- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Trải qua hàng triệu năm, cá voi đã đánh đổi những đôi chân lấy những chiếc chân chèo, có được lỗ thở và tiến hoá thành sinh vật lớn nhất hành tinh.
Loài vật lớn nhất đang tồn tại trên trái đất có nguồn gốc từ một sinh vật hình dạng giống loài hươu nhưng nhỏ hơn đi bằng 4 chân sống trong các đầm lầy ở vùng Ấn Độ cổ đại.
Bộ cá voi bao gồm nhiều loài từ cá heo cho đến cá voi. Có đặc trưng khác hẳn với các loài thú có vú khác là sống hoàn toàn ở biển, chỉ sở hữu vài điểm chung là có máu nóng và sinh con.
Ảnh: Imagine Earth Photography - Shutterstock
Nhưng tổ tiên chúng không phải là loài chuyên đi biển. Trên thực tế, chỉ 50 triệu năm trước, tổ tiên của bộ cá voi là những sinh vật nhỏ được gọi là Indohyus, lặn lội trong các vùng đầm lầy bằng bốn chân.
Giáo sư Hans Thewissen tại Đại học Y Northeast Ohio đã nghiên cứu quá trình tiến hoá của cá voi trong 4 năm và viết cuốn sách “Cá voi biết đi: Từ đất liền đến biển cả trong 8 triệu năm”, cho biết: “Về cơ bản Indohyus trông giống như một con hươu nhỏ có kích thước của một con mèo.”
Những sinh vật ấy đã trở thành cá voi có chiều dài bằng khoảng 2 chiếc xe buýt thành phố như thế nào? Chúng đã phải trải qua nhiều thay đổi nhỏ trong hàng chục triệu năm.
Vùng đất của Indohyus
Indohyus thuộc bộ guốc chẵn, ngày nay gồm có hươu cao cổ, ngựa, heo và bộ cá voi. Nghiên cứu đã chứng minh rằng vào thế Thuỷ Tân khoảng 50 triệu năm trước, Indohyus đã sinh sống tại vùng Ấn Độ và Pakistan ngày nay. Hiện nay, một họ hàng xa của chúng có hình dáng giống hươu được gọi là cheo cheo nước (hay cheo cheo châu Phi) có thể được tìm thấy từ miền trung đến miền nam châu Phi. Loài “hươu” này ăn hoa quả và sống ven các con sông, được dùng như lối thoát hiểm khỏi các loài săn mồi trên cạn hoặc thậm chí là đại bàng.
Nghiên cứu của Thewissen kiểm tra các đồng vị ổn định trong hoá thạch Indohyus cho thấy chúng ăn thực vật trên cạn, nhưng bộ xương đặc của chúng lại cho thấy chúng đã dành nhiều thời gian sống dưới nước. Hà mã – họ hàng gần nhất của cá voi sống trên biển – cũng có xương đặc, giúp chúng dễ chìm xuống khi di chuyển dọc theo đáy hồ hoặc lòng sông.
Ảnh minh hoạ một con Indohyus.
Sở thích ăn thịt
Dựa trên hình dáng răng, Thewissen cho biết hậu duệ tiến hoá của Indohyus, được gọi là Pakicetus, bắt đầu thích nghi với lối sống thuỷ sinh nhiều hơn khi chúng từ bỏ chế độ ăn cỏ. Những sinh vật này hao hao loài sói với thân hình thon dài, và cũng sống ở vùng Ấn-Pakistan. Các hoá thạch còn lại của loài vật đã tuyệt chủng này chỉ được tìm thấy trong đá, cho ta biết rằng chúng có thể đã dành nhiều thời gian ở các vũng nước nông.
“Chúng tôi cho rằng chúng núp dưới nước và chờ con mồi đến uống nước, giống với cá sấu,” Thewissen nói.
Những loài này đã tiến hoá thành loài ambulocetid, tại thời điểm đó, mõm chúng trở nên thon dài hơn giống như cá sấu. Bốn chi cũng ngắn lại. “Chúng bơi lội rất giỏi,” Thewissen nói. “[Hoá thạch của chúng] được tìm thấy tại các chỉ thị đá môi trường ven biển.
Vào thời điểm loài remingtonocetid xuất hiện từ 49 đến 42 triệu năm trước, họ động vật bắt đầu đa dạng hoá. Thewissen mô tả một trong số các loài vật này có thân hình như rái cá khổng lồ trong khi các loài khác có mõm dài và dẹt na ná cá sấu Ấn Độ ngày nay, có khả năng dùng để đớp cá từ lòng nước.
“Đây là giai đoạn thử nghiệm mà tại đó các loài khác nhau đang cố nhiều cách để sinh sống và điều chỉnh cơ thể chúng cho phù hợp,” Thewissen nói.
