Hổ phách cổ xưa nhất thế giới khiến một giả thuyết tồn tại hàng chục năm bị lật ngược

Ánh sáng cực tím đã làm lộ ra hiện tượng huỳnh quang màu xanh lam mạnh mẽ ở một số phần của vỉa than được các nhà cổ sinh vật học Trung Quốc nghiên cứu, cho thấy vỉa than này có thể chứa hổ phách. Ảnh: CAS.

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa xác nhận phát hiện mẫu hổ phách cổ nhất từng được ghi nhận trên thế giới, có niên đại khoảng 385 triệu năm, tại khu vực Tân Cương. Kết quả nghiên cứu cho thấy thực vật đã phát triển cơ chế tiết nhựa để tự bảo vệ từ rất lâu trước khi nhiều nhóm động vật có khả năng gây tổn thương cho cây cối xuất hiện, qua đó làm thay đổi nhiều giả thuyết về lịch sử tiến hóa của sự sống trên cạn.

Nghiên cứu do nhóm của Luo Cihang, thuộc Viện Cổ sinh vật học và Địa chất Nam Kinh (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc), thực hiện và vừa được công bố trên tạp chí khoa học Science Advances.

Kỷ lục mới làm thay đổi hiểu biết về hổ phách cổ đại

Mẫu hổ phách được phát hiện trong các vỉa than ở khu vực Tây Chuẩn Cát Nhĩ (West Junggar), Tân Cương – nơi từng là vùng hợp nhất của nhiều mảng kiến tạo cổ đại. Theo nhóm nghiên cứu, phát hiện này đã đẩy lùi kỷ lục về hổ phách lâu đời nhất thế giới thêm khoảng 65 triệu năm.

Trước đó, mẫu hổ phách cổ nhất được giới khoa học xác nhận bằng phân tích hóa học có niên đại khoảng 320 triệu năm, thuộc cuối kỷ Carbon. Đây cũng là thời điểm những động vật ăn thực vật đầu tiên bắt đầu xuất hiện.

Vì vậy, việc tìm thấy hổ phách có niên đại 385 triệu năm, thuộc kỷ Devon giữa, đồng nghĩa với việc thực vật đã biết tiết nhựa từ rất lâu trước khi áp lực từ động vật ăn lá trở thành động lực tiến hóa.

Theo Luo Cihang, ngay cả nhóm nghiên cứu cũng không nghĩ rằng chuyến khảo sát tại Tân Cương vào năm 2019 sẽ mang lại một phát hiện mang tính bước ngoặt.

Ban đầu, các nhà cổ sinh vật học chỉ phát hiện hàng trăm hạt vật chất hữu cơ cực nhỏ trong lớp than cổ. Khi chiếu tia cực tím, các hạt này phát ra ánh huỳnh quang màu xanh – một dấu hiệu thường thấy ở hổ phách – nhưng điều đó vẫn chưa đủ để khẳng định.

"Phản ứng đầu tiên của chúng tôi là phấn khích, nhưng ngay lập tức chuyển sang thận trọng", ông Luo cho biết.

Nhóm nghiên cứu sau đó tiến hành hàng loạt phân tích hóa học hiện đại để xác minh. Từ khoảng 10 kg than đá, họ tách được 241 mảnh hổ phách, trong đó mảnh lớn nhất chỉ dài khoảng 1,5 mm, còn phần lớn có kích thước từ 0,1-0,5 mm.

Kết quả phân tích xác nhận đây thực sự là hổ phách hóa thạch, qua đó thiết lập cột mốc lâu đời nhất từng được ghi nhận.

Khi các nhà khoa học Trung Quốc quan sát thấy những mảnh hổ phách dường như nằm lẫn trong vỉa than mà họ đang nghiên cứu, phản ứng đầu tiên của họ là phấn khích, sau đó là thận trọng. Ảnh: SCMP.

Thực vật đã phát triển cơ chế phòng vệ từ rất sớm

Hổ phách được hình thành từ nhựa cây trải qua quá trình địa chất kéo dài hàng triệu năm. Ngoài việc lưu giữ dấu vết phân tử của thực vật cổ đại, hổ phách còn nổi tiếng vì có thể bảo tồn nguyên vẹn côn trùng và nhiều sinh vật nhỏ, được ví như "cỗ máy thời gian" của tự nhiên.

Điều đặc biệt ở phát hiện lần này là trước đây giới khoa học cho rằng chỉ thực vật có hạt mới đủ khả năng tạo ra loại nhựa có thể hóa thạch thành hổ phách. Tuy nhiên, các mẫu mới cho thấy ngay cả những thực vật có mạch nhưng chưa có hạt ở kỷ Devon cũng đã phát triển những con đường sinh tổng hợp đủ phức tạp để tiết nhựa.

Theo các tác giả, điều này còn mang ý nghĩa sinh thái quan trọng.

Khoảng 385 triệu năm trước, Trái Đất vẫn chưa xuất hiện nhiều nhóm động vật có khả năng cắn phá thực vật. Vì vậy, chức năng ban đầu của nhựa cây nhiều khả năng không phải để chống động vật, mà chủ yếu giúp cây bịt kín các vết thương, hạn chế sự xâm nhập của nấm và vi sinh vật gây bệnh, đồng thời phục hồi sau những tổn thương do cháy rừng hoặc các tác động vật lý từ môi trường.

Nhóm nghiên cứu nhận định sự xuất hiện sớm của cơ chế tiết nhựa có thể là một trong những yếu tố giúp hệ thực vật trên cạn phát triển mạnh trong giai đoạn Devon – Carbon, đặt nền móng cho sự bùng nổ đa dạng sinh học sau này.

Trong bài báo khoa học, các tác giả viết: "Sự xuất hiện sớm của cơ chế tiết nhựa có thể đã góp phần thúc đẩy thành công sinh thái của hệ thực vật trên cạn bằng cách tăng cường khả năng bảo vệ và phục hồi vết thương."

"Vào thời điểm đó, chưa có nhiều nhóm động vật có khả năng gây tổn thương cho thực vật. Vì vậy, nguồn gốc của nhựa cây nhiều khả năng liên quan đến việc sửa chữa các tổn thương vật lý như cháy rừng hoặc chống lại sự xâm nhập của nấm," ông Luo nói.

Phát hiện mới không chỉ xác lập kỷ lục về hổ phách cổ nhất thế giới, mà còn cung cấp thêm bằng chứng quan trọng giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn quá trình tiến hóa của thực vật và những cơ chế phòng vệ đầu tiên đã xuất hiện trên hành tinh hàng trăm triệu năm trước.