Tác giả: Vương Quan Quần, Phan Hạo Thần, Phương Tường (Viện Địa chất và Cổ sinh vật học Nam Kinh, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc)
Bài viết được trích từ tài khoản chính thức của Viện Hàn lâm Khoa học (ID: kexuedayuan)
——
Trong số trước, chúng tôi đã nói về những ngày hoàng kim cuối cùng của các loài amonit kỵ binh bọc thép trong số các loài chân đầu (nhấp vào đây nếu bạn bỏ lỡ!). Trong số này, Lao Wang sẽ nói chuyện với bạn về loài quỷ dữ thực sự trong số các loài chân đầu hiện đang hoành hành ở đại dương - Coleoidea.
Loài có hình dạng bẹ là gì? Ví dụ điển hình là mực! Lão Vương đã tới quầy thịt nướng: "Ông chủ! Thêm một xiên mực nướng nữa! Tôi muốn ăn cay!"
Mực cay (Nguồn ảnh: Peninsula Morning Post)
Một số nguyên mẫu Cthulhu hiện đã loại bỏ hoàn toàn lớp vỏ bên ngoài, trong khi một số vẫn giữ lại lớp vỏ bên trong để hỗ trợ cho cơ thể. Đối với các nhóm động vật giáp xác, hoặc là chúng chỉ có thể để lại ghi chép trong hàng ngàn cuốn sách địa tầng như các loài amonit, hoặc là chúng đã suy giảm như Nautilus, chỉ còn lại hai chi và sáu loài. Giống như bộ áo giáp lộng lẫy bị phá hủy trong viện bảo tàng bằng vũ khí mạnh mẽ, chúng kể về quá khứ huy hoàng của mình trong không gian được dành riêng cuối cùng.
Tuy nhiên, những sinh vật có vỏ bọc thép này không có ý định lui về vùng nông thôn để tận hưởng thời gian nghỉ hưu của mình. Thay vào đó, chúng ngày càng trở nên tinh vi hơn và chống lại các loài động vật có xương sống, kẻ thù truyền kiếp của chúng. Sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Phấn trắng, huyền thoại về bộ giáp vàng của các loài amonit đã kết thúc, cuối cùng thì họ coleid cũng lên ngôi và trở thành niềm tự hào cuối cùng của các loài động vật thân mềm ở đại dương ngày nay.
Một số hình ảnh minh họa về các sinh vật hình vỏ (Nguồn: Artistic Forms of Nature (1904) của Ernst Haeckel)
Khiên của tôi mạnh đến nỗi không gì có thể xuyên thủng được.
Sau quá trình biến đổi lớp vỏ ngoài của tổ tiên chân đầu vào kỷ Cambri, lớp giáp của chân đầu không chỉ có mục đích phòng thủ đơn giản mà còn có hệ thống nổi độc đáo, cho phép chân đầu tạo ra một con đường đẫm máu trong sự hỗn loạn của kỷ Cambri. Sự đổi mới mang tính đột phá trong ngành áo giáp đã tạo nên vinh quang cho áo giáp hạng nặng trong hàng trăm triệu năm tiếp theo. Vào đầu kỷ Paleozoi khi những loài săn mồi lần đầu tiên xuất hiện, lớp giáp có chức năng cao này thực sự hữu ích hơn nhiều so với lớp vỏ của các loài động vật thân mềm khác chỉ có tác dụng tự vệ. Tuy nhiên, theo thời gian, những nhược điểm của loại áo giáp này ngày càng lộ rõ.
Hệ thống áo giáp nổi độc đáo, cấu trúc của Nautilus sống (Nguồn ảnh: Tham khảo [2])
Một mặt, khi động vật chân đầu phát triển, lớp giáp của nó sẽ dần trở nên lớn hơn, phần hình nón khép kín chịu trách nhiệm kiểm soát trọng lượng riêng cũng sẽ ngày càng dài ra, khiến lớp giáp trở nên mỏng manh hơn về sau. Khi những con quái vật kỷ Ordovic, thường dài tới vài mét, bắt đầu hoành hành trên biển, bất lợi phòng thủ này ngày càng trở nên rõ ràng.
