Phát hiện tại Scotland làm thay đổi cách hiểu về sự sống sơ khai

Phát hiện khoa học gần đây tại Đông Bắc Scotland đã thách thức hàng thập kỷ lý thuyết đã được thiết lập về các sinh vật cổ đại gọi là prototaxites. Các nhà nghiên cứu đã phân tích các mẫu vật được bảo tồn trong điều kiện đặc biệt và kết luận rằng những sinh vật này không phải như cộng đồng khoa học đã tin trong hơn một thế kỷ rưỡi. Kết quả, được công bố trên tạp chí Science Advances, mang đến một góc nhìn hoàn toàn mới về quá trình tiến hóa sớm của sự sống phức tạp trên hành tinh của chúng ta.

Prototaxites: nhân vật bí ẩn của kỷ Devon

Trong suốt kỷ Devon, giai đoạn thường được gọi là “Thời đại của Cá”, Trái đất đã trải qua những biến đổi sinh thái sâu sắc. Đó là thời kỳ các sinh vật phức tạp đầu tiên bắt đầu định cư trên đất liền. Thực vật chỉ giới hạn ở các dạng thấp, và động vật trên cạn chủ yếu là những sinh vật nhỏ mới bắt đầu thích nghi với môi trường mới này.

Trong bối cảnh sinh thái này, prototaxites xuất hiện như những cấu trúc thực sự gây bối rối. Chúng mọc cao như những cột trụ tròn trịa, mịn màng, cao tới tám mét. Chúng không có các đặc điểm điển hình mà ta liên tưởng đến các sinh vật cao cấp hơn: không có cành, lá, hoa hay hệ thống rễ. Trong nhiều thập kỷ, giả thuyết phổ biến nhất cho rằng chúng là nấm khổng lồ, khiến các nhà cổ sinh vật học tưởng tượng ra một thế giới nguyên thủy nơi mà nấm khổng lồ thay thế vai trò của cây cối sau này.

Phát hiện tại mỏ đá Scotland mang đến bằng chứng vi mô bất ngờ

Bước ngoặt đến khi phân tích Prototaxites taiti, một loài có kích thước nhỏ hơn. Các nhà nghiên cứu tập trung nỗ lực vào các mẫu hóa thạch khai thác từ khu di tích cổ sinh vật Rhynie Chert, nằm ở Đông Bắc Scotland. Địa điểm này, có niên đại khoảng 407 triệu năm, lưu giữ một tình trạng bảo tồn đặc biệt của thực vật, nấm và động vật, cho phép phân tích hiếm khi có thể thực hiện với các mẫu vật cổ xưa như vậy.

Sử dụng công nghệ tiên tiến — laser chính xác cao, tái tạo ba chiều và kính hiển vi confocal — nhóm nghiên cứu đã kiểm tra cấu trúc bên trong của các sinh vật. Phát hiện thật sự gây sốc: các mẫu vật cho thấy ba loại ống khác nhau được liên kết với nhau qua các vùng dày đặc các nhánh, tạo thành các kiến trúc phức tạp ba chiều. Cấu trúc này khác biệt rõ rệt so với các mạng lưới sợi đơn giản đặc trưng của nấm hiện đại.

Hồ sơ hóa học thay đổi tất cả

Chìa khóa quyết định đến từ phân tích dấu ấn phân tử của mẫu hóa thạch, được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo. Các nhà khoa học đặc biệt tìm kiếm chitin, chitosan và beta-glucan — các polymer thiết yếu trong thành tế bào của tất cả các loại nấm đã biết. Kết quả rõ ràng: hoàn toàn không có các hợp chất này.

Cũng không phát hiện ra các biomarker nấm như perilene, các chất này vẫn xuất hiện trong các nấm bảo tồn trong cùng khối đá. Sự so sánh này cho phép loại trừ khả năng các dấu hiệu hóa học này đã bị phân hủy theo thời gian. Bằng chứng tích lũy đã củng cố một cách chắc chắn rằng prototaxites không thuộc giới Fungi.

Một dòng họ nhân chuẩn hoàn toàn chưa biết đến

Các tác giả của nghiên cứu kết luận rằng prototaxites không phù hợp với bất kỳ nhóm sinh vật sống nào hiện nay. Phương pháp tích hợp, kết hợp hình thái, cấu trúc vi mô và phân tích hóa học, “hoàn toàn phủ nhận giả thuyết rằng Prototaxites taiti là một nấm”. Theo kết luận của họ, các sinh vật này đại diện cho “một dòng họ nhân chuẩn đã tuyệt chủng, chưa từng được mô tả trước đây”.

Phát hiện này, đã được xác nhận qua các nghiên cứu tại Scotland, ủng hộ khả năng rằng lịch sử sự sống trên đất liền bao gồm những thử nghiệm tiến hóa cực kỳ khác biệt so với các nhóm mà chúng ta biết. Sự sống sơ khai đã đa dạng và kỳ lạ hơn nhiều so với mong đợi của các nhà khoa học. Prototaxites đã tồn tại như một bí ẩn suốt hàng thế kỷ, và chỉ nhờ sự hội tụ của nhiều kỹ thuật phân tích khác nhau mới có thể tiết lộ bản chất thực sự của chúng. Phát hiện này mở ra nhiều câu hỏi mới về những sinh vật đã tuyệt chủng khác có thể được phân loại lại khi công nghệ khoa học tiếp tục tiến bộ.