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.

Musk lo ngại dự án DeepMind và "sự ngạo mạn" của những người thông minh sẽ cho phép AI thống trị loài người

tinybook tinybook 2 tháng 4 ngày
Musk lo ngại dự án DeepMind và "sự ngạo mạn" của những người thông minh sẽ cho phép AI thống trị loài người
Một lần nữa Elon Musk nêu lên lo lắng của mình về các hệ thống trí tuệ nhân tạo, vốn được cho là sẽ thay đổi cuộc sống con người theo chiều hướng tốt.

Tin vui: Huấn luyện thành công chó đánh hơi được người nhiễm COVID-19, tỷ lệ chính xác cực cao

tinybook tinybook 2 tháng 4 ngày
Tin vui: Huấn luyện thành công chó đánh hơi được người nhiễm COVID-19, tỷ lệ chính xác cực cao
Nếu được huấn luyện đúng cách, chó có thể phân biệt được mẫu nước bọt của người bị nhiễm SARS-CoV-2 và người không bị nhiễm, với tỷ lệ chính xác lên tới 94%.

Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra điều gì làm cho coronavirus trở nên nguy hiểm

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra điều gì làm cho coronavirus trở nên nguy hiểm
Hóa ra tác nhân gây bệnh đã ngụy trang sau khi lây nhiễm tế bào để ngăn chặn phản ứng nhanh chóng từ hệ thống miễn dịch của cơ thể.

The New York Times tiếp tục đăng tải một bài báo nữa cho thấy thêm bằng chứng về việc người ngoài hành tinh tồn tại

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
The New York Times tiếp tục đăng tải một bài báo nữa cho thấy thêm bằng chứng về việc người ngoài hành tinh tồn tại
Nếu đúng là họ tới thăm ta thật, thì có lẽ nên tránh thời điểm 2020 này ra. Người Trái Đất đang có nhiều chuyện phải lo lắm rồi, không đủ thời giờ đón tiếp khách tới từ phương xa đâu.

Điều gì sẽ xảy ra nếu Oxy trên Trái Đất đột nhiên biến mất trong vòng 5 giây?

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Điều gì sẽ xảy ra nếu Oxy trên Trái Đất đột nhiên biến mất trong vòng 5 giây?
Việc Oxy biến mất trong vòng 5 giây cũng đủ khiến cho nhiều thứ trở nên bất thường, thậm chí khiến loài người cũng như toàn bộ các sinh vật khác đi đến kết cục diệt vong

Một quả bom hạt nhân đã được dùng để xử lý đám cháy 'không thể dập tắt' như thế nào?

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Một quả bom hạt nhân đã được dùng để xử lý đám cháy không thể dập tắt như thế nào?
Một vụ cháy lớn đã xảy ra bên trong một mỏ khí đốt ở Liên Xô và kéo dài tới 3 năm, mọi nỗ lực dập lửa thông thường đều thất bại cho tới khi quả bom hạt nhân được đưa tới.

Ở Nam Cực, có loài chim cánh cụt "đại tiện" ra đường phân dài tới 1,34 mét

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
Ở Nam Cực, có loài chim cánh cụt "đại tiện" ra đường phân dài tới 1,34 mét
Nếu có dịp tới chơi Nam Cực mùa chim cánh cụt ấp trứng, bạn hãy dè chừng những đường dung dịch trắng nhờ bắn ra từ tổ chim nhé.

"Động vật có vú nào cũng mất khoảng 12 giây để đi vệ sinh" - nghiên cứu khoa học chứng minh điều thô nhưng thật

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
"Động vật có vú nào cũng mất khoảng 12 giây để đi vệ sinh" - nghiên cứu khoa học chứng minh điều thô nhưng thật
Ăn vào thì phải thải ra thôi mà!

Dòng chảy bùn đen bạn đang nhìn thấy là thật 100% dù nhìn như quái vật từ phim kinh dị

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Dòng chảy bùn đen bạn đang nhìn thấy là thật 100% dù nhìn như quái vật từ phim kinh dị
Và chúng cũng nguy hiểm không kém gì những con quái vật trong phim ảnh.

Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu những "hố xanh" nằm dưới đáy đại dương, phát hiện ra được nhiều điều thú vị

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu những "hố xanh" nằm dưới đáy đại dương, phát hiện ra được nhiều điều thú vị
Tháng tới và tháng Năm/2021, các nhà khoa học sẽ tiến hành thám hiểm một hố xanh nữa ngoài khơi Florida.

