Thủy triều mạnh có thể đã đẩy cá cổ đại tiến hóa chân tay

Những con cá có thể mạo hiểm trong một thời gian ngắn trên vùng đất khô, như loài Tiktaalik roseae này, có thể đã nhận được một sự thúc đẩy từ các hồ thủy triều.

Zina Deretsky / Quỹ khoa học quốc gia / Wikimedia Commons

Thủy triều mạnh có thể đã đẩy cá cổ đại tiến hóa chân tay

Tác giả Kinda KorneiFeb. 15, 2018, 12:00 CH

Bồ Đào Nha, OREGON Sự tiến hóa của động vật trên cạn chỉ xảy ra một lần, khoảng 400 triệu năm trước. Nhưng những áp lực nào đã đẩy các sinh vật biển phát triển chân tay để đi bộ? Các nhà khoa học đã đề xuất một số lý thuyết, bao gồm cả loài cá thích nghi với cuộc sống ở những dòng suối cạn, bị sặc thực vật dễ bị lũ lụt và hạn hán. Bây giờ, nghiên cứu mới cho thấy rằng thủy triều mạnh có thể đã đóng một vai trò quan trọng, khiến động vật mắc kẹt trong các hồ thủy triều và cho chúng một động lực để trốn thoát trở lại biển. Sử dụng các mô phỏng trên máy tính của Trái đất cổ đại, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các vùng thủy triều mạnh tương ứng với các vị trí đã tìm thấy hóa thạch của những loài cá lớn, có xương limblike gọi là sarcopterygian, các nhà nghiên cứu đã báo cáo ở đây tại Cuộc họp Khoa học Đại dương 2018.

Giả thuyết này không phải là chủ đạo, Jennifer Clack, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Cambridge, Vương quốc Anh, người không tham gia vào nghiên cứu, nhưng tôi không nghĩ vậy Hoàn toàn ra khỏi tường.

Cách đây gần một thế kỷ, Alfred Romer, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Chicago ở Illinois, đã đề xuất rằng các hồ thủy triều có thể giúp thúc đẩy sự tiến hóa của các động vật bốn chân sớm nhất, được gọi là tetrapods. Năm 2014, Steven Balbus, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Oxford, Vương quốc Anh, đã đưa ý tưởng này tiến thêm một bước. Ông tính toán rằng 400 triệu năm trước, khi quá trình chuyển đổi tiến hóa này xảy ra, thủy triều mạnh hơn, bởi vì mặt trăng ở gần Trái đất khoảng 10%. Cá có thể dễ dàng bị mắc cạn trong các hồ thủy triều trong những đợt thủy triều mùa xuân mạnh hơn, ông cho rằng, xảy ra khi Trái đất, mặt trăng và mặt trời thẳng hàng khoảng 2 tuần một lần. Các dải sẽ đặc biệt có khả năng ở những nơi thủy triều được khuếch đại tự nhiên bởi độ sâu của nước địa phương hoặc hình dạng của đường bờ biển.

Mattias Green, một nhà khoa học đại dương tại Đại học Bangor, Vương quốc Anh, cho biết, những sinh vật bị mắc kẹt sẽ phải chịu áp lực tiến hóa để thoát khỏi giới hạn nước của chúng. "Sau một vài ngày trong các hồ bơi này, bạn trở thành thực phẩm hoặc bạn hết thức ăn", ông nói. FishNhững con cá có tứ chi lớn có lợi thế vì chúng có thể tự lật mình xuống nước.

Nhưng cung cấp bằng chứng để hỗ trợ lý thuyết này là khó khăn. Đó là bởi vì kiến ​​tạo mảng đã thay đổi vị trí của các lục địa Trái đất, và hàng trăm triệu năm xói mòn và những thay đổi khác đã thay đổi rất nhiều hình dạng của bờ biển. Nhưng Green, Balbus và các cộng tác viên của họ hiện đã cố gắng mô phỏng thủy triều Trái đất hàng triệu năm trước để tìm đường bờ biển với thủy triều hàng ngày đặc biệt mạnh và sự khác biệt rõ rệt giữa thủy triều mùa xuân mạnh mẽ và thủy triều đối nghịch yếu hơn. Họ đã sử dụng mô hình đáy biển và địa hình của Trái đất khi chúng tồn tại 400 triệu năm trước, khi hai siêu lục địa gọi là Gondwana và Laurussia đến với nhau, cách nhau bởi một vùng biển giống như một cái nêm. Có một vùng biển hình nêm lớn như vậy sẽ dẫn đến một phản ứng thủy triều được tăng cường, theo ông Bal Balbus. Bằng cách mô hình các địa hình địa phương khác nhau và ghi lại thủy triều tại mỗi địa điểm, các nhà nghiên cứu đã xác định được các dải bờ biển dọc theo nêm ngăn cách các siêu lục địa nơi cá có thể dễ dàng bị mắc cạn.

Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng những địa điểm cổ xưa này đã bị dịch chuyển bởi kiến ​​tạo mảng sang vị trí ngày nay của họ, chồng chéo lên nhau với nhiều phát hiện về hóa thạch cá chuyển tiếp của con cá có xương lim. Ví dụ, những chiếc giường hóa thạch lớn và ấn tượng về dấu chân ở Đông Âu, Canada và Ireland hiện đại phù hợp với vị trí của các địa điểm mắc cạn thủy triều cổ xưa, hầu như rất đáng lo ngại, Green Green nói. Thú vị thay, các mô phỏng cũng cho thấy hóa thạch chuyển tiếp có thể được tìm thấy ở những nơi khác, như Syria và Afghanistan. Nhưng việc khai quật ở đó là thách thức vì những bất ổn chính trị hiện tại, Hannah Byrne, một nhà hải dương học tại Đại học Uppsala ở Thụy Điển, người đứng đầu công việc người mẫu cho biết.