1. Ngay cả khi bạn không có xương cứng, bạn vẫn phải ở trong tầng lớp
Hồ sơ hóa thạch trong các tầng địa chất là một "người kiểm tra dân số thiên vị" thiên vị các sinh vật có bộ xương cứng. Tuy nhiên, một số sinh vật thân mềm đã sống sót và xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch, để lại tên tuổi trong lịch sử địa chất.
△Hóa thạch khủng long
Khi nói đến hóa thạch, tôi tin rằng mọi người sẽ nghĩ ngay đến bộ xương khủng long cao, loài bọ ba thùy kỳ lạ, san hô hình sừng và vỏ đá cứng được trưng bày trong các bảo tàng.
Đây là sản phẩm của quá trình hóa thạch xương hoặc vỏ của các loài động vật thời cổ đại. Các bộ phận cứng của động vật như vỏ, xương, răng, v.v. chủ yếu được tạo thành từ khoáng chất và dễ hình thành hóa thạch hơn.
Cơ thể mềm của động vật chủ yếu bị mất đi qua quá trình oxy hóa, thủy phân và enzyme, còn các cấu trúc sinh học phi khoáng chất thường bị phân hủy mà không để lại dấu vết, khiến chúng khó được bảo quản dưới dạng hóa thạch. Để được bảo quản trong hồ sơ hóa thạch, cần phải có điều kiện chôn cất đặc biệt.
Các điều kiện môi trường cụ thể mà hóa thạch cơ thể mềm của sinh vật được bảo quản có thể khác nhau, nhưng tất cả đều có một điểm chung: sinh vật sống hoặc xác chết phải được chôn cất nhanh chóng, cách ly khỏi các vi sinh vật đang phân hủy trước khi cơ thể mềm bị phân hủy, và nhanh chóng khoáng hóa và ghi lại trong các tầng đá.
Côn trùng được bảo quản trong hổ phách và voi ma mút được bảo quản trong lớp đất đóng băng vĩnh cửu là những ví dụ điển hình.
△Kiến Hổ Phách
Các nhà khoa học thường so sánh các địa tầng của Trái Đất như một cuốn sách lớn ghi lại lịch sử phát triển của Trái Đất, và hóa thạch chính là những từ ngữ trong cuốn sách này, ghi lại các sinh vật cùng điều kiện sinh tồn và phát triển của chúng trong các thời kỳ phát triển khác nhau của Trái Đất.
Khoa học nghiên cứu về hóa thạch là cổ sinh vật học. Mục đích và nhiệm vụ cơ bản của cổ sinh vật học là nghiên cứu quy luật xuất hiện và phát triển của các sinh vật trong lịch sử phát triển của Trái Đất.
Sau gần hai trăm năm nghiên cứu, con người đã thu được hàng trăm triệu mẫu hóa thạch cứng sinh học. Thông qua những mẫu vật này, bức tranh toàn cảnh về quá trình tiến hóa sinh học kể từ kỷ Cambri dần được hé lộ với mọi người.
Tuy nhiên, do thiếu bằng chứng hóa thạch trực tiếp nên nguồn gốc và sự tiến hóa của nhiều nhóm sinh học vẫn còn chưa rõ ràng, đây là một trong những bí ẩn mà con người đang nỗ lực khám phá.
△Hóa thạch chuồn chuồn
Người ta ước tính rằng có hơn 1 tỷ loài sinh vật đã xuất hiện trong kỷ địa chất, nhưng con người chỉ mới phát hiện ra 130.000 loài, tức chỉ bằng một phần mười nghìn số loài có thể đã tồn tại trong kỷ địa chất.
Hóa thạch của những sinh vật này được phát hiện chủ yếu là phần cứng của sinh vật, trong khi phần mềm chứa nhiều thông tin nhất đã biến mất.
Do đó, các nhà cổ sinh vật học có tầm nhìn xa đã tập trung vào việc tìm kiếm các hóa thạch có thân mềm của các sinh vật. Mặc dù loại hóa thạch này rất hiếm, nhưng nó có thể cung cấp thông tin sinh học toàn diện và đáng tin cậy, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong phân loại sinh học và nghiên cứu tiến hóa có hệ thống.
Hóa thạch thân mềm cũng có thể chứng minh toàn diện và chính xác các mối quan hệ cộng sinh, cạnh tranh về thức ăn và các mối quan hệ khác giữa sinh vật với môi trường và giữa các sinh vật với nhau.