Một chú vẹt đả bại 21 sinh viên Harvard trong một trò chơi về trí nhớ

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Một chú vẹt đả bại 21 sinh viên Harvard trong một trò chơi về trí nhớ
Loài vẹt xám châu Phi (Psittacus erithacus) có nhiều khả năng như sống hơn 50 năm, ghi nhớ nhiều từ tiếng Anh, và nếu có cơ hội, có thể chiến thắng cả một nhóm sinh viên Harvard trong trò chơi về trí nhớ.

Câu chuyện đau lòng về Genie, đứa trẻ biến thành "người rừng" không bao giờ học được cách giao tiếp

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Câu chuyện đau lòng về Genie, đứa trẻ biến thành "người rừng" không bao giờ học được cách giao tiếp
Genie là một trong những đứa trẻ bất hạnh nhất trong lịch sử của Hoa Kỳ, cô bé bị lạm dụng nghiêm trọng tới mức giống với "người rừng" hơn là một đứa trẻ bình thường.

Những lầm tưởng về thực phẩm và nấu ăn mà ai cũng mắc không ít thì nhiều

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Những lầm tưởng về thực phẩm và nấu ăn mà ai cũng mắc không ít thì nhiều
Mặc dù nấu ăn là một trong những kỹ năng cơ bản cũng như cổ xưa nhất của con người, nhưng nó vẫn chứa đầy hàng tá huyền thoại và các quan niệm sai lầm.

Du thuyền siêu sang làm bằng carbon tổng hợp và kính chống đạn

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Du thuyền siêu sang làm bằng carbon tổng hợp và kính chống đạn
Siêu nhẹ, siêu bền và cực kỳ mạnh mẽ là những từ có thể dùng để miêu tả chiếc du thuyền sang trọng này.

Bill Gates không hiểu thuyết âm mưu "cài vi chip vào người thông qua vắc-xin Covid-19" từ đâu ra, tiếp tục bác bỏ cáo buộc vô lý trên truyền hình

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Bill Gates không hiểu thuyết âm mưu "cài vi chip vào người thông qua vắc-xin Covid-19" từ đâu ra, tiếp tục bác bỏ cáo buộc vô lý trên truyền hình
Tin đồn không căn cứ nhưng vẫn khiến nhiều lần Bill Gates và nhiều bên khác lên tiếng đính chính.

Đợt sóng nhiệt lớn tại Siberia khiến biển biển băng Bắc Cực tan với tốc độ đáng lo ngại

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Đợt sóng nhiệt lớn tại Siberia khiến biển biển băng Bắc Cực tan với tốc độ đáng lo ngại
Thời tiết Siberia lúc này chẳng khác gì khu vực cận xích đạo trong một ngày hè oi ả.

Canada phát hiện ra loài khủng long bay mới, có kích thước tương đương một chiếc máy bay nhỏ

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Canada phát hiện ra loài khủng long bay mới, có kích thước tương đương một chiếc máy bay nhỏ
Các nhà cổ sinh vật học Canada gần đây đã phát hiện và đã đặt tên cho một loài Pterizard mới với sải cánh dài tới 10 mét.

Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện
Machimosaurus là một chi thuộc họ Teleosauridae sống vào thời kỳ Jura muộn. Hóa thạch của chúng được tìm thấy ở Morocco, Thụy Sĩ. Các hóa thạch khác được tìm thấy ở Anh, Pháp, Đức, và Bồ Đào Nha.

Nhóm bạn dùng trực thăng để tái hiện lại hình nền ấn tượng của macOS Big Sur

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Nhóm bạn dùng trực thăng để tái hiện lại hình nền ấn tượng của macOS Big Sur
Nếu không có chú thích đầy đủ, có lẽ bạn sẽ không thể biết được ảnh nào của Apple, ảnh nào được nhóm “nhại” lại.

Đón đầu xu hướng "công nghệ không dây" mới nhất

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Đón đầu xu hướng "công nghệ không dây" mới nhất
Cuộc sống chúng ta đang trở nên hiện đại hơn nhờ vào những tiến bộ của khoa học công nghệ. Bên cạnh đó, xu thế “không dây hóa” ngày càng phát triển và hoàn thiện giúp cuộc sống dần nên dễ dàng hơn, tiện lợi hơn và đang trở thành một xu thế tất yếu với mọi người.

Vô tình đào được cục đá kỳ lạ ngay sau vườn nhà, 31 năm sau mới biết đây là "báu vật" ngoài Trái Đất

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Vô tình đào được cục đá kỳ lạ ngay sau vườn nhà, 31 năm sau mới biết đây là "báu vật" ngoài Trái Đất
Sau khi thử bằng nam châm và phát hiện cục đá có chứa sắt, một người đàn ông đã bỏ xó nó trong vườn mà không biết rằng mình vừa đào được mảnh thiên thạch có kích thước lớn nhất nhất nước Đức.

NASA: tiểu hành tinh đường kính 200m và 4 thiên thể khác sẽ lần lượt ngang Trái Đất trong ngày những ngày cuối tháng Bảy này

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
NASA: tiểu hành tinh đường kính 200m và 4 thiên thể khác sẽ lần lượt ngang Trái Đất trong ngày những ngày cuối tháng Bảy này
Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA đã đưa ra cảnh báo về tiểu hành tinh 2020 ND sẽ tiến gần vào Trái Đất ngày 24/7.

Thợ sửa máy photocopy tiết lộ chiêu gián điệp 'độc nhất vô nhị' của CIA thời Chiến tranh Lạnh

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Thợ sửa máy photocopy tiết lộ chiêu gián điệp độc nhất vô nhị của CIA thời Chiến tranh Lạnh
Một chiếc máy photocopy vô cùng đơn giản của hãng Xerox nằm bên trong Đại sứ quán Liên Xô ở Washington DC đã trở thành lỗ hổng bảo mật và được Cơ quan Tình báo Trung Ương Mỹ phát hiện và khai thác.

Gấu trắng Bắc Cực sắp biến mất vĩnh viễn khỏi Trái Đất

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Gấu trắng Bắc Cực sắp biến mất vĩnh viễn khỏi Trái Đất
Gấu trắng Bắc Cực có thể đối diện với nguy cơ bị tuyệt chủng vào cuối thể kỷ 21, theo một nghiên cứu vừa đăng tải trên tạp chí uy tín Nature Climate Change.

Cùng lúc xuất hiện hai đột phá trong ngành pin Mặt Trời: vừa có vật liệu mới, vừa tạo ra điện năng từ "ánh sáng vô hình"

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Cùng lúc xuất hiện hai đột phá trong ngành pin Mặt Trời: vừa có vật liệu mới, vừa tạo ra điện năng từ "ánh sáng vô hình"
Chúng ta vẫn chưa tối ưu hóa được công nghệ năng lượng Mặt Trời đâu, vẫn còn những khoảng trống lớn để khám phá!

Bí mật được hé lộ từ... cục phân 14.000 năm tuổi: Cuối cùng một trong những bí ẩn lớn nhất của loài người đã được giải đáp

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Bí mật được hé lộ từ... cục phân 14.000 năm tuổi: Cuối cùng một trong những bí ẩn lớn nhất của loài người đã được giải đáp
Một câu hỏi gây tranh cãi lớn cho giới khoa học suốt nhiều thập kỷ qua đã được giải đáp, tất cả là nhờ... cục phân này.

Các nhà khoa học phát hiện Châu Phi đang tách ra làm đôi, sắp sửa hình thành một đại dương mới?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Các nhà khoa học phát hiện Châu Phi đang tách ra làm đôi, sắp sửa hình thành một đại dương mới?
Nghiên cứu mới nhất từ các nhà khoa học cho thấy, những hoạt động địa chất phức tạp của ba mảng kiến tạo xung quanh châu Phi, vốn đang di chuyển dần xa nhau ra, sẽ phân tách châu lục này thành hai phần và tạo ra một đại dương mới trong hàng triệu năm nữa.

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"
Quầng hào quang của hố đen này đã lịm tắt trước khi bừng sáng rực rỡ trở lại chỉ trong vỏn vẹn 40 ngày, 1 điều mà giới khoa học chưa từng quan sát được trước đây.

Phát hiện ra xác ướp khủng long có dấu chân hình móng ngựa tại Hoa Kỳ

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Phát hiện ra xác ướp khủng long có dấu chân hình móng ngựa tại Hoa Kỳ
Edmontosaurus là một loài khủng long ăn có khá quen thuộc, nhưng với việc phát hiện ra xác ướp của loài này, giới cổ sinh vật học đã biết thêm được thông tin chúng có chân giống với hình móng ngựa.

Vách đá kỳ quái cứ 30 năm lại "đẻ trứng" một lần, các nhà khoa học đau đầu đi tìm lời giải đáp

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Vách đá kỳ quái cứ 30 năm lại "đẻ trứng" một lần, các nhà khoa học đau đầu đi tìm lời giải đáp
Nếu bạn chưa bao giờ nghe nói về một vách đá đẻ trứng thì có lẽ bạn không biết về Chan Da Ya, một vách đá bí ẩn ở Trung Quốc cứ 30 năm lại cho ra đời những "quả trứng đá" tròn xoe vô cùng kỳ lạ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat