Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người
Theo: Đức Khương Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Tại sao chúng ta lại có những ngón tay, số lượng những ngón tay này có ý nghĩa gì về mặt tiến hóa?
Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 1.

Câu chuyện bắt đầu ở kỷ Devon - khoảng 380 triệu năm trước. Trái Đất trong giai đoạn này được coi là kỷ nguyên của các loài cá, chúng thống trị tất cả các đại dương và các loài cá vây chiếm lĩnh các lưu vực nước ngọt.

Trái Đất vào cuối kỷ Devon, khí hậu trên hành tinh của chúng ta rất ấm áp và khô ráo. Cây dương xỉ và cây hạt trần hình thành những khu rừng rậm rạp ở khắp mọi nơi. Các loài thực vật có hạt bắt đầu xuất hiện, và loài cây thuộc chi Prototaxites nguyên bản cao tới 8,8 mét bao phủ bầu trời.

Những loài côn trùng có mặt trên khắp các đầm lầy và những cành cây và lá bắt đầu rụng nhiều khiến cho hàm lượng oxy trong nước giảm xuống và một số loài cá trong một thời gian ngắn đã bắt đầu di chuyển đến bãi triều gần bờ để sinh sống.

Cũng trong thời kỳ này, một sự kiện quan trọng đã xảy ra trong lịch sử tiến hóa của Trái Đất, các loài động vật dưới nước bắt đầu chuyển đổi môi trường sống của chúng.

Nước và đất liền là hai môi trường sinh thái rất khác nhau, và chúng phải có sự tiến hóa đột biến đáng kể để có thể thích nghi với môi trường sống mới, mặt khác, để có thể sống và di chuyển trên đất liền thì các chi hỗ trợ cơ thể và vẫn động lúc này lại trở thành các cơ quan hết sức quan trọng.

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 2.

Các nghiên cứu về nguồn gốc của các chi phụ thuộc rất nhiều vào một số loài cá có vây thùy thời tiền sử sống trong thời kỳ cuối kỷ Devon, chủ yếu bao gồm các loại như Panderichthys, Tiktaalik và Elpistostegalia.

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 3.

Trong số đó, những đề tài nghiên cứu về cá Tiktaalik tương đối phong phú. Tuy nhiên, những nghiên cứu đó vẫn chưa tiết lộ cấu trúc giải phẫu của bộ xương vây ngực một cách hoàn chỉnh.

Vào cuối năm 2019, PNAS (Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ) đã công bố một nghiên cứu có tên "Fin ray patterns at the fin-to-limb transition" với nội dung khám phá cách thức hoạt động của vây và sự thay đổi khi chúng tiến hóa thành các chi.

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 4.

Vùng Miguasha của Canada.

Elpistostege là loài săn mồi lớn nhất sinh sống ở vùng nước nông đến những vùng cửa sông của Canada trong thời kỳ cuối kỷ Devon. Vào năm 2010, một hóa thạch hoàn chỉnh dài 1,57 mét của loài Elpistostege đã được phát hiện ở vùng Miguasha của Canada. Vào ngày 18/3/2020, Nature đã công bố một bài nghiên cứu liên quan đến hóa thạch này.

Một nhóm các nhà cổ sinh vật học từ Đại học Flinder ở Úc và Đại học Quebec ở Canada đã sử dụng công nghệ quét CT để khôi phục xương vây ngực hoàn chỉnh của hóa thạch nói trên. Kết quả của cuộc khảo sát cho thấy sự hiện diện của humerus (xương cánh tay), radius và ulna (xương cẳng tay), xương cổ tay và những xương ngón tay.

Khám phá này cung cấp những hiểu biết mới về nguồn gốc và sự tiến hóa ngón tay của các loài động vật bốn chân (bao gồm cả con người).

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 5.

Cấu trúc giải phẫu của bộ xương vây ngực (a) và xương cánh tay (b) của cá có vây thùy thời tiền sử (Panderichthys, Tiktaalik và Elpistostegalia) và động vật 4 chân thời sơ khai (Tulerpeton).

So sánh trong hình trên cho thấy trong qua trình tiến hóa từ loài cá sang động vật 4 chân chúng ta có thể thấy rằng từ trái qua phải, số lượng và khoảng cách giữa các xương liên tục tăng để hình thành các ngón. Điển hình là xương vây ngực của Elpistostege đã bắt đầu hình thành các xương ngón chân.

Do đó, một bài nghiên cứu trên tạp chí Nature chỉ ra rằng nguồn gốc các ngón chân (tay) của động vật có xương sống là sự tiến hóa của xương trong vây ngực của động vật thủy sinh.