Do đó, người ta gọi những nhóm hóa thạch bảo tồn cơ thể mềm mại tuyệt đẹp là kho báu của ngành cổ sinh vật học. Việc khám phá kho hóa thạch của các sinh vật mềm và tiến hành nghiên cứu chuyên sâu đã trở thành điểm nóng quan trọng trong ngành cổ sinh vật học đương đại.
△Hóa thạch sứa
2. Cửa sổ quan sát khoa học - Thư viện hóa thạch
Vụ nổ kỷ Cambri, cùng với nguồn gốc sự sống và nguồn gốc trí thông minh, được liệt kê là “sáu vấn đề lớn của khoa học tự nhiên”. Để giải quyết bí ẩn về Vụ nổ kỷ Cambri, ngoài những phỏng đoán khoa học dựa trên lý thuyết, còn cần phải khám phá ra cửa sổ quan sát khoa học thích hợp - kho lưu trữ hóa thạch, để tìm ra bằng chứng hóa thạch đáng tin cậy.
Có hàng chục mỏ hóa thạch thân mềm được phát hiện trên thế giới. Đối với các nhà cổ sinh vật học, đối tượng nghiên cứu hoàn hảo nhất có thể giải mã sự bùng nổ kỷ Cambri và nguồn gốc của các ngành động vật chính là mỏ hóa thạch Burgess Shale.
01. Kho chứa hóa thạch đá phiến Burgess
Mỏ hóa thạch kiểu Burgess Shale lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1909 tại Burgess Shale thuộc kỷ Cambri giữa ở dãy núi Canadian Rockies, do đó có tên như vậy.
Mỏ hóa thạch này từ lâu đã là đơn vị đi đầu trong nghiên cứu sinh học tiến hóa và cổ sinh vật học. Trong thế kỷ qua, hơn 50 mỏ hóa thạch như vậy đã được phát hiện trên khắp thế giới. Tuy nhiên, dựa trên các tiêu chuẩn như chất lượng bảo quản hóa thạch và tính đa dạng của các loài hóa thạch, chỉ có Mỏ hóa thạch Burgess Shale ở Canada và Mỏ hóa thạch Chengjiang được phát hiện ở tỉnh Vân Nam, đất nước tôi vào năm 1984 mới trở thành "điểm đến nghiên cứu lý tưởng hàng đầu".
△ Bản đồ vị trí của mỏ hóa thạch Burgess Shale và mỏ hóa thạch Chengjiang
02. Kho hóa thạch động vật Chengjiang
Mỏ hóa thạch thân mềm ở Thành Giang, Vân Nam, đất nước tôi, được phát hiện vào những năm 1980, là kho báu hóa thạch lâu đời nhất trong Liên đại Hiển sinh và do đó có ý nghĩa vô cùng quan trọng, được coi là một trong những khám phá khoa học lớn của thế kỷ 20.
Mỏ hóa thạch Chengjiang có nhiều hóa thạch thân mềm thuộc nhiều loại khác nhau, bao gồm các loại tổ tiên của các loại coelomotherium chính và các loại đại diện cho các loại chuyển tiếp giữa các loại, cung cấp nhiều thông tin nghiên cứu về quá trình tiến hóa bùng nổ ban đầu của coelomotherium.
Trong hơn 30 năm kể từ khi phát hiện ra quần thể động vật Chengjiang ở Vân Nam, hơn 280 loài đã được tìm thấy trong số hàng trăm nghìn mẫu hóa thạch. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên ba tạp chí khoa học lớn Nature/Science/PNAS 28 lần, khiến đây trở thành địa điểm hóa thạch duy nhất ở đất nước tôi được công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới.
△Trồng hồ Fuxian động vật Thành Giang
△Hóa thạch giun tròn nhỏ ở Chengjiang
△Tái tạo các loài Microhylids Trung Quốc của hệ động vật Chengjiang
03. Kho hóa thạch động vật Thanh Giang
Trước tháng 3 năm 2019, khi mọi người nói về các nhóm hóa thạch chứng minh sự tồn tại của Vụ nổ kỷ Cambri, họ sẽ nghĩ đến Quần thể sinh vật Chengjiang ở Vân Nam và mỏ hóa thạch Burgess Shale ở Canada, nhưng trong tương lai có thể sẽ có thêm một quần thể nữa: Quần thể sinh vật Qingjiang ở Hồ Bắc, Trung Quốc.
