Nếu chúng ta muốn khám phá nhiều điều bí ẩn còn sót lại của cuộc sống cổ đại, chúng ta không thể bỏ qua bất kỳ manh mối nào, ngay cả phân của chúng. Bạn có thể thấy khó tin, nhưng thực ra có một thuật ngữ đặc biệt để mô tả di tích sinh học thời tiền sử bất thường này, đó là - phân hóa thạch .
Phân động vật khác nhau | Adrian P. Hunt / Phân hóa thạch động vật có xương sống. Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên & Khoa học New Mexico, Bản tin (2012)
"Phân" từ thời xa xưa
Đúng như tên gọi, coprolite dùng để chỉ "phân của động vật thời tiền sử ở trạng thái hóa thạch". Trong ngữ cảnh phổ biến hơn, nó còn được gọi là sỏi phân hoặc cục phân. Khái niệm này lần đầu tiên được đề xuất và mô tả chính thức bởi nhà cổ sinh vật học người Anh William Buckland vào năm 1892. Về mặt phân loại, nó thuộc loại hóa thạch di tích sinh học , giống như hóa thạch dấu chân (thường thì "động vật" ở đây ám chỉ động vật có xương sống).
Trong hầu hết các trường hợp, màu sắc của phân hóa thạch dao động từ vàng nhạt đến nâu sẫm, và chúng trông giống như điếu xì gà hoặc hình que dài, nhưng cũng có những trường hợp ngoại lệ như phân hóa thạch xoắn ốc . Vì chứa một lượng lớn canxi photphat nên phân hóa thạch có kết cấu đặc và đặc hơn các loại hóa thạch thông thường khác.
Phân cá xoắn ốc | Paul Rummy và cộng sự / Báo cáo khoa học (2021)
Vậy, làm thế nào mà những "phân" tầm thường từ thời cổ đại này lại xuất hiện trước công chúng?
Trở lại năm 1824, nhà săn hóa thạch và cổ sinh vật học nổi tiếng Mary Anning đã phát hiện ra hóa thạch của loài bò sát biển ichthyosaur thuộc kỷ Mesozoi lần đầu tiên ở Lyme Regis, miền nam nước Anh. Trong quá trình làm sạch các mảnh hóa thạch, bà ngạc nhiên khi phát hiện ở vùng bụng của bộ xương thằn lằn cá luôn xuất hiện một số viên đá nhỏ giống với đá bezoar. Có thể nhìn thấy vảy cá và mảnh xương cá trong một số viên đá vỡ, và có dấu hiệu xói mòn rõ ràng trên bề mặt của những chiếc xương này.
Sau đó, bà đã ghi lại chi tiết khám phá của mình, và điều này đã thu hút sự chú ý của William Buckland, một nhà địa chất có uy tín vào thời điểm đó, vào năm năm sau đó. Sau một loạt các nghiên cứu và so sánh, cuối cùng ông đã chính thức đặt tên cho loại đá nhỏ kỳ lạ này là "coprolite" .
Phân loại phân hóa thạch theo hình dạng | Adrian P. Hunt & Spencer G. Lucas / Phân hóa thạch động vật có xương sống. Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên & Khoa học New Mexico, Bản tin (2012)
Sự "tiện lợi" của "chúa tể thời tiền sử"
Có thể không có loài sinh vật vĩnh cửu nào trong dòng chảy tiến hóa của sự sống, nhưng ngay cả khi cơ thể vật chất của chúng đã biến mất từ lâu, chúng chắc chắn sẽ để lại dấu vết tồn tại, và phân hóa thạch là một đại diện thay thế như vậy.
Với sự trợ giúp của các hóa thạch phân không dễ thấy, các nhà khoa học có thể khôi phục lại nhiều chi tiết về những sinh vật cổ đại này, chẳng hạn như: Loài vật này là động vật ăn cỏ hay ăn thịt ? Chúng có thể phát triển lớn tới mức nào? Tốc độ tăng trưởng và thậm chí cả môi trường sinh thái địa lý cổ đại vào thời điểm đó... Có thể thấy rằng những "quả cầu phân" tưởng chừng như không đáng chú ý này thực chất lại có giá trị nghiên cứu khoa học quan trọng không ngờ trong việc nghiên cứu quá trình tiến hóa của một loài.
Phân động vật có vết cắn (đây là một câu chuyện về ẩm thực để kể) | Poozeum / Wikimedia Commons
Mẹo của cô gái lịch
Nói chung, chúng ta không có cách nào biết được ai đã cắn phân hóa thạch có dấu răng... vì thủ phạm ngại nói rằng bằng chứng còn hạn chế. Tuy nhiên, thỉnh thoảng cũng có những trường hợp ngoại lệ. Ví dụ, như đã đề cập trong bài viết này, bằng cách so sánh những chiếc răng hóa thạch được khai quật từ cùng thời đại và địa điểm, chúng ta có thể chắc chắn rằng một số dấu răng trên phân là do cá mập cắn, và thậm chí răng cá mập cũng được tìm thấy trong phân hóa thạch, giúp chúng ta "xác định danh tính".
