Trong số các loài vật trên hành tinh chúng ta,
có một nhóm đặc biệt chiếm ưu thế.
Nó sản sinh ra những sinh vật lớn nhất...
Cá voi xanh !
.. nhanh nhất,
thông minh nhất từng tồn tại.
chúng được gọi là động vật xương sống.
Tất cả đều có cùng đặc tính quan trọng - một bộ xương sống.
Tôi đang hành trình ngược thời gian tìm kiếm những ưu thế quan trọng
dẫn tới thành công đặc biệt của chúng.
Cho tới nay, tôi đã thấy động vật xương sống phát triển từ xuất phát điểm rất nhỏ
để thống trị các đại dương,
lấn cạn...
.. và làm chủ bầu trời.
Trong phần này, tôi sẽ lần theo quá trình trỗi dậy của một ngành hoàn toàn mới
trong đời sống động vật xương sống.
Những động vật phức tạp nhất từng xuất hiện trên trái đất.
Chúng khởi đầu như một nhóm những sinh vật nhỏ bé
hầu như không nhỉnh hơn ngón út.
Động vật ăn đêm.
Nhưng chúng đã phát triển để trở thành một trong số các sinh vật lớn nhất
từng xuất hiện trên hành tinh.
Đó là nhóm gồm cả chính chúng ta.
Đó là câu chuyện về động vật có vú.
Tôi muốn tìm hiểu vì sao động vật có vú giành được
những tính năng chủ chốt mới giúp chúng phát triển mạnh khắp nơi trên hành tinh.
Những đặc tính mà chính chúng ta đang được thừa hưởng.
Chúng ta sẽ tìm kiếm những bằng chứng từ một loạt những khám phá hóa thạch chấn động
và từ những sinh vật sống.
Với những phân tích khoa học mới nhất,
chúng ta có thể phục hồi tổ tiên xa xưa của chính chúng ta.
SỰ TRỖI DẬY CỦA ĐỘNG VẬT THÀNH TỰU CỦA ĐỘNG VẬT XƯƠNG SỐNG Biên dịch: Anabas
Ngày nay, động vật xương sống đang thống trị hành tinh chúng ta
trên cạn, trên không và dưới biển.
Nhưng quá trình tiến hóa đó diễn biến ra sao?
Có rất nhiều khoảng trống trong câu chuyện.
Nhưng vào những thập kỷ gần đây,
đã có những khám phá kỳ diệu tại Trung Quốc,
và tôi có mặt ở đây để chứng kiến điều đó.
Những núi đá tại Trung Quốc đang cung cấp những mắt xích còn thiếu
trong câu chuyện về động vật xương sống.
Những sinh vật cổ đại được bảo quản dưới dạng hóa thạch.
Để tìm bằng chứng mới khởi nguồn câu chuyện về động vật có vú,
Tôi đang tới tỉnh Vân Nam,
miền nam Trung Quốc.
Phần II: BÌNH MINH CỦA LOÀI CÓ VÚ
Những hóa thạch tìm thấy ở đây có thể hé lộ một thế giới
nơi những loài có vú khởi thủy phải đương đầu, và những dạng động vật
mà chúng phải cạnh tranh để giành chỗ đứng vững vàng và tồn tại.
Khu vực miền nam Trung Quốc này được gọi là thung lũng Lufeng,
180 triệu năm trước, đây là một vùng trũng tự nhiên rộng lớn
nước từ tất cả những ngọn đồi quanh đó đổ dồn tới.
Và cùng với những con suối mang phù sa
chúng cũng đưa tới xác các loài động vật
từng sống quanh những ngọn đồi này, gồm cả những sinh vật như thế này -
một con khủng long.
Những người khai quật đã phát hiện hàng trăm mẫu vật như thế này
trong vùng thôn dã quanh đây.
Bảo tàng địa phương đầy ắp một trong những bộ sưu tập
những bộ xương khủng long lớn nhất, hoàn chỉnh nhất thế giới.
Nhưng một phát hiện độc đáo ở đây
hé lộ một số bằng chứng sớm nhất
về khởi nguồn nhóm động vật mà cuối cùng khiến chúng thành công.
Cùng thời những con khủng long đang rảo bước trong vùng này,
còn có một sinh vật khác tiến hóa khác hẳn trong bóng đêm.
Một loài nhỏ hơn rất, rất nhiều.
