độ ở cá giáp bì (ostracoderm). Chim, bò sát và con người cũng chỉ là sự phát triển tột đỉnh xét về nhiều mặt. Chúng ta không bao giờ có vảy sừng, lông vũ hoặc vú nếu đầu tiên chúng ta không có răng. Các công cụ phát triển tạo ra răng được tái sử dụng để tạo nên các cấu trúc da quan trọng khác. Thực sự như vậy, các cơ quan khác nhau như răng, lông vũ, và vú đều có liên hệ chặt chẽ với nhau qua lịch sự tiến hóa.

Chủ đề của bốn chương đầu này là làm thế nào chúng ta có thể truy ra nguồn gốc của cơ quan giống nhau ở các sinh vật khác biệt. Ở Chương 1, chúng ta thấy có thể dự đoán và tìm thấy nhiều phiên bản của các cơ quan của chúng ta trong lớp đá cổ. Ở Chương 2 chúng ta thấy có thể tìm ra nguồn gốc các xương tương tự nhau từ cá tới người như thế nào. Chương 3 cho thấy phần có thể di truyền thực sự của cơ thể chúng ta – DNA và công thức di truyền giúp hình thành các cơ quan – có thể được quan sát ở những sinh vật rất khác nhau. Còn ở đây, với răng, tuyến vũ, và lông vũ chúng ta lại tìm thấy một chủ đề tương tự. Các quá trình sinh học tạo nên những cơ quan khác nhau này là các phiên bản của cùng một thứ. Khi bạn nhận thấy các đặc điểm tương tự năm sâu bên trong các cơ quan và cơ thể khác nhau, bạn sẽ bắt đầu nhận ra các cư dân đa dạng của thế giới chúng ta chẳng qua là những biến thể của cùng một chủ đề.