Mặt khác, mặc dù các loài chân đầu có lớp giáp chức năng luôn là loài chiến thắng trong cuộc sống ở đỉnh cao của chuỗi thức ăn - lợi thế sức mạnh to lớn mà lớp giáp mang lại cho phép các loài chân đầu thực hiện các cuộc tấn công giảm kích thước vào các loài động vật thân mềm đồng hương khác, giúp chúng gia nhập hàng ngũ động vật ăn thịt. Tuy nhiên, việc bảo trì và hư hỏng của áo giáp năng lượng vẫn là một vấn đề lớn không thể bỏ qua. Đối với các loài động vật thân mềm khác, vỏ bị vỡ có nghĩa là khả năng phòng thủ của chúng bị giảm ở một khía cạnh nào đó, nhưng nó có thể mọc lại sau một thời gian. Một khi lớp vỏ bảo vệ của động vật chân đầu bị hư hỏng, tình trạng rò rỉ và mất cân bằng trọng lực riêng sẽ không dễ để sửa chữa. Theo thời gian, tác động của sự phân mảnh này đến khả năng thể thao có thể gây tử vong. Vỏ thẳng đứng của các loài chân đầu thời kỳ đầu làm tăng khả năng gặp rủi ro và cũng gây trở ngại cho chuyển động phản lực của chúng.
Một endodontite khổng lồ thời Ordovic, cho thấy những rủi ro do lớp vỏ cực dài của nó gây ra (Nguồn ảnh: Tài liệu tham khảo [3])
Sau khi phát hiện ra vấn đề này, các loài amonit và ốc anh vũ đã chọn phương pháp chỉ điều trị triệu chứng chứ không giải quyết được nguyên nhân gốc rễ: xoay vỏ vào trong và bắt đầu vòng đời xoắn ốc. Phương pháp này, tương tự như uốn tóc, giúp cải thiện độ ổn định và tính linh hoạt của cấu trúc vỏ.
Tuy nhiên, sự tồn tại của lớp vỏ vẫn là một vấn đề chưa thể giải quyết triệt để. Là loài săn mồi, động vật chân đầu sớm phát hiện ra rằng lớp khiên chắc chắn mà chúng từng dùng để bảo vệ bản thân lại trở thành gánh nặng, đặc biệt là sau khi kẻ thù tự nhiên của chúng, động vật có xương sống, xuất hiện và phát triển hàm. Lớp vỏ bên ngoài không những không bảo vệ được trong nhiều trường hợp mà còn hạn chế sự phát triển thể chất của chiến binh mặc áo giáp, từ đó ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa của vũ khí săn mồi.
Kết quả là, “lá chắn” không còn là lớp phòng thủ tuyệt đối “không gì có thể xuyên thủng” nữa mà trở thành con dao hai lưỡi, khiến những người lính này phải chịu đau khổ trong những năm tháng về sau. Loài chân đầu mới nổi, Scalyformes, đã chọn một chiến lược hoàn toàn khác – chúng tìm ra cách để nội hóa lớp vỏ và sử dụng cơ thể mềm mại của mình để bảo vệ lớp vỏ vốn được dùng để bảo vệ chúng (cảnh báo về búp bê làm tổ!).
Hình 3. Các loài amonit đầu tiên bắt đầu uốn cong vào kỷ Devon (Nguồn hình ảnh: Tài liệu tham khảo [4])
Một chiếc xúc xích bất ngờ
Tuy nhiên, loài đầu tiên làm điều này không phải là Sphingids, mà là một loài chân đầu kỳ lạ có tên là Sphooceras từ kỷ Silur. Về mặt cấu trúc vỏ, Sphooceras không khác gì những loại đá trực thoi thông thường. Tuy nhiên, cơ thể trưởng thành của nó không có đỉnh hình chùa nhọn mà có đỉnh tròn và tù. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng con non của nó vẫn còn lớp vỏ nguyên sinh (lớp vỏ đầu tiên mà con non phát triển), nhưng không có dấu vết nào của lớp vỏ nguyên sinh này được tìm thấy trên cơ thể trưởng thành của nó. Đồng thời, số lượng khoang khí trong cơ thể trưởng thành của chúng không tăng lên như các loài chân đầu khác mà vẫn duy trì ở một mức độ nhất định. Điều này có nghĩa là khi vỏ phát triển đến một độ dài nhất định, sinh vật sẽ tự động lột bỏ phần trên cùng, do đó đảm bảo rằng vỏ của nó không quá dài và ảnh hưởng đến chuyển động của nó.