Nhà cổ sinh học Wang Tao đã dành cả đời khám phá những ngọn đồi này.
Anh chuyên tìm kiếm dấu vết còn lại của loài khủng long lớn.
Nhưng trên trên đỉnh đồi này, anh và đồng nghiệp phát hiện ra
một vật khác hẳn với mô tả thông thường.
DỊCH: Tôi tới đây tìm hóa thạch cùng các đồng nghiệp
trong khu vực này.
Khi đó, nó không giống như bây giờ.
Không có cây trồng phát triển ở đây.
Sau khi quan sát xung quanh, chúng tôi men theo sườn dốc thoải này.
Cuối cùng chúng tôi thấy một hóa thạch nhỏ dài khoảng hai cm.
chúng tôi nghĩ nó có thể ẩn chứa một điều gì đó đặc biệt,
nên đã gửi tới phòng thí nghiệm tại Bắc Kinh để làm rõ.
Tôi hướng về phía bắc tới Bắc Kinh để tận mặt chứng kiến phát hiện của Wang Tao.
Nó được lưu trữ tại một trong những viện nghiên cứu hóa thạch
hàng đầu thế giới.
Nó đây.
Và vật có vẻ bất thường, gần như kỳ diệu với tôi,
là thứ ai cũng dễ dàng nhận ra vật rất, rất nhỏ bé này
thực sự là một hóa thạch.
Đúng là một hóa thạch.
Đó là đầu một sinh vật nhỏ.
Đây là chóp mũi của nó.
Đây là phía sau cổ nó.
Bạn có thể thấy nó có một hốc mắt.
Nó được gọi là Hadrocodium.
Nếu lật ngược lại
bạn sẽ thấy hàm dưới của nó.
Đây có vẻ là hộp sọ của một loài bò sát rất nhỏ.
Nhưng không phải.
Bởi vì loài bò sát đơn giản là có răng hình nón,
con vật này có răng khác hẳn.
Nó có hình dạng gần giống răng động vật có vú ăn côn trùng.
Nên nó là một trong những hóa thạch động vật có vú khởi thủy mà chúng ta từng biết.
Và nói rộng ra, nó là tổ tiên của mọi động vật có vú còn sống tới ngày nay,
bao gồm cả bản thân chúng ra.
Như vậy, Hadrocodium giữ một chìa khóa then chốt trong câu chuyện tiến hóa
của động vật có xương sống, động vật xương sống.
Sinh vật đầu tiên có một xương sống
từng sống hơn 500 triệu năm trước.
Sau sự tiến hóa của loài cá,
động vật lưỡng cư
và bò sát.
động vật có vú đầu tiên xuất hiện từ loài bò sát.
Hóa thạch Hadrocodium đã 195 triệu năm tuổi.
Những khởi đầu đơn giản này dẫn đến sự đa dạng phong phú của động vật có vú
được thấy quanh ta ngày nay.
Hơn 5.700 loài sinh vật đã thích nghi để tồn tại
trong mọi hang cùng ngõ hẻm khắp hành tinh.
Loài người thống trị và có số lượng đông đảo nhất trong số động vật có vú lớn.
Hành trình đáng kinh ngạc này được hình thành dựa trên một loạt
những tiến bộ tiến hóa quan trọng bắt đầu từ những dạng thức rất sớm
như Hadrocodium.
Dù chỉ có hộp sọ, nhưng chúng ta có thể hình dung từ những động vật có vú hiện đại
phần còn lại của bộ xương sẽ ra sao.
Vậy, làm thế nào sinh vật nhỏ bé này giành được một chỗ đứng
trong thời kỳ khủng long?
Thành phố Côn Minh, miền nam Trung Quốc.
Tôi tới phiên chợ đêm này
để quan sát một bước tiến quan trọng khởi đầu trong câu chuyện của loài có vú.
Sự phát triển một đặc tính kỳ diệu
đã cho chúng một lợi thế quan trọng.
Nhưng chỉ sau khi trời tối.
Động vật có vú mới có chỗ đứng thích hợp cho chính chúng
không hoàn toàn thỏai mái trong đêm vào thời kỳ đó,
khi loài bò sát không còn hoạt động.
Một thử nghiệm đơn giản với hai loài vật nuôi
được bán trong chợ tối nay
có thể chứng minh vì sao lại như vậy.
Đây là một camera nhiệt,
nó sẽ hiển thị một cơ thể lạnh thành màu đen hoặc tối.
