Mắt xích còn thiếu về nguồn gốc của hải cẩu, sư tử biển và hải mã

Các nhà khoa học Hoa Kỳ và Canada đã phát hiện thấy bộ xương hóa thạch của một loài vật ăn thịt mới, Puijila darwini. Nghiên cứu mới cho thấy Puijila là mắt xích còn thiếu trong quá trình tiến hóa của một nhóm động vật ngày nay, bao gồm hải cẩu, sư tử biển và hải mã.

Những phân tích và hỗ trợ cho giả thuyết rằng động vật chân vây có nguồn gốc từ Bắc Cực được công bố trên tạp chí Nature số ngày 23 tháng 4.

Hải cẩu, sư tử biển và hải mã đều có chân chèo – sự thích nghi của chi để bơi trong nước. Khả năng thích nghi này tiến hóa theo thời gian khi một số động vật trên cạn chuyển sang môi trường sống bán nước. Tuy nhiên cho đến nay, bằng chứng hình thái học cho sự chuyển đổi từ đến liền xuống nước vẫn còn rất hạn chế.

Mary Dawson, người phụ trách Bảo tàng lịch sử tự nhiên Carnegie, cho biết: “Bộ xương được bảo quản rất tốt của Puijila có các chi nặng nề, cho thấy cơ bắp phát triển tốt, và các đốt, ngón dẹt hơn, có nghĩa rằng chúng có chân vây chứ không phải chân chèo. Loài vật này thích nghi với cả việc bơi lội trong nước và đi lại trên đất liền. Khi bơi, chúng chèo cả chi sau và chi trước. Puijila là bằng chứng tiến hóa mà chúng ta còn thiếu trong một thời gian dài”.

Một phần của mẫu vật Puijila darwini được phát hiện năm 2007 trong lớp trầm tích tại một miệng núi lửa ở khu vực dải Devon, Nunavut, Canada. Chuyến viếng thăm tiếp theo năm 2008 đem lại basicranium (sọ), một cấu trúc quan trọng trong việc xác định mối quan hệ phân loại. 

Hình ảnh minh họa Puijila darwini đang bơi. (Ảnh: Mark A. Klingler/Bảo tàng lịch sử tự nhiên Carnegie)

Hóa thạch cổ thực vật học cho thấy vị trí này trong kỷ Mioxen có khí hậu mát mẻ, giống như khí hậu của New Jersey bây giờ. Các hồ nước ngọt đóng băng vào mùa đông, nên Puijila di chuyển khỏi đất liền ra biển để tìm kiếm thức ăn. Đã có nhiều giả thuyết về quá trình chuyển đổi từ nước ngọt sang nước mặn ở các loài động vật có vú bán nước. Giả thuyết đầu tiên là của Charles Darwin, với Thuyết chọn lọc tự nhiên của ông trong cuốn sách Nguồn gốc các loài. “Một loài vật chỉ sống trên cạn, thỉnh thoảng tìm kiếm thức ăn ở vùng nước nông, rồi ở các suối hoặc hồ, cuối cùng có thể chuyển hóa thành loài vật sống hoàn toàn dưới nước”.

Natalia Rybczynski, người chỉ đạo cuộc khai quật, cho biết: “Phát hiện này cho thấy động vật chân vây đã trải qua giai đoạn “nước ngọt” trong quá trình tiến hóa. Chúng ta cũng có nhìn khái quát về ngoại hình của động vật chân vây trước khi chúng tiến hóa thành chân chèo”.

Loài vật được mô tả có đuôi dài, các chi trước khá tương xứng với động vật ăn thịt trên cạn ngày nay. Đây là loài vật ăn thịt có vú đầu tiên được tìm thấy tại khu vực này. Các hóa thạch khác được tìm thấy bao gồm hai con cá nước ngọt, một con chim, và 4 loài động vật có vú: chuột chù, thỏ, tê giác, và một loài thú guốc chân nhỏ.

Loài vật chân vây được biết đến nhiều nhất, Enaliarctos, được tìm thấy vùng bờ biển Bắc Thái Bình Dương của Bắc Mỹ. Đã có những giả thuyết cho rằng sự tiến hóa của động vật chân vây tập trung quanh Bắc Cực, và việc phát hiện Pujjila càng củng cố thêm giả thuyết này.

Các đồng tác giả của nghiên cứu bao gồm Natalia Rybczynski, nhà khoa học thuộc Bảo tàng tự nhiên Canada, Ottwa, Ontario; Mary R. Dawson, người phụ trách mảng cổ sinh vật học tại Bảo tàng lịch sử tự nhiên Carnegie, Pittsburgh, Pennsylavania; và Richard H. Tedford, người phụ trách mảng cổ sinh vật học thuộc Bảo tàng lịch sử tự nhiên Hoa Kỳ, New York.

Tham khảo:
Natalia Rybczynski, Mary R. Dawson & Richard H. Tedford. A semi-aquatic Arctic mammalian carnivore from the Miocene epoch and origin of Pinnipedia. Nature, 2009; 458 (7241): 1021 DOI: 10.1038/nature07985