Điều kỳ lạ hơn nữa là khi lớn lên, nó sẽ dùng lớp áo để bọc vỏ, khiến vỏ trông giống như một chiếc xúc xích. Vì tôi không tìm thấy tên tiếng Trung của nó nên tôi sẽ gọi nó là "đá góc xúc xích". Là "người tiên phong trong cải tạo vỏ bên trong" trong số các loài ốc anh vũ, những nỗ lực của "đá sừng xúc xích" đã không thành công. Mặc dù giải quyết được một phần hạn chế những khuyết điểm của một phần nhỏ vỏ tàu nhưng đó chỉ là giải pháp tạm thời chứ không phải là giải pháp cơ bản. Sau khi loài cá có thêm hàm xuất hiện, nó thực sự trở thành món xúc xích để cá thưởng thức.
Sơ đồ mô tả hành động cắt cụt anh hùng của Sphooceras (Nguồn ảnh: Vojtěch Turek)
Tái tạo loài xúc xích Silurian Sphooceras (Ảnh: Franz Anthony)
Thời đại khám phá: Con rồng rút kiếm
Phát minh về hàm ở cá thời kỳ Silurian đã giáng một đòn nặng nề vào hầu hết các đối thủ dưới biển của chúng. Sự thịnh vượng sau đó của loài cá kỷ Devon đã thúc đẩy các đối thủ của chúng phải đổi mới - một số loài lên bờ để tránh lưỡi sắc của loài cá này, trong khi những loài khác lại thay đổi cấu trúc của chính mình.
Cúc đá, một nhóm động vật chân đầu, được sinh ra trong thời kỳ này, và sử dụng khả năng tăng trưởng nhanh và sinh sản ồ ạt để biến mình thành "gián của động vật chân đầu" (miễn là tôi sinh ra nhiều hơn số bạn ăn~). Tuy nhiên, động vật có xương sống tuân theo tín điều "không ai có thể bị bỏ lại phía sau" và đã gửi quân đổ bộ vào cuối kỷ Devon. Chúng cũng phát triển trứng ối trong kỷ Than đá (một cấu trúc có thể bảo vệ trứng khỏi bị hư hỏng cơ học, mất nước và xâm nhập của vi khuẩn, đồng thời giúp trứng duy trì trao đổi khí với thế giới bên ngoài), tạo điều kiện cho quá trình sinh sản bình thường trên cạn và hiện thực hóa mong muốn chinh phục đất liền.
Sau đó, đội quân hùng mạnh được tôi luyện trên đất liền này một lần nữa hướng tầm mắt ra đại dương bao la. Sau những nỗ lực ban đầu vào kỷ Permi, chúng đã phải chịu sự tuyệt chủng hàng loạt. Thế giới cũng chào đón một cuộc sống mới khi tiếng gầm rú của núi lửa và những đợt sóng magma vào cuối kỷ Permi dần lắng xuống, báo hiệu sự xuất hiện của Kỷ nguyên Khám phá.
Thời đại khám phá trong bộ truyện tranh nổi tiếng One Piece (Nguồn ảnh: Internet)
Động vật có xương sống trên cạn, đại diện là loài bò sát, bắt đầu xâm chiếm đại dương trên quy mô lớn vào Kỷ Trung sinh. Các loài Ichthyosaur, Plesiosaur và Mosasaur lần lượt xuất hiện, và rùa, rùa cạn, thằn lằn chúa, v.v. cũng bắt đầu di cư ra biển với số lượng lớn. Giống như việc tìm thấy One Piece (kho báu huyền thoại trong truyện tranh "One Piece") có thể biến bạn thành Vua Hải Tặc, chúng tiếp tục đổ xô ra biển, biến đại dương của Kỷ Trung Sinh thành một bể cá quái vật thực sự. Những con quái vật đã trải qua chế độ địa ngục trên cạn giống như một con cá trong nước ở chế độ đơn giản của đại dương - cơ thể chúng phát triển nhanh chóng, và bộ hàm linh hoạt cùng hàm răng chắc khỏe đã tiến hóa trên cạn để thích nghi với chế độ ăn uống phức tạp của chúng khiến mọi loại sinh vật biển cảm thấy tuyệt vọng khi "trứng chiến đấu với đá".