Nên con thằn lằn trên bàn này vốn là loài máu lạnh,
nó dường như có nhiệt độ giống như cái bàn.
Loài bò sát thu nhận năng lượng trực tiếp từ mặt trời để làm ấm cơ thể.
Nhưng vào ban đêm không có mặt trời.
Kết quả là, nó hầu như không có năng lượng để hoạt động.
Con chó con này, lại khác,
nó rất năng động.
Và khi bạn quan sát nó qua camera nhiệt,
có thể thấy cơ thể nó rất ấm.
Này đừng ăn con thằn lằn nhé!
Động vật có vú, trong lịch sử của chúng đã phát triển
khả năng tạo nhiệt đặc biệt trong cơ thể chúng từ rất sớm.
Chúng trở thành loài máu nóng,
chúng làm điều này bằng cách dùng sự trao đổi chất
với tốc độ nhanh hơn nhiều.
Nhưng để làm điều đó, cần nhiều nhiên liệu, cần thêm nhiều thức ăn.
Loài bò sát như thằn lằn có thể hoạt động trong nhiều ngày không cần ăn.
Nhưng động vật có vú nếu nhịn ăn vài ngày, nó sẽ chết.
Vì vậy, để tiết kiệm năng lượng,
động vật có vú sử dụng một kỹ thuật quen thuộc với bất kỳ gia đình nào -
kỹ thuật cách nhiệt.
Chúng bao bọc cơ thể bằng lớp lông thú
như con chó con này.
Với cơ thể máu nóng có lông bao phủ,
Hadrocodium tự do săn lùng côn trùng trong sự mát mẻ về đêm.
Nhưng giờ lại nảy sinh một thách thức mới -
tìm đường trong bóng tối.
Phân tích chi tiết hộp sọ của Hadrocodium tiết lộ bằng chứng mới đáng chú ý
về một loạt những giải pháp tài tình cho vấn đề này.
Những manh mối rất nhỏ, không thể nhận ra nếu chỉ sát bên ngoài.
Nhưng giáo sư Zhe - Xi Luo, chuyên gia động vật tiền sử,
sử dụng một máy chụp CT để giải mã bí mật bên trong hộp sọ.
Chiếu X-quang xuyên qua hóa thạch
và ghi nhận những cấu trúc chi tiết bên trong hóa thạch.
Một máy tính mô phỏng mô hình 3D của bộ xương,
và đặc biệt là khoang chứa bộ não.
Giáo sư Luo có thể nhận diện một khu vực rõ ràng
lớn hơn nhiều so với một loài bò sát tương tự.
Nếu bạn nhìn hình quét CT này,
bạn có thể thấy, dù là một hộp sọ nhỏ, não lại rất lớn.
Nhưng một trong những tính năng nổi bật nhất của hóa thạch đặc biệt này
là nó có hành khứu giác rất lớn.
Khi anh nói hành khứu giác,
đó là phần não có chức năng xác định mùi. Đúng vậy.
Loài có vú này phải có khả năng cảm nhận rất tinh tế
các loại mùi, giúp nó hoạt động trong đêm.
Khướu giác nhạy bén giúp Hadrocodium thu nhận
mùi những con giun và côn trùng nó ăn.
Máy quét cũng tiết lộ một bước tiến căn bản của giác quan thứ hai
vốn rất quan trọng trong bóng tối.
Thính giác.
Đầu mối tiết lộ, đáng ngạc nhiên, lại từ hàm của Hadrocodium.
Một tính năng rất thú vị
rất độc đáo của hóa thạch động vật có vú này là...
hàm rất phẳng.
Bề mặt bên trong hàm khá phẳng.
Vào thời sơ khai,
hình dạng các loài tiền động vật có vú, có những đường rãnh lớn.
Những rãnh này cho thấy sự hiện diện của hai xương quan trọng
gắn với hàm của loài bò sát.
Có thể thấy ở đây dưới dạng màu xanh và đỏ.
Một xương thứ ba, màu xanh, truyền sóng âm tới tai nó.
Với một động vật có vú chúng thực sự là một phát triển tiến hóa kỳ diệu.
Hai xương hàm đã biến đổi cùng với xương thứ ba hình thành...
.. tai giữa.
Sự sắp xếp ba xương này
mở rộng tới dải tần số cao
mà loài bò sát không thể nghe thấy.