Thewissen cho biết thêm, một số mảnh hoá thạch được tìm thấy ngoài vùng Ấn-Pakistan cho thấy remingtonocetid có lẽ đã bơi được cự ly xa.
Ảnh minh hoạ một con Pakicetus.
Sự sống dưới nước
Tổ tiên đầu tiên của cá voi bắt đầu tiến ra biển lớn là loài protocetid từ 48 triệu đến 42 triệu năm trước, dựa một phần vào các hoá thạch được tìm thấy trên thế giới từ Pakistan đến miền đông Hoa Kỳ và Peru. Thewissen mô tả chúng trông hơi giống sư tử biển, với các chi đủ lớn để nâng đỡ thân người trên cạn, dù ông cũng lưu ý rằng các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết hình dạng đầy đủ cơ thể của các loài vật tiền sử này.
Dù sao đi nữa, hình dáng chung sẽ thay đổi nhiều trong giai đoạn tiếp theo, như của basilosaurid, sở dĩ gọi tên như vậy một phần là bởi vì các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra sinh vật này đầu tiên đã tưởng rằng chúng là một loài rắn biển nào đó. Trên thực tế, Thewissen cho biết chúng là những sinh vật đầu tiên “chúng tôi chắc chắn sẽ nhận ra là cá voi.”
Basilosaurid có hai hình dạng chính. Hình dáng giống rắn biển khổng lồ, như loài Basilosaurus isis, dài bằng khoảng một chiếc xe buýt, vẫn còn hai chi sau nhỏ xíu và hai cẳng chi trước đã nhường chỗ cho hai chân chèo. Nhóm còn lại, như dorudontine, dường như hơi giống cá heo, với hai chân chèo, không có cổ nhưng có hai chi sau nhỏ xíu. Chúng cũng có đuôi cá tại phần cuối thân, là đặc tính của thú biển có vú ngày nay. Có khả năng đuôi cá đã xuất hiện sớm hơn với một số loài protocetid.
“Chúng đã thu ngắn ngón cái và kéo dài các ngón còn lại theo thời gian.” Rachel Racicot cho biết. Ông là một nhà nghiên cứu chuyên tìm hiểu về quá trình tiến hoá của bộ cá voi tại Viện Nghiên cứu Senckenberg và Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên tại Frankfurt, nước Đức.
Dù quá trình phát triển lỗ thở có thể đã có từ loài protocetid, nhưng nó chỉ thật sự trở nên rõ nét ở basilosaurid. Chúng bắt đầu hình thành chiếc đầu thuôn gọn với chiếc mũi hữu ích hơn trong việc tiếp xúc với không khí. “Chúng bắt đầu có chiếc mũi gần hơn với phần sau đầu để hít thở tiện hơn,” Racicot nói.
Những sinh vật này đã tuyệt chủng từ 42 đến 34 triệu năm trước – khoảng thời gian tổ tiên của bộ cá voi hiện đại bắt đầu xuất hiện. Hậu duệ của basilosaurid đã hoàn toàn không còn chân sau và chia thành hai nhóm cá voi ta biết ngày nay: cá voi tấm sừng hàm và cá voi có răng.
Cá voi tấm sừng hàm là loài cá voi xuất hiện sớm nhất khoảng 41 triệu năm trước. Những con cá voi đầu tiên này là tổ tiên của các loài như cá voi đầu cong, cá voi lưng gù, cá voi đầu bò và cá voi xanh. Cá voi có răng bắt đầu có mặt khoảng 34 triệu năm trước là tổ tiên của cá voi sát thủ, cá heo, cá heo chuột, cá nhà táng, cá voi trắng và cá voi mõm khoằm, dù loài cổ nhất vẫn còn sống đến ngày nay chỉ mới tồn tại khoảng 10 triệu năm, còn hầu hết các loài chỉ vài triệu năm tuổi.
Điểm khác biệt chính giữa cá voi tấm sừng hàm và cá voi có răng là chiến thuật kiếm ăn của chúng. Cá voi có răng săn mồi và ăn thịt con mồi bằng khả năng định vị tiếng vang. Cá voi tấm sừng hàm vẫn là loài ăn thịt, nhưng chúng chuyên ăn những loài nhỏ bé như nhuyễn thể số lượng lớn, được lọc qua tấm sừng dạng lưới khi bơi.
Khi hai nhóm loài này bắt đầu phân nhánh từ tổ tiên basilosarid, chúng cũng bắt đầu phát triển một thành phần then chốt khác khiến bộ cá voi khác biệt với nhiều loài có vú còn lại – trí khôn của chúng. “Chúng tôi thấy một bước nhảy vọt trong kích thước não bộ diễn ra ở thế Thuỷ Tân,” Thewissen nói.
Trong lúc các nghiên cứu hiện đại về trí thông minh của cá voi đang được mở rộng, các nghiên cứu cũng cho thấy rằng còn nhiều bí ẩn liên quan đến những gã khổng lồ biển sâu này.
