Hé lộ loài sinh vật lâu đời nhất từng sinh sống trên Trái đất

Chúng ta đều biết rằng oxy rất quan trọng đối với tất cả các loài - một khi được hít vào, hệ thống hô hấp sẽ truyền phân tử đến mọi ngóc ngách của cơ thể, vì vậy tế bào của chúng ta có thể sử dụng nó để tạo ra năng lượng hóa học.

Tuy nhiên, người ta không biết chắc chắn liệu động vật đa bào (metazoans) có tồn tại trước khi lượng oxy của Trái đất đạt đến mức cần thiết cho phép diễn ra quá trình hô hấp tế bào của động vật hay không. Quá trình quan trọng này thường được cho là xảy ra trong sự kiện oxy hóa Neoproterozoic.

Trước đó, từ 800 đến 540 triệu năm trước, lượng oxy hòa tan trong các đại dương có lẽ quá thấp để duy trì các metazoans - ngoại trừ gần các rạn san hô, nơi các vi sinh vật sản xuất oxy sinh sống.

Mặc dù vậy, bằng chứng di truyền từ động vật lại mâu thuẫn với điều này. Đồng hồ phân tử cho thấy vương quốc Animalia có sự sống bắt đầu từ thời đại tân sinh.

Các metazan có thể hình thành từ bọt biển. Ảnh: Science Alert

Mới đây, nhà cổ sinh vật học Elizabeth Turner của Đại học Laurentian đã tìm thấy bằng chứng hóa thạch tiềm năng ủng hộ cho giả thiết này - trong các rạn san hô từng là ốc đảo oxy.

Kiểm tra các lát đá mỏng từ rạn Little Dal ở Canada bằng phương pháp hiển vi ánh sáng truyền qua, Turner xác định các phần hiếm chứa phân nhánh phức tạp, hình ống dài 20-30 micromet, nằm trong các khoảng trống bên trong và xung quanh những thành rạn cổ.

Các rạn san hô hầu hết được tạo nên bằng phương pháp quang hợp của vi khuẩn lam và đường kính có thể lên tới hàng km, tuy nhiên những cấu trúc bí ẩn được tìm thấy trên các rìa lộ ra ngoài, trong các chỗ lõm của khu vực phát triển rạn san hô và trong những khoảng trống.

Điều này cho thấy rằng không giống như những rạn san hô tìm kiếm ánh sáng mặt trời, bất cứ thứ gì hình thành nên các dấu ấn hóa thạch này không cần ánh sáng, tuy nhiên chúng có thể chịu được sự phơi sáng ở các rìa của rạn san hô.

Turner giải thích trong bài báo của mình, mô hình hóa thạch không khớp với sự phân nhánh của nấm và các vi sinh vật khác, hoặc các mô hình địa chất như đã biết, nhưng "chúng gần giống với mạng lưới sợi xốp của bọt biển keratosan hiện đại".

Chúng ta đã nghi ngờ một thời gian rằng các metazan có thể hình thành từ bọt biển - hoặc một cái gì đó tương tự - vì chúng là loài động vật cơ bản nhất được biết đến.

Về cơ bản, chúng là một bao tải mềm, đục lỗ, được gắn vào đất ở một đầu, để lọc nước. Nhưng chúng cũng giống như chúng ta, sản xuất ra tinh trùng và trứng để sinh sản, có những tế bào không có thành tế bào như ở thực vật, và DNA của chúng chắc chắn được xếp vào vị trí họ hàng sơ khai với tất cả các loài động vật khác.

Hóa thạch này "có lẽ chính xác là những gì nên được mong đợi về các metazoan đầu tiên," Turner viết.

Cho đến nay, hóa thạch bọt biển lâu đời nhất được xác định là từ kỷ Cambri, khoảng 550 triệu năm trước, nhưng nếu phát hiện mới này được xác nhận, nó sẽ chứng minh rằng loài động vật đầu tiên xuất hiện trước cả khi điều kiện oxy trên Trái đất đạt trạng thái tối ưu - và sống sót qua các kỷ băng hà khắc nghiệt 720 và 635 triệu năm trước.