Đó là hệ thống được thừa hưởng bên trong tai chúng ta.
Như vậy, ở Hadrocodium, chúng ta nhận được dấu hiệu sớm nhất
rằng ba xương tai vốn rất quan trọng với thính giác của chúng ta
có nguồn gốc với chính hóa thạch này.
Giờ, tai có thể ghi nhận những tiếng động nhỏ trong bụi cây
và định hướng cho Hadrocodium tới bất kỳ loài côn trùng nào di chuyển quanh nó.
Phân tích của giáo sư Luo cũng cho thấy
một bước tiến ngoạn mục tới một giác quan quan trọng thứ ba.
Nó cũng có phạm vi rất lớn
khi đảm trách về xúc giác.
Với xúc giác? Đúng vậy. Động vật có vú có lông.
Một trong những chức năng quan trọng nhất của lông là
thực sự chuyền tải cảm giác va chạn cho chúng ta,
và động vật này đã phát triển điều đó.
Việc dùng lông như cảm biến xúc giác có lẽ rõ ràng nhất
khi động vật có vú hiện đại dùng râu của chúng.
Con chuột nâu này dựa vào chúng để tìm đường trong đêm,
hoặc dưới lòng đất.
Tại những chân lông dài trên mũi nó,
có một thụ thể thần kinh.
Bất cứ khi nào lông có va chạm,
một tín hiệu được gửi tới não chuột.
Và không chỉ có râu.
Lông trên cơ thể cũng được liên kết tới hệ thần kinh của nó.
Điều này tạo ra một cảm giác nhẹ,
cho phép chuột hình dung thế giới quanh nó chỉ nhờ dùng lông.
195 triệu năm trước,
những sợi lông trên Hadrocodium phải có mối liên hệ theo cách tương tự.
Sinh vật nhỏ đặc biệt này giờ đã có một tập hợp
những sức mạnh mới đáp ứng những thách thức trong đêm.
Một bộ giác quan nhạy bén cùng một bộ não phát triển
cho phép động vật có vú khởi thủy tồn tại trong bóng tối thời khủng long.
Và sau đó, chúng cũng phát triển phương thức sinh sản
hoàn toàn mới.
Chúng ta có thể thấy manh mối bước tiến quan trọng tiếp theo này
trong câu chuyện tiến hóa của chúng ta tại Úc.
Không phải từ hóa thạch,
mà từ cơ thể của hai sinh vật cao cấp khác đang sống ở đây.
Sinh vật đầu tiên là thú mỏ vịt (platypus),
thường dùng cái mỏ đàn hồi như một máy phát radar
để săn lùng tôm, động vật thân mềm dưới nước.
Và sinh vật thứ hai là thú lông nhím (echidna),
mà thức ăn đơn giản là kiến và mối trên cạn.
Thú mỏ vịt và thú lông nhím là hai loài duy nhất còn sót lại
của một nhóm động vật có vú được gọi là "động vật có vú đẻ trứng".
Lần ngược theo dấu di truyền của chúng,
chúng ta khám phá rằng chúng tách rời khỏi những động vật có vú khác
từ khoảng 200 triệu năm trước.
Bởi vì chúng vẫn giữ những đặc tính từ thời xa xưa,
chúng cho chúng ta một cái nhìn đặc biệt vào thời những động vật có vú khởi thủy
như Hadrocodium.
Đặc tính đặc biệt nhất là một đặc tính mà
không động vật có vú hiện đại nào còn giữ lại.
Chúng đẻ trứng.
Quả trứng thú lông nhím này rất nhỏ,
chỉ bằng kích thước một viên sỏi.
Quá trình nở trứng rất hiếm khi được ghi hình.
Đây là thú mỏ vịt non mới nở,
được ghi hình trong hang của mẹ nó.
Chúng có kích thước chỉ bằng hạt đậu.
Động vật có vú khởi thủy phải đẻ trứng theo cách tương tự,
và thừa hưởng đặc điểm này từ tổ tiên bò sát của chúng.
Đây là một quá trình diễn ra bên trong một quả trứng bò sát.
Phôi thai được nuôi dưỡng nhờ nguồn cung từ lòng đỏ nhiều dưỡng chất.
Theo thời gian trứng bò sát nở,
chúng đã phát triển hoàn chỉnh để tự mình tìm kiếm thức ăn.
Nhưng thú mỏ vịt và thú lông nhím lại khác hẳn.