Loài vật lớn nhất đang tồn tại trên trái đất có nguồn gốc từ một sinh vật hình dạng giống loài hươu nhưng nhỏ hơn đi bằng 4 chân sống trong các đầm lầy ở vùng Ấn Độ cổ đại.
Bộ cá voi bao gồm nhiều loài từ cá heo cho đến cá voi. Có đặc trưng khác hẳn với các loài thú có vú khác là sống hoàn toàn ở biển, chỉ sở hữu vài điểm chung là có máu nóng và sinh con.
Ảnh: Imagine Earth Photography - Shutterstock
Nhưng tổ tiên chúng không phải là loài chuyên đi biển. Trên thực tế, chỉ 50 triệu năm trước, tổ tiên của bộ cá voi là những sinh vật nhỏ được gọi là Indohyus, lặn lội trong các vùng đầm lầy bằng bốn chân.
Giáo sư Hans Thewissen tại Đại học Y Northeast Ohio đã nghiên cứu quá trình tiến hoá của cá voi trong 4 năm và viết cuốn sách “Cá voi biết đi: Từ đất liền đến biển cả trong 8 triệu năm”, cho biết: “Về cơ bản Indohyus trông giống như một con hươu nhỏ có kích thước của một con mèo.”
Những sinh vật ấy đã trở thành cá voi có chiều dài bằng khoảng 2 chiếc xe buýt thành phố như thế nào? Chúng đã phải trải qua nhiều thay đổi nhỏ trong hàng chục triệu năm.
Vùng đất của Indohyus
Indohyus thuộc bộ guốc chẵn, ngày nay gồm có hươu cao cổ, ngựa, heo và bộ cá voi. Nghiên cứu đã chứng minh rằng vào thế Thuỷ Tân khoảng 50 triệu năm trước, Indohyus đã sinh sống tại vùng Ấn Độ và Pakistan ngày nay. Hiện nay, một họ hàng xa của chúng có hình dáng giống hươu được gọi là cheo cheo nước (hay cheo cheo châu Phi) có thể được tìm thấy từ miền trung đến miền nam châu Phi. Loài “hươu” này ăn hoa quả và sống ven các con sông, được dùng như lối thoát hiểm khỏi các loài săn mồi trên cạn hoặc thậm chí là đại bàng.
Nghiên cứu của Thewissen kiểm tra các đồng vị ổn định trong hoá thạch Indohyus cho thấy chúng ăn thực vật trên cạn, nhưng bộ xương đặc của chúng lại cho thấy chúng đã dành nhiều thời gian sống dưới nước. Hà mã – họ hàng gần nhất của cá voi sống trên biển – cũng có xương đặc, giúp chúng dễ chìm xuống khi di chuyển dọc theo đáy hồ hoặc lòng sông.
Ảnh minh hoạ một con Indohyus.
Sở thích ăn thịt
Dựa trên hình dáng răng, Thewissen cho biết hậu duệ tiến hoá của Indohyus, được gọi là Pakicetus, bắt đầu thích nghi với lối sống thuỷ sinh nhiều hơn khi chúng từ bỏ chế độ ăn cỏ. Những sinh vật này hao hao loài sói với thân hình thon dài, và cũng sống ở vùng Ấn-Pakistan. Các hoá thạch còn lại của loài vật đã tuyệt chủng này chỉ được tìm thấy trong đá, cho ta biết rằng chúng có thể đã dành nhiều thời gian ở các vũng nước nông.
“Chúng tôi cho rằng chúng núp dưới nước và chờ con mồi đến uống nước, giống với cá sấu,” Thewissen nói.
Những loài này đã tiến hoá thành loài ambulocetid, tại thời điểm đó, mõm chúng trở nên thon dài hơn giống như cá sấu. Bốn chi cũng ngắn lại. “Chúng bơi lội rất giỏi,” Thewissen nói. “[Hoá thạch của chúng] được tìm thấy tại các chỉ thị đá môi trường ven biển.
Vào thời điểm loài remingtonocetid xuất hiện từ 49 đến 42 triệu năm trước, họ động vật bắt đầu đa dạng hoá. Thewissen mô tả một trong số các loài vật này có thân hình như rái cá khổng lồ trong khi các loài khác có mõm dài và dẹt na ná cá sấu Ấn Độ ngày nay, có khả năng dùng để đớp cá từ lòng nước.
“Đây là giai đoạn thử nghiệm mà tại đó các loài khác nhau đang cố nhiều cách để sinh sống và điều chỉnh cơ thể chúng cho phù hợp,” Thewissen nói.
Thewissen cho biết thêm, một số mảnh hoá thạch được tìm thấy ngoài vùng Ấn-Pakistan cho thấy remingtonocetid có lẽ đã bơi được cự ly xa.