Bộ giáp được thiết kế cẩn thận của động vật chân đầu có thể đủ để chống lại hàm cá, nhưng sẽ không thể sánh được với những con rồng đến từ “thế giới khác” (đất liền). Ngành chân đầu đã tụt hậu một thời đại trong cây công nghệ, giống như Trung Quốc, nơi có đơn vị vũ khí nguyên thủy đầu tiên trên thế giới, Shenjiying, vào thời nhà Minh, nhưng đã bị súng và đại bác nước ngoài tiêu diệt vào cuối thời nhà Thanh. Sau khi học hỏi từ những sai lầm của mình, loài có hình dạng Sheath "sáng suốt" nhận ra rằng đã đến lúc phải cởi bỏ bộ giáp và "học hỏi từ những kẻ man rợ để đánh bại chúng".
Hình 6. Loài Mosasaur đặc biệt trong Jurassic World. Mặc dù kích thước của nó được phóng đại, nhưng nó vẫn không có đối thủ trong đại dương (Nguồn ảnh: Phim "Jurassic World")
Đầu có thể bị chặt và máu có thể đổ, nhưng vị trí trong chuỗi thức ăn thì không thể mất đi! Động vật chân đầu dành toàn bộ cuộc đời để tìm cách đối phó với áp lực săn mồi khổng lồ từ động vật có xương sống. So với "chiến thuật biển cúc" của các loài amonit giành chiến thắng về số lượng, các loài có vỏ bọc điềm tĩnh hơn có ý tưởng chiến lược rõ ràng, đó là nỗ lực cải thiện khả năng tấn công và di chuyển của chúng - vỏ sò và những thứ tương tự hoàn toàn không quan trọng, nếu chúng cản trở chuyển động và tấn công của tôi, tôi sẽ ném chúng đi.
Trên con đường đổi mới các thiết bị dạng vỏ, nhiều mô hình tiên tiến đã xuất hiện. Lớp có vỏ sớm nhất là Belemnoidea, xuất hiện vào kỷ Than đá. Chúng nổi tiếng vì có vỏ kiếm giống như mũi tên (Gladius). Trong số đó, người Hematitida là những người đầu tiên cấy vỏ sò vào cơ thể, đây chắc chắn là một nỗ lực dũng cảm. Tuy nhiên, nếu chỉ có phần vỏ được tiếp nhận, nó sẽ tham gia vào bữa tiệc xa hoa của xúc xích biển, giống như loài chân đầu Sphooceras (mà tác giả gọi là "đá sừng xúc xích").
Nhưng trên thực tế, sau khi thecaeformes nhét vỏ vào cơ thể, kích thước của vỏ đã giảm đi rất nhiều, thậm chí thành phần của vỏ cũng chuyển sang dạng kitin nhẹ hơn, khiến thecaeformes linh hoạt hơn nhiều so với các loài cùng họ. Sau khi từ bỏ lớp vỏ đá vôi không chịu được áp lực nước cực lớn, bộ cánh cứng đã có được khả năng khám phá biển sâu, điều này cũng đặt nền tảng cho họ Octopoda và Decapoda thoát khỏi sự tuyệt chủng của kỷ Phấn trắng.
Hóa thạch sớm nhất được biết đến của chi hình vỏ Gordoniconus beargulchensis là một loài belemnite (Nguồn hình ảnh: Tài liệu tham khảo [7])
La Mã Gladius
Bao của một số loài chân đầu a, Oegopsid (Oegopsidae); b, loliginid (Mực); c, nấm sepiolid (Sepiotrix); d, vampyromorph (Vampyromorph) (Nguồn hình ảnh: Tham khảo [5])
Ngọn giáo của tôi sắc đến mức có thể xuyên thủng mọi thứ.