Những quả trứng nhỏ hơn của chúng chỉ chứa một lượng nhỏ lòng đỏ,
nên con non ở trạng thái chưa hoàn thiện.
Chúng cần nhiều dưỡng chất hơn để phát triển và tồn tại.
Nhưng tại Healesville Sanctuary gần Melbourne,
chúng ta có thể tìm thấy bằng chứng thú vị mà thú mỏ vịt non phát triển
rất thành công, không cần phải rời khỏi hang của mẹ.
Bốn tháng sau khi nở,
một con non lần đầu tiên xuất hiện.
Nó đã phát triển từ một con non rất nhỏ tới gần kích thước trưởng thành.
đó là nhờ một hình thức dinh dưỡng kỳ diệu
một đặc tính nhận diện mọi loại có vú.
Sữa.
Hỗn hợp giàu đạm, chất béo, carbohydrate và khoáng chất này
tiết ra từ bụng thú mỏ vịt và thú lông nhím cái
chứ không phải là mồ hôi,
và cung cấp cho con chúng mọi thứ cần thiết để phát triển.
Có vẻ những loài có vú khởi thủy như Hadrocodium
nuôi dưỡng con non theo cách tương tự.
Đầu tiên là sự giảm thiểu lòng đỏ, và sau đó là sự xuất hiện sữa.
Vậy điều gì có thể lý giải bước tiến cực kỳ quan trọng này?
Những phân tích gene mới tiết lộ câu trả lời.
TS. Henrik Kaessmann đã dùng thú mỏ vịt để điều tra
DNA của động vật có vú khởi thủy.
Thú mỏ vịt thực sự một sinh vật tuyệt vời.
Nó thực sự lại tạp giữa động vật có vú và loài bò sát.
Vì vậy nó có một vị trí quan trọng trong quá trình phân tích tiến hóa
của mọi động vật có vú.
Trước tiên, anh quan sát sự suy giảm lòng đỏ trứng.
Loài bò sát có ít nhất ba gene kết hợp
tạo nên lượng lòng đỏ lớn.
TS. Kaessmann nhận thấy DNA của thú mỏ vịt
có một sự thay đổi đáng kể diễn ra trong động vật có vú khởi thủy.
chúng ta chỉ thấy có một gen lòng đỏ trứng trong hệ gen của thú mỏ vịt
có chức năng tạo đạm trong lòng đỏ trứng.
Có lẽ do chỉ có một gen
tạo nên lòng đỏ trứng, nên trên thực tế
trứng thú mỏ vịt rất nhỏ?
Đúng vậy.
Động vật có vú khởi thủy phải bắt đầu triệt tiêu gen lòng đỏ của chúng.
Và TS. Kaessmann có một phát hiện quan trọng thứ hai.
Nguyên nhân dẫn đến sự triệt tiêu này là sự xuất hiện
của gen tạo sữa.
Như vậy, bạn có những gen tạo sữa xuất hiện cho phép
các gen lòng đỏ trứng tiếp tục suy giảm.
Động vật có vú bắt đầu thích sữa hơn lòng đỏ trứng như là một cách
nuôi dưỡng con non của chúng.
Bởi vì sữa có một ưu thế quan trọng.
Nó sẵn có khi cần, điều đó có nghĩa là không hề bị lãng phí.
Và không hạn chế về số lượng
một con mẹ có thể nuôi con trong thời gian không hạn chế.
Cơ thể ấm áp, giác quan nhạy bén,
và giờ, sữa đã cho phép động vật có vú khởi thủy như Hadrocodium
giành được chỗ đứng trong khi loài bò sát vẫn còn thống trị.
Nhưng kết hợp đẻ trứng với cho con non uống sữa
nảy sinh một thách thức mới.
Động vật có vú mẹ không thể để trứng tự nở
như hầu hết các loài bò sát ngày nay.
Nó phải luôn ở bên chúng.
Do đó dẫn đến một giải pháp thực sự kinh ngạc.
Trứng, thay vì được đẻ ra,
lại được giữ lại bên trong cơ thể và bắt đầu phát triển ở đó,
do đó chúng sinh ra con non.
Khác với động vật có vú đẻ trứng,
ngày nay có hai nhóm động vật có vú hiện đại chính.
Thú có túi và động vật nhau thai. (Marsupial, placental)
Người ta cho rằng chúng xuất hiện lần đầu
khoảng 160 triệu năm trước.