Hãy lấy loài khủng long mà chúng ta quen thuộc nhất làm ví dụ. Bằng cách phân tích các cặn thức ăn còn sót lại trong hàng ngàn đống phân hóa thạch, chúng ta không chỉ biết được những loài vật khổng lồ thời tiền sử này đã ăn gì cho "bữa tối" cuối cùng của chúng, mà còn khôi phục được nguồn thức ăn và thành phần thức ăn hàng ngày của chúng, đồng thời suy ra thêm về sự phân bố các loài và môi trường tự nhiên của khu vực. Và vì một số khoáng chất trong phân hóa thạch có thể được bảo quản ổn định hơn so với hóa thạch xương , nên bằng cách phân tích hàm lượng khoáng chất cụ thể trong chúng, chúng ta có thể hiểu chính xác hơn về tập tính sống của loài.
Ví dụ, trong số các hóa thạch phân khủng long được tìm thấy ở nhiều nơi tại Bắc Mỹ, một số hóa thạch có kích thước và số lượng gấp đôi so với các mẫu vật khác trong khu vực! Tỷ lệ các mảnh xương có trong những phân hóa thạch này lên tới 30~50%. Người ta suy ra rằng chủ nhân của những đống phân này là một loài khủng long chân thú ăn thịt lớn, loài ăn thịt đáng sợ nhất trên cạn vào thời điểm đó - khủng long bạo chúa .
Phân của khủng long bạo chúa chứa các mảnh xương | Karen Chin và cộng sự / Thiên nhiên (1998)
So với động vật ăn tạp và động vật ăn cỏ: Vì động vật ăn thịt cần tiêu hóa nhiều thịt và xương hơn nên chúng cần axit dạ dày mạnh hơn để phân hủy những thức ăn này. Axit dạ dày và các enzym phân giải protein của động vật ăn thịt có kích thước và loại khác nhau có mức độ xói mòn và tiêu hóa xương khác nhau. Bằng cách phân tích sâu hơn thông tin ẩn chứa trong các hóa thạch phân này, chúng ta sẽ có thể biết liệu những con vật này chết vì bệnh đường tiêu hóa hay lý do bệnh lý khác, và thậm chí có thể suy ra quy mô quần thể của loài trong một phạm vi nhất định.
Để tôi đưa cho bạn một ví dụ khác. Silesaurus là loài khủng long sống cách đây 230 triệu năm vào thời kỳ Carnian của kỷ Trias muộn. Hóa thạch của loài này được tìm thấy rộng rãi ở Ba Lan. Là một loài khủng long nguyên thủy, việc nghiên cứu thói quen sống của Silesaurus sẽ giúp giải mã nhiều bí ẩn trong quá trình tiến hóa của khủng long.
Côn trùng còn sót lại trong phân của Siliosaurus | Martin Qvarnström và cộng sự / Sinh học hiện tại: CB (2021)
Trong một nghiên cứu về phân của loài Siliosaurus, các nhà khoa học phát hiện có mật độ rất cao xác bọ cánh cứng trong phân của chúng. Kết hợp với đặc điểm phát triển độc đáo của mõm giống mỏ chim, có đủ bằng chứng để suy ra rằng Siliosaurus là loài động vật ăn côn trùng, chủ yếu ăn côn trùng. Vì chúng có quan hệ họ hàng gần với tổ tiên của khủng long, nên có lý do để tin rằng khủng long nguyên thủy cũng là một nhóm động vật ăn côn trùng nhỏ, chạy bằng hai chân tương tự như Siliosaurus.
Phân thúc đẩy cuộc Cách mạng Công nghiệp
Nhưng một lý do khác khiến phân hóa thạch thu hút sự chú ý trên toàn thế giới chính là giá trị thương mại to lớn mà chúng chứa đựng.
Năm 1842, Felix Kstowe, giáo sư thực vật học tại trường Cao đẳng St John, Đại học Cambridge, Anh, sau khi nghiên cứu thành phần hóa học của phân hóa thạch đã phát hiện ra rằng có thể chiết xuất một lượng lớn phốt phát bằng cách xử lý phân hóa thạch bằng axit sunfuric. Sau đó, ông đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho khám phá này và nhanh chóng đưa nó vào thực tế.
Phân động vật James St. John / Wikimedia Commons
Với sự tăng trưởng kinh tế nhanh chóng sau cuộc Cách mạng Công nghiệp ở Anh, một lượng lớn phân động vật đã được khai thác và sử dụng để tinh chế phốt phát nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất công nghiệp. Việc khai thác phân hóa thạch dần dần hình thành nên một ngành công nghiệp và dẫn đến sự thịnh vượng của thương mại cảng ở miền nam nước Anh, nhưng dần suy giảm cho đến khoảng năm 1880. Những sinh vật từ hàng tỷ năm trước này sẽ không bao giờ tưởng tượng được rằng phân của chúng thực sự sẽ thúc đẩy sự phát triển vượt bậc của nền văn minh nhân loại ở các thế hệ sau. Có lẽ đây là chu kỳ của cuộc sống.
Tại sao chúng ta lại bị hấp dẫn bởi những phân hóa thạch này đến vậy? Có lẽ là vì nó đã tạo ra một mối liên hệ kỳ diệu giữa con người và các loài động vật thời tiền sử, và cảm giác mới lạ này không chỉ vì chúng ta biết những gì có trong thực đơn của khủng long bạo chúa, mà còn vì chúng ta có thể vượt qua rào cản thời gian và cảm nhận nhịp đập của mạch đập của một sinh vật khác.
Bài viết này được trích từ Lịch loài, hoan nghênh chuyển tiếp