Sau khi giải quyết được vấn đề về "vỏ", Scalyx bắt đầu tập trung toàn bộ nỗ lực vào vũ khí.
Đầu tiên là sự tiến hóa của cổ tay. So với những xúc tu mỏng manh của Nautilus, những xúc tu hình vỏ bọc mới là cánh tay thực sự của Cthulhu. Những xúc tu này có giác hút và thậm chí là cả ngạnh, và không ai muốn bị chúng ôm chặt một cách thân mật. Đồng thời, caeformes tăng cường sức mạnh cơ bắp của xúc tu, khiến những cánh tay kỳ lân này trở thành món ngon trên bàn ăn của con người trong tương lai.
Thứ hai là phát minh ra túi đựng mực. Trong các hóa thạch vỏ bọc kỷ Than đá, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra túi mực, một "vũ khí chiến đấu đường phố phi đạo đức". Chiêu trò bẩn thỉu này, tương tự như việc rải bột vôi, vẫn có hiệu quả ở vùng biển nguy hiểm. Tất nhiên, sau đó nó sẽ "ghi điểm lần thứ hai" và trở thành món ngon trên bàn ăn của những con người còn vô đạo đức hơn, điều mà các loài chân đầu không bao giờ ngờ tới.
Ngạnh của Lightning Five Whip (Nguồn ảnh: colossal-squid-Bảo tàng Te Papa Tongarewa của New Zealand)
Passaloteuthis bisulcata từ kỷ Jura, với túi mực màu xanh và móc cổ tay được đánh dấu màu đỏ (Nguồn ảnh: Wikipedia)
Về hệ thống điện, loại hình vỏ bọc cũng được đầu tư rất lớn và trải qua nhiều cải tiến. Hàm lượng cơ của lớp phủ tăng lên đáng kể sau khi nó bắt đầu bao bọc lớp vỏ bên trong. Đồng thời, cá bao kiểm soát chức năng phóng ra ngoài thông qua sự co cơ của lớp vỏ, do đó tăng cường đáng kể sức mạnh và tính bền vững của việc phóng ra ngoài, biến cá bao vốn chỉ có thể nhảy lên nhảy xuống như thây ma Xiangxi thành một ngư lôi nằm ngang dưới nước. Ngoài ra, một số loài có vây mọc ở cả hai bên lớp áo có thể hỗ trợ việc bơi lội. Loại ngư lôi phản lực này ít nhất cũng có khả năng di chuyển ngang bằng với động vật có xương sống.
Sự cải thiện về tốc độ và hệ thống sức mạnh cũng đi kèm với việc nâng cấp toàn diện thị giác và dây thần kinh cảm giác để ứng phó với tốc độ ngày càng nhanh hơn cùng môi trường săn bắn phức tạp và đa dạng. Được giải phóng khỏi sự ràng buộc của lớp vỏ, cơ thể cũng có thể phát triển lớn hơn, tạo cho động vật chân đầu nhiều không gian hơn để phát triển trí thông minh, trở thành giới hạn trí tuệ của các loài động vật không xương sống trên Trái Đất.
Suy luận về sự thay đổi chế độ phản lực của các phản lực di động dạng vỏ (Nguồn ảnh: Tài liệu tham khảo [7])
Không chỉ vậy, một số loài trong họ Scabbard còn thực hành những trò hề đê tiện như phát sáng, ngụy trang và đầu độc một cách hoàn hảo, khiến chúng trở thành những vị thần bất tử của các vì sao. Ngay cả một động vật có xương sống là thủ lĩnh của giới võ thuật, khi đối mặt với một cao thủ võ thuật có lực cánh tay kinh người, một tay đầy ẩn binh, trí tuệ vô song, tầm nhìn ngàn dặm, kỹ năng nhẹ nhàng vô song, kỹ năng độc dược vô song (bậc thầy của bốn chữ này đã dùng hết toàn bộ kiến thức cả đời), khả năng ngụy trang và một nắm bột vôi bên hông, sẽ phải cân nhắc xem "hai nắm đấm có bằng mười tay" hay không. Tuy nhiên, mâu thuẫn này không phải là vấn đề đối với các loài chân đầu - sau cuộc cách mạng lớn về vũ khí, các loài động vật chân đầu từ lâu đã bổ sung những người bạn đồng hành có lớp giáp của mình vào chế độ ăn.