Cả hai đều sinh con non.
Nhưng chúng làm vậy theo hai cách khác nhau.
Trong những năm gần đây vỉa hóa thạch đặc biệt phía bắc Trung Quốc
là nơi sản sinh những tổ tiên nguyên thủy nhất được thấy ở cả hai nhóm này.
Đây là tỉnh Liêu Ninh.
125 triệu năm trước đây,
núi lửa từng phun trào trong khu vực này.
chúng để lại từng lớp tro vàng trong khối đá này.
Quá trình khai quật đã tiết lộ dấu vết hóa thạch của những động vật
bị mắc kẹt giữa các lớp và được bảo quản chi tiết lạ thường.
Đây là một hóa thạch có tên là Sinodelphys.
Bộ xương của nó rất dễ nhận ra.
Nhưng xung quanh bộ xương có những vùng tối,
xem xét kỹ hơn cho thấy đó là lông thú.
Nên khá chắc chắn đây là hóa thạch của động vật có vú.
Nhưng bộ xương và đặc biệt là răng của nó,
cho thấy rõ ràng nó là một loài thú có túi.
Thú có túi từng phân bố khắp nơi trên thế giới.
Nhưng ngày nay hầu hết chỉ thấy tại Úc.
Chúng cho phép chúng ta quan sát
cách tổ tiên của chúng sinh sản ra sao.
Đây là một khu bảo tồn nhân giống loài thú có túi nhỏ (wallaby) nguy cấp
bằng cách chăm sóc những con mẹ.
Điều phối dự án bảo tồn
là TS. David Taggart thuộc Đại học Adelaide.
Hôm nay, anh và nhóm của anh đang tiến hành kiểm tra sức khỏe
một con thú có túi non mới ra đời, còn gọi là "joey".
Con non này chỉ khoảng 2 gram, khoảng 16 ngày tuổi.
nó được sinh ra 16 ngày trước đó.
Mọi thú có túi non khi sinh ra rất yếu ớt,
tai và mắt nó được che kín.
Khi mới ra đời, thay vì nằm gọn trong một quả trứng
như thú lông nhím con, thú có túi non được sinh trực tiếp
30 ngày sau khi thụ thai.
Chân trước của nó khá phát triển
và đủ khỏe để tự kéo cơ thể qua đám lông
và luồn vào một thứ độc đáo chỉ có ở thú có túi - một cái túi.
Ở đây, có một sự phát triển mạnh hệ thống cấp sữa.
Sữa được chuyển qua ống thịt dài, núm vú.
Một con chuột túi mẹ có bốn núm vú,
và thậm chí có thể nuôi con ở những lứa tuổi khác nhau cùng lúc.
Nó có thể có một con mới sinh,
gắn liền với một núm vú, và một con non khác
ngậm núm vú khác.
Và hai núm vú này sẽ tạo sữa
không đồng đều.
Nên 1 con được nuôi dưỡng như một con non mới sinh
và con kia được nuôi như một con non sắp cai sữa.
Đó là một hệ thống tuyệt vời.
Những núm vú dài cũng giúp con non bám chắc
khi mẹ nó di chuyển.
Loài thú có túi ôpôt này là thú có túi sống ở Nam Mỹ
nó không có túi.
Con non bám chặt miệng vào núm vú,
khiến chúng được giữ chắc.
Đó cũng có thể là cách thú có túi khởi thủy như Sinodelphys,
tha con đi cùng.
giờ chúng không bị ràng buộc trong tổ hoặc hang
như những loài có vú đẻ trứng.
Nhưng phương pháp này có một hạn chế khá rõ.
Bên ngoài cơ thể mẹ,
con non rất dễ tổn thương do tai nạn và bệnh tật.
Tại Trung Quốc, xuất hiện bằng chứng mới về những kẻ tiên phong
cho một giải pháp triệt để hơn.
Cùng lúc khi thú có túi xuất hiện,
một nhánh khác phát triển trên cây phả hệ của động vật có vú,
một nhánh bao gồm cả chúng ta.
Và nó có một cách nuôi dưỡng con non trước khi sinh ra.
Tôi đang tới bảo tàng lịch sử tự nhiên, tại Bắc Kinh,
để quan sát bằng chứng khởi đầu đặc biệt của nhóm này.
Nó đây.
Nó được gọi là Juramaia,
có nghĩa là "Bà tổ kỷ Jura".
