Có lẽ trong mắt nhiều người, tất cả các loại cá đều giống nhau, điểm khác biệt duy nhất là chúng có ngon hay không. Tuy nhiên, từ "cá" (rất không chính xác) bao gồm nhóm động vật có xương sống đa dạng và lâu đời nhất. Nếu so sánh lịch sử tiến hóa của động vật có xương sống với một cái cây lớn, rễ và hầu hết các cành gần thân cây đều có "cá", trong khi động vật lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú lại tập trung trên cành cao hơn.
Cây phân loại động vật có xương sống, với những loài động vật mà chúng ta gọi là "cá" chiếm phần lớn không gian | Kei Yamamoto và cộng sự / Phát triển Tăng trưởng và Tái sinh (2017)
Miệng không nhất thiết phải dùng để ăn
Câu chuyện hôm nay bắt đầu với một loài cá đặc biệt - loài cá cổ đại không hàm Agnatha. "Không có hàm", đúng như tên gọi, chúng không có xương hàm dưới có khớp nối, do đó chúng không thể nhai hoặc cắn. Cá nguyên thủy không hàm dựa vào việc lọc thức ăn qua mang để hấp thụ chất dinh dưỡng. Nói một cách đơn giản, nước đi vào cơ thể chúng qua khe mang ở phía trước, sau đó cơ thể tròn của chúng sẽ mở rộng và co lại để thải nước ra khỏi khe mang ở cả hai bên, trong khi các hạt thức ăn nhỏ được giữ lại và tập hợp trong khoang mang ở giữa. Một số loài cá hiện đại cũng sử dụng mang để lọc thức ăn.
Cá mút đá, một trong số ít loài cá không hàm còn tồn tại đến ngày nay | hình ảnh
Tuy nhiên, khi quá trình tiến hóa diễn ra, vào cuối kỷ Ordovic giữa, cá giáp Ostracoderms (đơn vị phân loại này không chính thức và bao gồm nhiều phân lớp) xuất hiện trong siêu lớp không hàm, và loài đầu tiên trong họ cá giáp sử dụng mang độc lập để thở đã xuất hiện. Chúng lấy thức ăn bằng miệng và lọc qua túi mang. Có vẻ như điều hiển nhiên là "miệng dùng để ăn", nhưng cũng có những trường hợp ngoại lệ ở loài cá. Ăn bằng miệng thậm chí có thể được coi là một sự đổi mới mang tính tiến hóa.
Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Field ở Hoa Kỳ có bộ sưu tập nhiều hóa thạch cổ sinh vật học, trong đó có hóa thạch có số hiệu FMNH PF 3895, là hóa thạch chính ngày nay. Đây là loài cá bọc thép có tên khoa học là Cardipeltis bryanti, thuộc phân lớp Heteropterygii.
Cardipeltis bryanti | James St. John / Wikimedia Commons
Bộ giáp cứng nhất và ngọn giáo mạnh nhất
Cá bọc thép, đúng như tên gọi, có lớp giáp bên ngoài cứng và có thể nói rằng hầu hết điểm kỹ năng của chúng đều được dùng cho phòng thủ. Mặc dù cá bọc thép không có kích thước lớn, nhưng đầu của chúng được bao phủ bởi nhiều tấm xương không thể phá vỡ, giống như áo giáp của con người thời cổ đại. Phần đầu của chúng chỉ có lỗ mang, hốc mắt và lỗ tùng, một "cửa sổ trời" giúp tuyến tùng cảm nhận ánh sáng. Cơ thể của chúng giống như áo giáp xích được bao phủ bởi các vảy xương liên kết với nhau, không chỉ có thể vặn vẹo cơ thể để tạo ra lực đẩy mà còn mang lại hiệu quả phòng thủ tổng thể phi thường.
Mô hình Eurypterus | Ryan Somma / Wikimedia Commons
Có một câu nói rằng điều duy nhất không bao giờ thay đổi chính là sự thay đổi. Áp lực tiến hóa do áo giáp mang lại đã khiến động vật săn mồi bắt đầu phát triển khả năng tấn công "xuyên giáp". Ví dụ, loài Eurypterida có vẻ ngoài hung dữ. Người ta suy đoán rằng loài cá Eurypteridae lớn có thể dài tới hơn 2 mét và cặp chân thứ hai đã tiến hóa thành những chiếc càng khổng lồ có thể xuyên thủng lớp giáp cứng của cá bọc thép. Động vật ăn thịt và con mồi cùng tiến hóa, và hình thái của cá bọc thép dần dần đa dạng hơn. Một số loài có cấu trúc giống như sừng, trong khi những loài khác có lưng phẳng, cho phép chúng ẩn núp dưới đáy biển, nằm phẳng như cá bơn ngày nay để tránh kẻ săn mồi.
Tái tạo một chi cá bọc thép có tên là Anglaspis | Nobu Tamura / Wikimedia Commons
Mô hình một loài cá bọc thép thuộc chi Pteraspis, còn được gọi là rùa vây ở Trung Quốc | Ghedo / Wikimedia Commons
Vẻ ngoài kỳ lạ và đồ sộ của cá bọc thép mang lại cho con người cảm giác rất cổ xưa. Trên thực tế, chúng cũng có công nghệ "tiên tiến" - một số loài cá bọc thép đã tiến hóa thành vây đôi (paired fins). Ngoài vây đuôi và vây lưng, chúng còn có một cặp vây ngực có thể tạo lực đẩy cho chuyển động của cơ thể, giúp tăng khả năng di chuyển và dễ dàng thoát thân.
Sự trỗi dậy và sụp đổ của một triều đại cá
Vào cuối kỷ Silur, cách đây hơn 420 triệu năm, một nhánh cá khác đã tiến hóa từ lớp không hàm, đó là Gnathostomata hay cá có hàm. Cá bọc thép cuối cùng đã biến mất khỏi lịch sử vào cuối kỷ Devon, và chỉ còn hai họ cá mút đá và cá mút đá vẫn tồn tại cho đến ngày nay trong lớp không hàm. Cá hàm phân bố khắp các đại dương trong kỷ Devon, và từ họ này xuất hiện các loài cá sụn và cá xương mà chúng ta quen thuộc ngày nay. Một nhánh của cá xương, Sarcopterygii, cuối cùng đã di chuyển lên đất liền và tiến hóa thành nhiều loài động vật có xương sống trên cạn, bao gồm cả con người chúng ta.
Ồ! Shuyu zhejianensis, trông giống như một biểu tượng cảm xúc, thuộc bộ Euarchosauridae. Cá bọc thép có thể là loài cá bọc thép gần nhất với cá hàm | Zhikun Gai và cộng sự / Thiên nhiên (2011)
Trong quá trình tiến hóa sinh học, có nhiều sinh vật có vẻ ngoài khiêm tốn nhưng lại là những cột mốc quan trọng, và cũng có nhiều sinh vật đi đầu với hình dáng tuyệt đẹp từng rất được ưa chuộng nhưng cuối cùng lại trở thành tin tức của ngày hôm qua. Chúng ta vẫn chưa thể hiểu đầy đủ toàn bộ bối cảnh tiến hóa của sự sống trên Trái Đất và vẫn còn nhiều câu chuyện bí ẩn hơn đang chờ chúng ta khai thác và khám phá.
