Đã tìm thấy hóa thạch sớm nhất của động vật trên Trái đất?

Theo các mẫu hóa thạch tìm được cho đến nay, hầu hết các nhóm động vật chính - bao gồm động vật chân đốt, động vật thân mềm và giun - xuất hiện sớm nhất vào kỷ Cambri từ 541 triệu năm trước. Nhưng theo một bài báo mới công bố trên tạp chí Nature, hóa thạch giống như của bọt biển từ tây bắc Canada có thể có tuổi đời 890 triệu năm tuổi, đẩy lùi đáng kể niên đại xuất hiện các loài động vật đầu tiên trên Trái đất.

Khám phá này đang làm dấy lên cuộc tranh luận giữa các nhà cổ sinh vật học về việc đời sống động vật phức tạp bắt đầu từ khi nào.

“Nếu tôi đúng, động vật đã xuất hiện từ rất lâu trước khi xuất hiện các hóa thạch động vật được biết đến ngày nay", tác giả nghiên cứu Elizabeth Turner, nhà địa chất trầm tích tại Đại học Laurentian, Sudbury, Canada, cho biết. "Có thể có một lịch sử dài về các loài động vật nhưng dấu vết của chúng không còn được bảo tồn đến ngày nay".

Tuy nhiên, một số nhà khoa học không tin rằng các cấu trúc cực nhỏ trong hóa thạch 890 triệu năm tuổi của Turner là của một loại bọt biển cổ đại.

Việc gọi đây là một loàibọt biển cổ đại là một khẳng định quá chắc chắn mà không tính đến các khả năng khác, theo Rachel Wood, nhà địa chất học tại Đại học Edinburgh, Vương quốc Anh, người nghiên cứu các rạn san hô hóa thạch. “Ví dụ, vi khuẩn cũng có thể tạo ra những cấu trúc kỳ lạ và tuyệt vời”, Wood nói, hoặc đôi khi các tinh thể cũng phát triển theo cách trông giống như cấu trúc hình thành bởi các sinh vật sống; có nghĩa là các mẫu đá và cấu trúc cực nhỏ trong đá mà Turner tìm thấy có thể không phải là hóa thạch của bọt biển.

Turner phản bác rằng các sinh vật xây dựng rạn san hô ngày nay, chẳng hạn như vi khuẩn lam hoặc tảo, có thể là nguyên nhân tạo ra cấu trúc phức tạp trong các mẫu Turner tìm được, nhưng vấn đề là chúng chưa tồn tại cách đây 890 triệu năm.

Mãi cho đến vài năm trước, khi Turner nhìn thấy các nghiên cứu mô tả cấu trúc tương tự tìm thấy trong các tảng đá trẻ hơn nhiều - từ thời mà bọt biển được biết là đã tồn tại - cô mới tự tin công bố kết quả của mình. Nhưng những nghiên cứu đó cũng gây tranh cãi, với lý do các cấu trúc có thể không phải là hóa thạch của bọt biển thực sự.

David Gold, nhà địa sinh học tại Đại học California, Davis, cho biết: Nếu các cấu trúc Turner tìm thấy được chứng minh là hóa thạch bọt biển, “sẽ rất thú vị và giúp chúng ta tìm hiểu câu chuyện ban đầu về quá trình tiến hóa của động vật”, một chủ đề luôn gây tranh luận trong nhiều thập kỷ.

Nhưng mặc dù “rất dễ dàng tìm thấy những thứ trông giống như bọt biển hóa thạch”, Gold nói, rất khó để xác nhận chúng là hóa thạch bằng các bằng chứng bổ trợ khác.

Gold và một số nhà nghiên cứu khác từng xác nhận các mẫu là hóa thạch bằng cách chỉ ra dấu vết của các phân tử sinh học liên quan đến bọt biển. Nhưng không may, với niên đại quá lớn và loại mẫu đá của Turner, không thể chỉ ra các dấu vết như vậy, Gold cho biết.

Phoebe Cohen, nhà địa sinh vật học tại Đại học Williams, Williamstown, Massachusetts, thì cho rằng không thể có chuyện bọt biển có từ trước kỷ Cambri.

Các nhà khoa học ước tính tổ tiên của các nhóm động vật sống khác nhau sống cách đây bao lâu bằng cách sử dụng 'đồng hồ phân tử', đo tốc độ đột biến trong DNA và protein theo thời gian. Phần lớn các ước tính này cho kết quả tổ tiên chung cuối cùng của tất cả các loài động vật còn sống ngày nay đã tiến hóa trước vụ nổ kỷ Cambri, nhưng không thể lên đến 890 triệu năm, Cohen nói. Tuy nhiên, Cohen cho rằng có thể tin các mẫu của Turner là hóa thạch bọt biển, nếu Turner có thêm bằng chứng bổ trợ, bao gồm cả các nghiên cứu về cách bọt biển biến thành hóa thạch.

Cộng đồng cổ sinh vật học vẫn đang tranh cãi xem liệu việc có rất ít hóa thạch động vật từ trước kỷ Cambri là do các sinh vật sống khi đó hiếm khi tồn tại được dưới dạng hóa thạch cho đến ngày nay, hay do các ước tính đồng hồ phân tử về nguồn gốc động vật là sai. Gold thì tin rằng đã có bọt biển trước kỷ Cambri, nhưng có trước bao lâu là một câu hỏi lớn chưa được giải đáp.

Nếu tổ tiên của bọt biển hiện đại thực sự đã sống cách đây 890 triệu năm, thì điều đó có nghĩa là các loài động vật sơ khai đã sống sót qua những điều kiện rất khắc nghiệt đối với sự sống, chẳng hạn như mức oxy cực thấp và thời kỳ 'quả cầu tuyết' - khi bề mặt hành tinh gần như đóng băng hoàn toàn, Gold nói.

Turner lập luận rằng bọt biển có thể sống sót trong môi trường ít oxy bằng cách sinh sống trong các hốc và kẽ hở trong rạn vi sinh bên cạnh vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn thải ra oxy. Bọt biển cũng có thể được nuôi dưỡng bằng chất lỏng hữu cơ mà vi khuẩn tạo ra. Turner nói: “Có lẽ đã có một nguồn cung cấp dinh dưỡng rất dồi dào cho những sinh vật ăn lọc này".

Gold nói rằng nghiên cứu có Turner có thể khơi lại cuộc tranh luận đã âm thầm âm thầm trong nhiều thập kỷ, "nhưng tôi không nghĩ rằng nó có thể thay đổi suy nghĩ của những người bất đồng quan điểm về niên đại xuất hiện động vật".