Xương và đặc biệt là răng của nó,
cho thấy nó là một thành viên thuộc nhóm động vật có vú cùng nhóm với chúng ta.
Nhưng điều rất quan trọng là tuổi của nó.
Nó thuộc kỷ Jura - 160 triệu năm tuổi.
Điều đó khiến Juramaia sinh vật khởi thủy nhất được biết
có thể đã nuôi con non theo một cách mới mang tính cách mạng.
Juramaia sống và săn mồi trong một thế giới vẫn còn loài khủng long thống trị.
Nhưng nó có một lợi thế mạnh mẽ -
con mẹ có khả năng mang theo con non,
không phải bên ngoài cơ thể như loài thú có túi...
.. mà ở bên trong, trong một tử cung.
Để hiểu Juramaia làm cách nào, chúng ta có thể quan sát
một trong những hậu duệ còn sống của nó, một loài mang thai con non trong cơ thể
dài nhất trong số các loài có vú, loài voi.
Đây là con voi Dokkoon.
Nó là một phần trong chương trình nhân giống tại vườn thú Melbourne, Úc,
và nó đã có thai.
TS. Thomas Hildebrandt, một trong những chuyên gia sinh sản
hàng đầu thế giới, đang giám sát tiến trình nhờ một máy quét siêu âm.
chúng tôi nghiên cứu quá trình mang thai dài nhất thế giới,
với loài voi phải mất 22 tháng.
Vì vậy dùng siêu âm cho phép chúng tôi
không cần can thiệp mà vẫn thấy được mọi sự khác biệt
trong quá trình phát triển của thai nhi,
điều khá thú vị và không thể làm được trước đó.
Hình ảnh 3D chi tiết hơn cho chúng ta
rất rõ dạ con.
Thậm chí ở giai đoạn phát triển ban đầu,
có thể thấy phần thân con non cử động.
Nhưng chúng ta cũng có thể thấy sự hiện diện của một cơ quan đặc biệt
tham ra quá trình nuôi dưỡng để con non phát triển trước khi sinh.
Nhau thai.
Con voi con này được sinh trong sở thú mới ba tuần trước đó
nhau thai của nó được lưu lại để phân tích.
Đây là nhau thai của con non
vừa chạy ngoài sân lúc nãy.
Các mạch máu này hình thành nên dây rốn,
cho phép chuyển dưỡng chất tới con non
và lấy đi các chất thải.
Phía dưới là một vành mô như bọt biển
liên kết thành màng dạ con của voi mẹ
cho phép dưỡng chất chảy vào và chất thải chảy ra.
Nhưng nó cũng hoạt động như một rào cản cứu sinh.
Bởi vì một nửa gene con non là từ voi bố,
trong bụng mẹ nó gặp rủi ro do hệ thống miễn dịch của voi mẹ.
Con non là thành phần ngoại lai xa lạ với cơ thể mẹ,
nó sẽ bị đào thải nếu không nhờ tác động của hệ thống rất đặc biệt này
để bảo vệ con non chống lại hệ miễn dịch của voi mẹ.
Do mô của nhau thai được cấu tạo từ những tế bào
của cả mẹ và con, và hai nguồn cung cấp máu không hề trộn lẫn,
nên con non được bảo vệ.
Giúp con non an toàn trong tử cung
cho đến khi nó sẵn sàng được sinh ra.
Động vật có vú có kỹ thuật tiến hóa kỳ diệu này
được gọi là "Động vật nhau thai".
Có vẻ những tổ tiên ban đầu như Juramaia,
là những loài đầu tiên nuôi con trong cơ thể chúng
từ 160 triệu năm trước.
Đến nay, động vật có vú đều có được mọi đặc tính quan trọng
xác định chúng như một nhóm.
Cơ thể có lông,
nuôi con bằng sữa,
và đẻ con.
Và sự kết hợp này rốt cuộc giúp chúng
làm cơ sở cho một quá trình bùng nổ đa dạng đáng kinh ngạc.
Trong hàng triệu năm, chúng vẫn là những sinh vật nhỏ bé,
giống như loài chuột chù ngày nay,
kích cỡ khoảng bàn chân khủng long.
Nhưng rồi đã có một thảm họa toàn cầu đột ngột
thảm họa khiến toàn bộ lịch sử động vật có xương sống
có một kết cục bất ngờ.