Đặc điểm và lợi thế của hệ sinh vật Thanh Giang được thể hiện ở năm khía cạnh: tỷ lệ chi và loài mới cao nhất, tính đa dạng tương đối lớn nhất của động vật đa bào, số lượng nhóm sinh vật thân mềm lớn nhất, độ trung thực về hình thái hóa thạch tốt nhất và bảo tồn tốt nhất vật chất hữu cơ ban đầu. Nó có tiềm năng nghiên cứu vô hạn.
△Hóa thạch Lin Qiaoli của quần thể sinh vật Thanh Giang
△Phát hiện hóa thạch loài mới ở Khu hệ sinh vật Thanh Giang
△Hóa thạch sứa được tìm thấy ở quần thể sinh vật Thanh Giang
Nghiên cứu về các vấn đề như hệ thống động vật, động lực dinh dưỡng và sự xuất hiện của các đặc điểm tiến hóa quan trọng phụ thuộc vào việc phát hiện ra nhiều cấu trúc cơ thể mềm hơn và bảo tồn hình thái tốt hơn, chẳng hạn như các cơ quan nội tạng, tia mang, dây sống, mô thần kinh, hệ thống tim mạch, v.v. Tuy nhiên, người ta đều biết rằng đây là những mô và cơ quan rất không ổn định về mặt chôn cất.
Các hóa thạch thân mềm được tìm thấy trong quần thể sinh vật Thanh Giang một cách kỳ diệu đã bảo tồn được vật chất hữu cơ ban đầu dưới dạng màng cacbon tự nhiên, đây sẽ là vật liệu lý tưởng cho nghiên cứu về hóa thạch và địa hóa học cũng như nghiên cứu chuyên sâu hơn về cổ môi trường.
Các mỏ hóa thạch Thanh Giang cung cấp cái nhìn sâu sắc và tuyệt vời về cuộc sống hàng ngày trong thời kỳ đầu kỷ Cambri, tất cả đều chưa được "sửa đổi" bởi các quá trình địa chất.
△ Mô phỏng phục hồi quần thể sinh vật Thanh Giang
Điều hấp dẫn khi nghiên cứu hóa thạch thân mềm nằm ở chỗ những sinh vật đó có thể vẫn còn sống khi chúng bị chôn vùi. Đây là "nơi tụ họp của sự sống".
Chính khối đá dày vài mét này cung cấp nhiều thông tin hơn về nguồn gốc của tầng sinh quyển hiện đại và nhiệm vụ của khoa học địa chất là khai thác thông tin này và cung cấp thông tin cho nhân loại.
Các mỏ hóa thạch của sinh vật thân mềm là kho báu quan trọng của thiên nhiên. Chúng ta không chỉ phải bảo vệ chúng cẩn thận mà còn phải tăng cường nỗ lực nghiên cứu chuyên sâu về chúng.
Các nhà khoa học nhí tương lai, tùy thuộc vào các em!
Bạn có thể tìm thấy nhiều nội dung thú vị hơn trong "Loạt bài khoa học dành cho thanh thiếu niên về giải mã nguồn gốc các loài".
Hóa thạch thân mềm cổ đại
Giải mã nguồn gốc các loài: Một loạt bài khoa học dành cho thanh thiếu niên
Bản phát hành đầu tiên đang được ra mắt trên MoDian crowdfunding
Tài liệu tham khảo:
Trương Tân Lương, Thư Đức Can. Nghiên cứu thực nghiệm về taphonomy và tiến trình nghiên cứu của nó[J]. Tiến bộ trong khoa học Trái đất, 1998, 13(6):518-525.
Diêu Dương. Nghiên cứu về lớp giàu hóa thạch thân mềm trong bể chứa hóa thạch Chengjiang của kỷ Cambri sớm[D]. Đại học Tây Bắc, 2006.
Vương Yến. Hải quỳ trong mỏ hóa thạch Chengjiang[D]. Đại học Tây Bắc, 2010.
Một số tài liệu đến từ Internet và chỉ được sử dụng để phổ biến khoa học phổ thông
Được sản xuất bởi/Nhóm khoa học và sáng tạo Jinxiu
Viết bởi Shitou Biên tập bởi Xia Meixue
