Tổ tiên chung của thú mỏ vịt và nhím tiết lộ chuyện lạ trong tiến hóa

Các nhà khoa học hiện cho rằng chúng đại diện cho tổ tiên đã tuyệt chủng từ lâu. Nghiên cứu mới này có thể làm đảo lộn những hiểu biết hiện tại về sự tiến hóa của 2 loài động vật có vú nguyên thủy nhất còn tồn tại ngày nay.

Thú mỏ vịt

và nhím là 2 động vật lớp thú thuộc phân lớp động vật đơn huyệt - Ảnh: Internet

Được tìm thấy ở Úc và Papua New Guinea, thú mỏ vịt và thú lông nhím thuộc nhóm động vật đơn huyệt (monotremes), chúng là những loài động vật có vú duy nhất đẻ trứng.

Thú mỏ vịt sống dưới nước, có mỏ và chân có màng giống như vịt, đồng thời có đuôi giống hải ly. Sinh vật nhỏ bé này dành phần lớn thời gian để săn mồi dưới nước. Trong khi đó, thú lông nhím - có biệt danh “thú ăn kiến gai” (spiny anteater) sống hoàn toàn trên cạn, được bao phủ bởi những chiếc gai nhọn và có chân sau hướng ngược lại, giúp nó đào bới đất khi chui xuống lòng đất. Cả hai loài này đều không có răng. Mặc dù chúng tiết ra sữa, nhưng không có núm vú, nên sữa được tiết qua da để con non liếm.

Tiến sĩ Guillermo W. Rougier - Giáo sư tại Khoa Khoa học giải phẫu và thần kinh tại Đại học Louisville (Kentucky, Mỹ) chia sẻ: “Chúng có rất nhiều đặc điểm kỳ lạ. Chúng thuộc trong những nhóm động vật có vú quan trọng nhất. Loài động vật có vú điển hình từ thời khủng long có lẽ có nhiều điểm chung với động vật đơn huyệt hơn là với ngựa, chó, mèo hay chính chúng ta. Do đó, các loài đơn huyệt giúp mở ra cánh cửa tìm hiểu nguồn gốc của động vật có vú trên Trái đất”.

Khám phá hóa thạch cổ đại

Một nghiên cứu mới được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences đầu tuần qua đã mở rộng cánh cửa đó thêm một bước. Nghiên cứu của nhóm do nhà cổ sinh vật học Suzanne Hand, giáo sư danh dự tại Trường Khoa học sinh học, địa chất và môi trường (Đại học New South Wales, Úc) dẫn đầu. Nghiên cứu này tiết lộ cấu trúc bên trong của hóa thạch duy nhất được biết đến thuộc tổ tiên của động vật đơn huyệt - Kryoryctes cadburyi, sống hơn 100 triệu năm trước.

Hóa thạch là một đoạn xương chi trên (humerus) được phát hiện vào năm 1993 tại Dinosaur Cove, miền Đông Nam Úc. Bề ngoài, mẫu xương trông giống xương của thú lông nhím sống trên cạn hơn là thú mỏ vịt sống dưới nước. Nhưng khi các nhà nghiên cứu quan sát bên trong, họ phát hiện ra điều bất ngờ.

Tiến sĩ Laura Wilson, đồng tác giả nghiên cứu, giảng viên cấp cao tại Trường Khoa học sinh học, địa chất và môi trường của Đại học New South Wales cho biết: “Bằng cách sử dụng công nghệ hình ảnh 3D tiên tiến, chúng tôi đã có thể làm sáng tỏ những đặc điểm chưa từng thấy trước đây của mẫu xương cổ đại này, và chúng đã tiết lộ một câu chuyện hoàn toàn bất ngờ”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện bên trong hóa thạch có đặc điểm giống thú mỏ vịt sống nửa dưới nước: thành xương dày hơn và khoảng giữa nhỏ hơn. Những đặc điểm này giúp xương trở nên nặng hơn, có lợi cho động vật sống dưới nước vì giúp giảm lực nổi, giúp chúng lặn xuống dễ dàng để tìm kiếm thức ăn. Trong khi đó, thú lông nhím sống trên cạn có xương mỏng và nhẹ hơn.

Phát hiện này củng cố giả thuyết lâu nay nhưng chưa được chứng minh rằng Kryoryctes là tổ tiên chung của cả thú mỏ vịt và thú lông nhím, và rằng vào thời đại khủng long, nó có thể đã sống cả ở dưới nước.

Giáo sư Hand nhận định: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy lối sống lưỡng cư của thú mỏ vịt hiện đại đã có nguồn gốc từ ít nhất 100 triệu năm trước và thú lông nhím chỉ mới thích nghi hoàn toàn với cuộc sống trên cạn ở giai đoạn muộn hơn”.

Sự tiến hóa của thú mỏ vịt và thú lông nhím kể câu chuyện về động vật có vú

Có nhiều ví dụ về động vật tiến hóa từ sống trên cạn sang dưới nước. Chẳng hạn, người ta tin rằng cá heo và cá voi có tổ tiên sống trên cạn và có chung nguồn gốc với hà mã. Nhưng có rất ít ví dụ về sự tiến hóa theo hướng ngược lại, từ nước lên cạn. Quá trình này đòi hỏi những thay đổi lớn trong hệ thống cơ xương, bao gồm việc định vị lại các chi để phù hợp với cuộc sống trên đất liền và giúp xương trở nên nhẹ hơn, giúp di chuyển ít tiêu tốn năng lượng hơn.

Sự chuyển đổi từ dưới nước lên cạn có thể giải thích cho đôi chân sau hướng ngược của thú lông nhím, mà theo Giáo sư Hand, có thể được thừa hưởng từ tổ tiên biết bơi, từng sử dụng chân sau như bánh lái.

Tiến sĩ Rougier, người không tham gia vào nghiên cứu nhưng có trao đổi với các tác giả trong quá trình thực hiện, cho biết: “Tôi nghĩ rằng họ đã chứng minh rất tinh tế giả thuyết rằng những loài động vật này đã thích nghi với cuộc sống bán thủy sinh từ rất sớm”.

Lịch sử nguyên thủy của những loài động vật kỳ lạ này, theo ông Rougier, đóng vai trò “cực kỳ quan trọng” trong việc hiểu rõ cách mà động vật có vú, gồm cả con người, xuất hiện.

Ông nói thêm: “Động vật đơn huyệt là những bằng chứng sống từ quá khứ xa xôi. Bạn và một con thú mỏ vịt có thể đã có tổ tiên chung cuối cùng cách đây hơn 180 triệu năm. Chúng ta không thể dự đoán được đặc tính sinh học của tổ tiên chung nếu không có những loài như động vật đơn huyệt”.

Anh Tú