Cứ như vậy, sau khi thiên nhiên một lần nữa chứng tỏ sức mạnh của mình để hoàn thành cuộc thanh lọc vĩ đại vào cuối kỷ Phấn trắng, các loài amonit, vốn khó ẩn náu dưới biển sâu và gặp khó khăn trong việc phát triển vỏ dưới sự xói mòn của mưa axit, đã hoàn toàn tuyệt chủng (tôi chỉ có thể nói rằng Nautilus đã may mắn sống sót). Ngược lại, sau khi trải qua vô vàn khó khăn và nguy hiểm, Octopoda và Decapoda thuộc bộ Scalyformes, thừa hưởng "tinh thần bất khuất" của động vật chân đầu, vẫn tiếp tục vung những xúc tu đáng sợ của mình để thách thức đỉnh của chuỗi thức ăn.
Rõ ràng, chiến thắng đã thuộc về họ - họ đã chinh phục thành công dạ dày của con người!
Bạch tuộc đổi màu (Nguồn ảnh: Sohu)
Một con amonit bị các loài cystid khác ăn thịt (Nguồn ảnh: Tài liệu tham khảo [6])
Tài liệu tham khảo:
[1] Kröger, B., Vinther, J., Fuchs, D., 2011. Nguồn gốc và sự tiến hóa của động vật chân đầu: một bức tranh thống nhất xuất hiện từ hóa thạch, sự phát triển và phân tử. Tiểu luận sinh học 33, 602–613.
[2] Zhang Yuandong, Zhan Renbin, Wang Zhihao, Yuan Wenwei, Fang Xiang, Liang Yan, Yan Kui, Wang Yujing, Liang Kun, Zhang Junpeng, Chen Tingen, Quan Zhouwan, Ma Xuân, Li Wenjie, Wu Xuejin, 2021. Atlas of Ordovician Strata và Standard Fossils of China. Hàng Châu, Nhà xuất bản Đại học Chiết Giang.
[3] Klug, C., De Baets, K., Kröger, B., Bell, MA, Korn, D., Payne, JL, 2015. Những người khổng lồ bình thường? Sự thay đổi theo vĩ độ và thời gian của sự khổng lồ của động vật không xương sống biển thuộc kỷ Cổ sinh và sự thay đổi toàn cầu. Lethaia, 48: 267–288.
[4] De Baets K., Klug, C., và Korn, D. 2011. Ngọc trai kỷ Devon và sự tiến hóa đồng thời của amoni và ký sinh trùng nội sinh. Acta Palaeonto− logica Polonica 56 (1): 159–180.
[5] Fuchs, D., Iba, Y. Các loài gladius ở động vật chân đầu dạng coleoid: sự đồng dạng, song song hay hội tụ?. Tạp chí Palaeontol Thụy Sĩ 134, 187–197 (2015). https://doi.org/10.1007/s13358-015-0100-3.
[6] Klug, C., Schweigert, G., Tischlinger, H. và cộng sự. Con mồi thất bại hay sự hoại tử kỳ lạ? Cơ thể mềm của loài amonit biệt lập từ cuối kỷ Jura ở Eichstätt (Đức) với đường tiêu hóa hoàn chỉnh và cơ quan sinh sản của con đực. Tạp chí Khảo cổ học Thụy Sĩ 140, 3 (2021).
[7] Klug, C., Landman, NH, Fuchs, D. và cộng sự. Giải phẫu và sự tiến hóa của Coleoidea đầu tiên ở kỷ Than đá. Tạp chí Sinh học Cộng đồng 2, 280 (2019).