Ảnh minh hoạ một con Pakicetus.
Sự sống dưới nước
Tổ tiên đầu tiên của cá voi bắt đầu tiến ra biển lớn là loài protocetid từ 48 triệu đến 42 triệu năm trước, dựa một phần vào các hoá thạch được tìm thấy trên thế giới từ Pakistan đến miền đông Hoa Kỳ và Peru. Thewissen mô tả chúng trông hơi giống sư tử biển, với các chi đủ lớn để nâng đỡ thân người trên cạn, dù ông cũng lưu ý rằng các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết hình dạng đầy đủ cơ thể của các loài vật tiền sử này.
Dù sao đi nữa, hình dáng chung sẽ thay đổi nhiều trong giai đoạn tiếp theo, như của basilosaurid, sở dĩ gọi tên như vậy một phần là bởi vì các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra sinh vật này đầu tiên đã tưởng rằng chúng là một loài rắn biển nào đó. Trên thực tế, Thewissen cho biết chúng là những sinh vật đầu tiên “chúng tôi chắc chắn sẽ nhận ra là cá voi.”
Basilosaurid có hai hình dạng chính. Hình dáng giống rắn biển khổng lồ, như loài Basilosaurus isis, dài bằng khoảng một chiếc xe buýt, vẫn còn hai chi sau nhỏ xíu và hai cẳng chi trước đã nhường chỗ cho hai chân chèo. Nhóm còn lại, như dorudontine, dường như hơi giống cá heo, với hai chân chèo, không có cổ nhưng có hai chi sau nhỏ xíu. Chúng cũng có đuôi cá tại phần cuối thân, là đặc tính của thú biển có vú ngày nay. Có khả năng đuôi cá đã xuất hiện sớm hơn với một số loài protocetid.
“Chúng đã thu ngắn ngón cái và kéo dài các ngón còn lại theo thời gian.” Rachel Racicot cho biết. Ông là một nhà nghiên cứu chuyên tìm hiểu về quá trình tiến hoá của bộ cá voi tại Viện Nghiên cứu Senckenberg và Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên tại Frankfurt, nước Đức.
Dù quá trình phát triển lỗ thở có thể đã có từ loài protocetid, nhưng nó chỉ thật sự trở nên rõ nét ở basilosaurid. Chúng bắt đầu hình thành chiếc đầu thuôn gọn với chiếc mũi hữu ích hơn trong việc tiếp xúc với không khí. “Chúng bắt đầu có chiếc mũi gần hơn với phần sau đầu để hít thở tiện hơn,” Racicot nói.
Những sinh vật này đã tuyệt chủng từ 42 đến 34 triệu năm trước – khoảng thời gian tổ tiên của bộ cá voi hiện đại bắt đầu xuất hiện. Hậu duệ của basilosaurid đã hoàn toàn không còn chân sau và chia thành hai nhóm cá voi ta biết ngày nay: cá voi tấm sừng hàm và cá voi có răng.
Cá voi tấm sừng hàm là loài cá voi xuất hiện sớm nhất khoảng 41 triệu năm trước. Những con cá voi đầu tiên này là tổ tiên của các loài như cá voi đầu cong, cá voi lưng gù, cá voi đầu bò và cá voi xanh. Cá voi có răng bắt đầu có mặt khoảng 34 triệu năm trước là tổ tiên của cá voi sát thủ, cá heo, cá heo chuột, cá nhà táng, cá voi trắng và cá voi mõm khoằm, dù loài cổ nhất vẫn còn sống đến ngày nay chỉ mới tồn tại khoảng 10 triệu năm, còn hầu hết các loài chỉ vài triệu năm tuổi.
Điểm khác biệt chính giữa cá voi tấm sừng hàm và cá voi có răng là chiến thuật kiếm ăn của chúng. Cá voi có răng săn mồi và ăn thịt con mồi bằng khả năng định vị tiếng vang. Cá voi tấm sừng hàm vẫn là loài ăn thịt, nhưng chúng chuyên ăn những loài nhỏ bé như nhuyễn thể số lượng lớn, được lọc qua tấm sừng dạng lưới khi bơi.
Khi hai nhóm loài này bắt đầu phân nhánh từ tổ tiên basilosarid, chúng cũng bắt đầu phát triển một thành phần then chốt khác khiến bộ cá voi khác biệt với nhiều loài có vú còn lại – trí khôn của chúng. “Chúng tôi thấy một bước nhảy vọt trong kích thước não bộ diễn ra ở thế Thuỷ Tân,” Thewissen nói.
Trong lúc các nghiên cứu hiện đại về trí thông minh của cá voi đang được mở rộng, các nghiên cứu cũng cho thấy rằng còn nhiều bí ẩn liên quan đến những gã khổng lồ biển sâu này.
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo Discover Magazine)
(Theo Discover Magazine)