Khi loài cá bắt đầu rời khỏi môi trường nước và chuyển khu vực sinh sống đến các bãi triều và các hoạt động cũng như các áp lực sinh tồn trên bờ, trên đất liền đã thúc đẩy quá trình chọn lọc để hỗ trợ cơ thể trong môi trường sống mới. Số lượng các xương nhỏ ở vây cũng buộc phải tăng lên và dần tiến hóa để hình thành các xương ngón tay.

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 6.

Đây là lần đầu tiên giới khoa học phát hiện ra sự tiến hóa rõ ràng như vậy thay vì những phỏng đoán như trước kia. Xương ngón tay đã tiến hóa trong vây và những xương ngón tay này rất giống với xương ngón tay của hầu hết các loài động vật trên cạn ngày nay.

Đồng thời, nó cũng cho thấy rằng trước khi các động vật dưới nước chuyển đổi hoàn toàn sang môi trường sống trên cạn, sự tiến hóa của ngón tay đã diễn ra một cách lặng lẽ.

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 7.

Có thể Elpistostege không nhất thiết là tổ tiên loài người của chúng ta, nhưng nó là loài động vật đang ở giai đoạn chuyển tiếp giữa cá và động vật lưỡng cư, và loài này cho chúng ta thấy bằng chứng trực tiếp nhất về quá trình tiến hóa của các ngón tay ở động vật 4 chân trên cạn ngày nay.

Cá cổ đại tiết lộ bí ẩn về nguồn gốc của ngón tay con người - Ảnh 8.

Ngoài ra, còn có loài Acanthostega, đây là một trong những loài động vật có xương sống đầu tiên có tứ chi có thể dễ dàng nhận ra. Loài này xuất hiện vào cuối kỷ Devon. Về mặt giải phẫu có thể thấy chúng lai giữa cá vây thùy và những động vật có đầy đủ tứ chi để di chuyển trên cạn. Loài này chỉ dài khoảng 0.6 m và tới nay vẫn chưa tìm thấy bằng chứng để khẳng định rõ ràng chúng có bao nhiêu ngón chân, nhưng giữa các ngón có màng liên kết, và dường như chưa thích nghi tốt để đi bộ trên đất liền. Chi trước của Acanthostega không thể uốn cong về phía trước ở chỗ khuỷu tay, và do đó không thể chịu được trọng lượng của cơ thể, và có vẻ phù hợp hơn cho việc bơi dạng chèo hoặc để bám vào các cây thủy sinh. Mặc dù Acanthostega có nhiều đặc điểm giống cá nhưng chúng có chân và bàn chân phát triển rõ ràng thay vì là vây. Chúng cũng có mang bên trong giống như cá và cũng đã phát triển phổi, nhưng xương sườn thì quá ngắn để hỗ trợ đưa khoang ngực ra khỏi mặt nước. Người ta đã suy luận rằng Acanthostega có thể sống ở những đầm lầy nông có nhiều cây thủy sinh. Nghiên cứu dựa trên phân tích hình thái hộp sọ của Acanthostega chỉ ra rằng loài này có thể đã săn mồi ở mép nước hoặc gần mép nước.

Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?
NASA đang trở nên khá giỏi trong việc làm nổ tung hệ thống tên lửa thế hệ tiếp theo của mình.

Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là 'chủ nhân thực sự' của nó

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là chủ nhân thực sự của nó
Hóa ra thiết bị điện tử gia dụng này có nguồn gốc từ năm 1902.

Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới
Với quy trình nghiên cứu thần tốc và nguồn tài trợ lớn từ VinIF thuộc tập đoàn Vingroup, dự án vắc-xin “made in Vietnam” phòng virus SARS-CoV-2 được các nhà khoa học của Công ty Vabiotech triển khai đang có triển vọng “về đích” sớm. Dự án càng có ý nghĩa khi thế giới đang đối mặt với nguy cơ của làn sóng Covid-19 thứ 2.

Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới
Nằm ngay bên dưới khu phố Hideaway Hills thị trấn Blackhawk là cả một hệ thống hầm mỏ chằng chịt mà cư dân thị trấn này không hề hay biết!

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại

tinybook tinybook 2 tuần 3 giờ
Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại
Thằn lằn cổ rắn là một chi bò sát biển lớn đã tuyệt chủng thuộc bộ Plesiosauria. Mẫu vật đầu tiên được phát hiện bởi Mary Anning trong khoảng hai năm 1820-1821 nhưng bị thiếu mất hộp sọ.

[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?

tinybook tinybook 2 tuần 6 giờ
[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?
Điều gì sẽ xảy ra nếu sao chổi Halley lao thẳng vào Mặt Trăng trong lần 'ghé thăm' vào năm 2061? Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube về khoa học nổi tiếng What If đã thực hiện một video giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi sao chổi Halley va chạm trực tiếp với Mặt Trăng

10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích

tinybook tinybook 2 tuần 7 giờ
10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích
Lịch sử thế giới đầy những bí ẩn đáng ngạc nhiên và có thể không ai trong chúng ta sẽ sống đủ lâu để thấy tất cả chúng được giải quyết.

Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?

tinybook tinybook 2 tuần 14 giờ
Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?
Xu hướng ăn uống lành mạnh, tăng cường thực phẩm giàu vitamin và khoáng chất như rau xanh, trái cây… ngày càng trở nên phổ biến. Vì thế, một chiếc tủ lạnh tốt để lưu giữ rau củ tươi ngon là ưu tiên của nhiều gia đình Việt hiện nay.

Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn
Các nhà khảo cổ phát hiện ra cấu trúc lớn nhất nước Anh này mà không cần tới cuốc xẻng hay máy xúc.

Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin
Sau khoảng thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học tạo ra một bảng chữ số riêng cho phép người bệnh làm việc bình thường.

Công nghệ AI của Trung Quốc 'hô biến' tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Công nghệ AI của Trung Quốc hô biến tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ
DeepFaceDrawing có thể biến các bản vẽ phác họa đơn giản thành gương mặt người có độ chân thực và sống động cực cao.

Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại
Chưa rõ đây đã là đỉnh điểm đợt nóng chưa.

Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ
Da thịt con người sẽ nổ tung hay máu sẽ ngay lập tức bốc hơi giống như cảnh miêu tả trong các bộ phim khoa học viễn tưởng?

Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa
Qủa thật có nhiều điều mà chúng ta vẫn chưa khám phá hết khi nói đến ngành hàng không.

Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau
Đủ tốt rồi thì sao cần phải thay đổi nữa?

[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?
Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube nổi tiếng What If mới đây đã đăng tải một video mới, giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi hiện tượng nhật thực toàn phần xảy ra hàng ngày.

Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?
Sản phẩm có thiết kế tối giản và vận hành bằng năng lượng mặt trời, vừa có thể là văn phòng, phòng khách hoặc không gian mở rộng cho ngôi nhà của bạn.

Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được
Trong hành trình chứng minh ta không cô đơn trong Vũ trụ, phương trình toán học mới ước tính nhân loại có 36 vị hàng xóm chưa nối liên lạc được.

Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào
Pablo Picasso (1881-1973) là họa sĩ kiêm nhà điêu khắc người Tây Ban Nha. Ông nổi tiểng bậc thầy trường phái lập thể, tác giả của nhiều bức họa đáng giá chục triệu dollar.

Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại
Số phận của đàn chuột trên có thể đại diện cho nhân loại không?

Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây
Những người đam mê thiên văn học ở các tỉnh thành phía Bắc sẽ được quan sát được nhật thực một phần với tỉ lệ che phủ cực đại lớn hơn các tỉnh thành phía Nam.

Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex
Mới đây các nhà cổ sinh vật học đã vô tình phát hiện ra một loài cá mập hoàn toàn mới trong quá trình phân loại hóa thạch của khủng long bạo chúa.

100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô
Ngày nay, kỳ giông khổng lồ Trung Quốc được coi là loài kỳ giông lớn nhất thế giới cũng như loài lưỡng cư lớn nhất, dài đến 180 cm, nhưng trong quá khứ, tại Nam Cực còn tồn tại một loài kỳ nhông còn to lớn hơn chúng rất nhiều.

Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của 'quái vật biển' khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của quái vật biển khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm
Các nhà khảo cổ học ở Đại học Texas phát hiện quả trứng đường kính 30 cm thuộc về một quái vật biển dài 6 m sống cách đây 66 triệu năm ở Nam Cực.

Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa
Thêm thông tin về hệ thống tàu cực thanh Starship thay thế máy bay dân dụng.

Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực
Ngày nay linh cẩu được xem là loài động vật đặc hữu của Châu Phi, nhưng trong quá khứ chúng đã từng phân bố rộng khắp và thậm chí chúng còn sinh sống ở cả Bắc Cực.

Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi
Những thế giới đầy bụi như hành tinh sa mạc Arrakis trong tiểu thuyết Dune có lẽ khá phổ biến trong vũ trụ. Một vài trong số đó, vốn có một lượng lớn bụi trong khí quyển, nhiều khả năng là những nơi có thể tìm thấy sự sống.

Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà
Ngoài kia còn những bí ẩn gì mà ta chưa biết nữa?

Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo
Hầu hết những gì mọi người nhìn thấy trong các quảng cáo trên TV chỉ là sự dối trá.

Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai
Theo các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Tel Aviv, nguồn điện tạo ra từ sự tương tác giữa các phân tử nước và kim loại có thể sử dụng như một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và luôn sẵn có.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat