Hố Messel là Di sản Thế giới ở Đức. Nơi đây ban đầu là đáy của một hồ núi lửa nhỏ, nơi bảo tồn các hóa thạch động thực vật cực kỳ phong phú và hoàn chỉnh, bao gồm nhiều loài rùa có tên khoa học là Allaeochelys crassesculpta. Loài rùa này thuộc họ Diplodocus. Điều thú vị là nhiều trong số chúng được tìm thấy theo cặp, chồng lên nhau.
Mẫu hóa thạch A. crassesculpta, SMF ME 2449 | Walter G. Joyce và cộng sự / Thư Sinh học (2012)
Bằng cách tham khảo họ hàng gần còn sống của nó, rùa mũi lợn Carettochelys insculpta, chúng ta có thể xác định được giới tính của cặp rùa này (con đực có đuôi dài, con cái có đuôi ngắn). Hóa ra chúng đã làm chính xác những gì bạn mong đợi, và đây là ví dụ hóa thạch duy nhất được biết đến về một loài động vật có xương sống vẫn duy trì tư thế giao phối. A. crassesculpta đã tuyệt chủng về mặt sinh học cách đây khoảng 47 triệu năm và hiện đang tuyệt chủng trước mặt con người.
Tình yêu vĩnh cửu
Từ các hóa thạch, chúng ta có thể quan sát mọi chi tiết của cuộc sống được lưu giữ trong khoảnh khắc, thậm chí bao gồm cả "chuyện riêng tư". Một bài báo đăng trên tạp chí PLoS ONE năm 2013 đã giới thiệu về một hóa thạch côn trùng được các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ở Nội Mông: đó là một cặp ve sầu , với mặt bụng hướng vào nhau và dương vật của con đực (aedeagus) vẫn nằm trong giao hợp của con cái (bursa copulatrix). Các nhà nghiên cứu đặt tên cho loài hoa này là Anthoscytina perpetua, perpetua trong tiếng Latin có nghĩa là "tình yêu vĩnh cửu".
Mãi mãi đóng băng trong thời gian | Shu Li và cộng sự / PLoS ONE (2013)
Giới tính ở "cấp độ vi mô" cũng có thể được bảo quản trong hóa thạch. Hóa thạch tinh trùng lâu đời nhất từng được tìm thấy đã được phát hiện trong một hang động ở Úc. Tinh trùng này có nguồn gốc từ loài giáp xác có niên đại từ 23 đến 16 triệu năm trước. Ostracoda là loài động vật nhỏ thuộc phân ngành Giáp xác, thường được gọi là ostracod, và có tinh trùng lớn nhất trong vương quốc động vật. Một số tinh trùng của loài ostracod có thể dài tới 1 cm, gấp bốn lần chiều dài của chúng. Tuy nhiên, tinh trùng của ruồi giấm Drosophila bifurca dài hơn tinh trùng của loài giáp xác, có thể đạt tới 5,8 cm, vì nó có đuôi rất dài và mỏng.
Trong cùng hang động, các nhà cổ sinh vật học cũng phát hiện ra hóa thạch của loài giáp xác cái, có các ống dẫn trong cơ thể để chứa tinh trùng . Những đường dẫn này quanh co và dài hơn cả tinh trùng, và thực sự "không thể hiểu nổi".
Hóa thạch của một con ostracod cái, Newnhamia mckenziana, bảo tồn các cơ quan lưu trữ tinh trùng và các đường dẫn quanh co | Renate Matzke-Karasz và cộng sự / Biên bản của Hội Hoàng gia B: Khoa học sinh học (2014)
Cùng nhau đi đến địa ngục
Khoảnh khắc động vật chết được lưu giữ trong hóa thạch không chỉ mang tính đùa giỡn mà còn chứa đựng nhiều thông tin quan trọng về cổ sinh vật học và cổ địa chất học.
Có một bí ẩn về Hố hóa thạch Messer đã được đề cập ở trên: Ai đã giết những con vật ở đây? Có hai lời giải thích đáng tin cậy hơn: một là hoạt động địa chất ở đáy hồ núi lửa đã giải phóng khí độc khiến các loài động vật ngạt thở đến chết. Một trường hợp khác là sự bùng phát của tảo xanh độc hại trong hồ, gây ngộ độc và tử vong cho các loài động vật uống nước.
Những con rùa chết trong thời kỳ giao phối có thể cung cấp cho chúng ta một số manh mối theo phong cách Conan. Khi rùa nước đang tán tỉnh, con đực thường thực hiện một loạt hành động dưới nước để truyền đạt tín hiệu tán tỉnh trước khi bắt đầu cưỡi lên mình. Con đực và con cái sẽ đứng yên ở tư thế cưỡi , và nếu giao phối diễn ra ở vùng nước thoáng, cả hai con rùa sẽ chìm xuống độ sâu đáng kể.
Rùa mũi lợn sống, có làn da mịn giúp chúng hấp thụ oxy | Bjoertvedt / Wikimedia Commons
Tảo xanh cần ánh sáng mặt trời để tồn tại nên chúng phân bố trên bề mặt hồ. Nếu có độc tố của vi khuẩn lam, chúng cũng phải có trên bề mặt. Rùa không thể hoàn thành nghi lễ tán tỉnh của mình trong vùng nước mặt độc hại. A.crassesculpta thuộc họ Trionychia. Da của loài rùa này không có vảy và có nhiều mạch máu ở lớp biểu bì, có thể hỗ trợ hô hấp nhưng cũng làm tăng khả năng hấp thụ độc tố qua da.
Một phỏng đoán hợp lý hơn là khí độc núi lửa ở đáy hồ đã bốc lên nhưng vẫn chưa chạm đến mặt nước, và nước hồ có hình dạng giống như một hỗn hợp hai lớp: độc ở đáy và không độc ở trên. Loài A. crassesculpta nồng nhiệt đã hoàn thành nghi thức tán tỉnh, nhưng khi bắt đầu giao phối, chúng giữ chặt nhau và chìm xuống vùng nước sâu hơn , nơi chúng tiếp xúc với các chất độc và chết cùng nhau.
Người yêu là ai?
"Hóa thạch hữu tính" lâu đời nhất được tìm thấy ở Nunavut, Canada là hóa thạch của tảo đỏ có niên đại khoảng 1 tỷ năm với bào tử của cả hai giới, cho thấy loài này sinh sản hữu tính. Tên khoa học của nó là Bangiomorpha pubescens, và pubescnes có nghĩa là "tuổi vị thành niên", chỉ ra rằng từ đó trở đi, các sinh vật trên trái đất bước vào thời kỳ cấm đoán tình dục dưới 18 tuổi.
Trong quá trình sáng tạo vũ trụ, ai là người lãng mạn? Cộng đồng sinh học tin rằng sự ra đời của tình dục không chỉ mang lại niềm vui cho cuộc sống mà còn có ý nghĩa sâu rộng đối với quá trình tiến hóa của sự sống .
Hóa thạch của tảo đỏ B. pubescens | Nicholas Butterfield / Cổ sinh học (2000)
Một quan điểm cho rằng tình dục bảo tồn "quyển sách thiết kế" của sự sống - gen . Các sinh vật sinh sản vô tính như vi khuẩn có thể tạo ra thế hệ tiếp theo bất cứ lúc nào, nhưng các sinh vật đa bào sinh sản hữu tính sẽ chọn một phần tế bào trong giai đoạn đầu phát triển của chúng để sinh sản hữu tính trong tương lai (ví dụ, "trứng nguyên phát", tiền thân của tế bào trứng ở người, được hình thành khi phôi được ba tháng tuổi). Phần tế bào này được bảo vệ để giảm thiểu sự phân chia và can thiệp từ bên ngoài, do đó giữ nguyên vẹn các gen và tránh các đột biến có hại, giống như một cuốn sách cổ quý hiếm được lưu giữ trong thư viện.
Một quan điểm thú vị khác là vai trò của tình dục là giúp các tế bào thực hiện tốt chức năng "xây dựng nhóm" . Sự sống còn của các sinh vật đa bào đòi hỏi sự hợp tác của nhiều tế bào: ví dụ, khi có chất dinh dưỡng, mọi tế bào đều chia sẻ; khi gặp ký sinh trùng, các tế bào miễn dịch phải được triển khai để chống lại kẻ thù. Vấn đề là, nhìn chung, chọn lọc tự nhiên không ủng hộ các tế bào đoàn kết và vô tư . Nếu một số tế bào "ích kỷ" chỉ quan tâm đến việc sinh sản thì lợi ích của nhóm sẽ bị tổn hại, thậm chí toàn bộ nhóm sẽ bị đảo lộn (có một hiện tượng bất lợi do các tế bào "ích kỷ" gây ra mà chúng ta đều biết, đó là ung thư).
Mối quan hệ giữa các tế bào trong sinh vật đa bào rất giống với mối quan hệ giữa các tổ kiến. Kiến thợ hy sinh khả năng sinh sản của mình để tăng số lượng sinh sản của kiến chúa | Ảnh: Pixabay
Vậy, trong hoàn cảnh nào thì chọn lọc tự nhiên sẽ có lợi cho các tế bào vị tha? Nếu tế bào này có thể lựa chọn giúp đỡ họ hàng hoặc bản sao của chính nó, thì ngay cả khi nó hy sinh bản thân, vì họ hàng của nó có cùng "gen đoàn kết", "bản chất" "đoàn kết" vẫn sẽ được bảo tồn và thậm chí còn sinh sôi nhiều hơn.
Các sinh vật đa bào sinh sản hữu tính đều phát triển từ một tế bào duy nhất (trứng đã thụ tinh) , do đó, ngoại trừ một số đột biến, các tế bào trong cơ thể đều có cùng gen. Nói cách khác, đây là môi trường giúp chọn lọc tự nhiên tạo ra "gen đoàn kết" vì chúng ta đều là một gia đình.
B. pubescens là sinh vật đa bào phức tạp sớm nhất được biết đến với bằng chứng rõ ràng, nhưng nó không phải là tổ tiên của chúng ta. Trên các nhánh cổ xưa của cây tiến hóa sinh học, "giới tính" và "đa bào phức tạp" có nguồn gốc nhiều lần trên các nhánh khác nhau. Hơn nữa, hai điểm tài năng này có vẻ rất gần nhau, điều này ngụ ý rằng "tình dục" đóng vai trò quan trọng trong sự xuất hiện của sự sống đa bào. Sau khi quan hệ tình dục thúc đẩy quá trình "xây dựng nhóm" của các tế bào, sự sống có thể phát triển từ những dạng đơn bào nhỏ bé thành những dạng lớn hơn, thông minh, phức tạp và đầy màu sắc, và tiếp tục phát triển mạnh mẽ cho đến ngày nay.
Với tình dục, cuộc sống bước vào một cấp độ hoàn toàn mới | Ảnh: Pixabay
Bài viết này được trích từ Lịch loài, hoan nghênh chuyển tiếp
