Trong một phát hiện mang tính bước ngoặt đối với ngành cổ sinh vật học thế giới, các nhà khoa học Trung Quốc đã công bố việc tìm thấy những mẫu hổ phách cổ nhất hành tinh có niên đại lên tới 385 triệu năm.
Phát hiện lịch sử này, được công bố trên tạp chí khoa học Science Advances, không chỉ phá sâu kỷ lục trước đó tới 65 triệu năm, mà còn cho thấy mẫu hổ phách này đã xuất hiện từ kỷ Devon giữa, trước cả thời kỳ khủng long cùng với sự ra đời của các loài thực vật hạt.
Thành tựu đột phá trên bắt đầu từ cuộc khai quật kỳ công tại hệ tầng Hujiersite thuộc khu vực tây bắc Trung Quốc, nơi nhóm nghiên cứu thu hoạch và phân tích tỉ mỉ hàng trăm mảnh hổ phách siêu nhỏ ẩn mình trong các lớp than đá trầm tích cổ xưa.
Hàng trăm mảnh hổ phách siêu nhỏ ẩn mình trong các lớp than đá tại hệ tầng Hujiersite ở Trung Quốc. Ảnh: La Hán Hằng và các cộng sự
Với kích thước vô cùng khiêm tốn, chỉ dao động từ 0,1 đến 1,5 mm, những giọt nhựa cây hóa thạch này hoàn toàn vô hình trước mắt thường trên nền đá carbon tối màu. Chỉ khi các nhà khoa học sử dụng công nghệ chiếu ánh sáng tử ngoại, chúng mới phát ra ánh huỳnh quang rực rỡ, hé lộ sự hiện diện của một kho báu cổ sinh học vô giá.
Giải mã "giọt nước mắt" 385 triệu tuổi
Đứng trước một phát hiện có khả năng lật ngược các lý thuyết địa chất hiện hành, nhóm nghiên cứu do nhà cổ sinh vật học La Hán Hằng thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn dắt ban đầu đã tiếp cận với thái độ vô cùng cẩn trọng.
Do niên đại 385 triệu năm là con số quá vượt trội so với mọi hiểu biết lịch sử trước đó, họ chỉ dè dặt nhận định đây là các hợp chất hữu cơ có đặc tính tương tự nhựa cây.
Tuy nhiên, sau khi trải qua chuỗi phân tích nghiêm ngặt bằng phương pháp quang học, quang phổ hồng ngoại và khối phổ, mọi hoài nghi hoàn toàn bị dập tắt khi kết quả hóa nghiệm khẳng định các hạt siêu nhỏ này sở hữu đầy đủ các đặc trưng hóa học của hổ phách tự nhiên, cụ thể là loại nhựa terpenoid đặc trưng của các loài cây thân gỗ.
Bề ngoài những lớp than đá tại đá tại hệ tầng Hunjiersite, nơi các mẫu hổ phách cổ nhất thế giới được tìm thấy. Ảnh: La Hán Hằng và các cộng sự
Ý nghĩa của phát hiện này trở nên đặc biệt quan trọng khi đặt vào bối cảnh thời gian của lịch sử Trái Đất. Trước đó, kỷ lục về mẫu hổ phách cổ nhất thế giới thuộc về một mẫu vật từ kỷ Than Đá muộn, khoảng 320 triệu năm trước, thời điểm thực vật hạt đã phát triển vô cùng phong phú.
Việc tìm thấy hổ phách có niên đại từ kỷ Devon giữa, sớm hơn tới 65 triệu năm, mang đến một bất ngờ lớn bởi lúc này thực vật hạt vẫn chưa xuất hiện, côn trùng chưa tiến hóa thành loài ăn thực vật chủ đạo và những loài khủng long đầu tiên xuất hiện còn cách xa hàng trăm triệu năm.
Thế giới thực vật bấy giờ hoàn toàn bị thống trị bởi các loài thực vật mạch không hạt như tùng bách cổ hay tiền thực vật hạt - những loài đã phát triển thân gỗ vững chãi nhưng phương thức sinh sản vẫn phụ thuộc hoàn toàn vào bào tử thay vì hạt giống.
Cú hích tiến hóa phủ xanh lục địa hoang sơ
Theo lý giải của nhà nghiên cứu La Hán Hằng, giá trị của phát hiện này vượt xa việc thiết lập một kỷ lục mới về mặt thời gian. Nó là minh chứng thép cho thấy ngay từ thuở bình minh của lịch sử, các loài thực vật mạch không hạt đã sở hữu khả năng sinh tổng hợp các hợp chất nhựa terpenoid vô cùng phức tạp.
Đáng chú ý, cơ chế tiết nhựa này ban đầu có thể không phải để đối phó với sự tấn công của côn trùng như các giai đoạn tiến hóa sau này, mà chủ yếu đóng vai trò như một tấm lá chắn tự nhiên giúp cây tự chữa lành vết thương, chống chịu các trận cháy rừng dữ dội và ngăn chặn sự xâm nhập của nấm ký sinh.
Một số hóa thạch thực vật được tìm thấy tại hệ tầng Hujiersite. Ảnh: Ảnh: La Hán Hằng và các cộng sự
Đây là một trong những bước tiến hóa mang tính cách mạng, song song với việc phát triển chiều cao, hình thành các thớ gỗ vững chắc và hệ rễ cắm sâu vào lòng đất, giúp thực vật nhanh chóng bành trướng, phủ xanh và thay đổi hoàn toàn diện mạo các lục địa hoang sơ.
Bức tranh môi trường vào kỷ Devon giữa hiện lên là những vùng đất ngập nước ẩm ướt, trù phú chất hữu cơ, nơi các quần xã thực vật mạch sơ khai mọc rải rác.
Dù chuỗi thức ăn trên cạn lúc bấy giờ còn khá đơn giản so với những cánh rừng rậm rạp của các kỷ địa chất sau này, sự hiện diện của nấm và các loài động vật chân khớp cổ đại đã đủ để tạo ra áp lực sinh tồn, thúc đẩy thực vật kích hoạt và hoàn thiện cơ chế tự vệ hóa học này.
Thậm chí, các nghiên cứu di truyền phân tử trước đây cũng từng dự đoán rằng thực vật đã sở hữu các gen chịu trách nhiệm tổng hợp nhựa từ trước kỷ Devon giữa, biến phát hiện thực tế này thành mảnh ghép hoàn hảo xác thực cho những giả thuyết trước đó.
Một số mảnh hổ phách được tìm thấy tại hệ tầng Hujiersite, trong đó mảnh ảnh lớn nhất chỉ rộng 1,5 milimét. Ảnh: La Hán Hằng và các cộng sự
Hướng về tương lai, các nhà nghiên cứu tin rằng lịch sử tiến hóa của nhựa cây có thể còn được đẩy lùi xa hơn nữa. Những mảnh hổ phách cổ xưa hơn hoàn toàn có thể đang ngủ yên trong các vỉa than đá, đá phiến than hay các lớp trầm tích mịn từ kỷ Devon sớm. Vì chúng có kích thước siêu nhỏ và rất dễ bị nhầm lẫn với các mảnh vụn hữu cơ thông thường, các nhà khoa học trước đây thường dễ bỏ qua.
Giờ đây, phương pháp kết hợp giữa sàng lọc huỳnh quang tử ngoại, quan sát dưới kính hiện vi độ phân giải cao cùng các phân tích địa hóa hữu cơ tiên tiến hứa hẹn sẽ mở ra một cuộc "săn tìm" quy mô lớn, tiếp tục vén bức màn bí ẩn về quá trình chinh phục đất liền của thực vật.