Một tác động thiên thạch gây ra sóng xung kích toàn cầu,
trùng hợp với sự tuyệt chủng của loài khủng long.
chúng ta không thực sự chắc chắn Vì sao loài khủng long biến mất,
nhưng chắc chắn 65 triệu năm trước,
những hóa thạch của chúng biến mất.
Nhưng nhiều loài xương sống khác sống sót,
và đối với chúng, quyền thống trị thế giới đang bỏ ngỏ.
Các nhà khoa học khám phá bằng chứng kinh ngạc ở Đức
về cách động vật có vú nắm lấy cơ hội này ra sao.
Thung lũng tự nhiên này được gọi là Messel Pit.
Cả một cộng đồng động vật đông đảo bị chôn vùi ở đây
do một quái vật đặc biệt của tự nhiên.
47 triệu năm trước đây,
đây từng là ven hồ một khu rừng cận nhiệt đới.
Nhưng vùng nước này có một bí ẩn chết người.
Trên thực tế hồ là một miệng núi lửa ngập nước.
Người ta cho rằng khí carbon dioxide chết người
thoát ra từ dưới đáy sâu định kỳ thoát lên bề mặt nước,
giết chết những sinh vật uống nước ven bờ hoặc bay qua vùng nước.
Cơ thể chúng chìm xuống đáy
bị vùi lấp trong bùn phù sa.
giờ nơi này là một trong những điểm khai quật hóa thạch
đáng chú ý nhất thế giới.
Quá trình khai quật vất vả đã khám phá những sinh vật từng giấu kín trong các lớp
dưới đáy hồ cổ đại.
chúng được bảo quản rất tốt.
Đó là một phác thảo độc đáo về sự sống sau thời khủng long.
Có những loài bò sát, như thằn lằn và rắn.
Ở đây cũng có những loài chim cổ đại,
nhóm động vật xương sống tiến hóa từ loài khủng long.
Nhưng biến đổi lớn nhất lại từ chính những động vật có vú.
chúng đã bắt đầu chuyên biệt hóa.
Con vật này, có lẽ là loài chuyên biệt nhất trong số đó.
Nó là một loài ăn côn trùng, một sinh vật lớn giống chuột chù,
răng nó còn tương đối đơn giản.
Nhưng sau đó lại có những sinh vật như loài này.
nó có răng gặm nhấm phía trước rất lớn.
Nó là động vật gặm nhấm khởi thủy, một sinh vật giống chuột.
Và tiếp đó vẫn còn những loài lớn hơn...
.. như con vật này.
Nó có răng nghiền ở phía sau,
và cặp chân dài.
Nó bắt đầu đứng thẳng trên bàn chân.
Đó là một con ngựa khởi thủy.
Và có lẽ điều đặc biệt và đáng chú ý nhất
trong thời kỳ rất sơ khai đó
là mẫu vật đặc biệt này.
Bạn có thể thấy nó là một con dơi.
được bảo quản đặc biệt
tới mức có thể dễ dàng nhận ra lớp da,
không chỉ trên chân trước,
mà còn biến đổi thành đôi cánh,
thậm chí bạn có thể thấy cái tai lớn này
ở trên đầu nó,
điều đó cho thấy nó đã bắt đầu định vị bằng sóng phản xạ,
để nghe hồi âm của chính nó nhằm điều hướng khi bay.
Động vật có vú cho thấy một khả năng đặc biệt
khi nhanh chóng biến đổi cơ thể nhằm lấp khoảng trống quyền lực
do sự tuyệt chủng của khủng long.
Chúng đã có những cơ hội mới,
nhưng cũng phải đối mặt với một áp lực tiến hóa mới.
Sự biến đổi khí hậu.
Mười triệu năm ấm lên toàn cầu
tạo một sự đột biến trong đời sống thực vật.
Rừng từng bao phủ mặt đất giờ phát triển dày đặc và tối tăm hơn bao giờ hết.
Những động vật có vú mới xuất hiện cũng với những đặc tính mới
giúp chúng phát triển mạnh trong môi trường biến đổi này.
Những đặc tính vốn có ý nghĩa rất lớn lao với loài người.
Đây là một thành viên khởi thủy của nhóm động vật có vú
sẽ tạo nên chúng ta.
Nó là động vật linh trưởng tiền sử.
Bạn có thể thấy đây là chân trước, bàn tay của nó,
chúng có một ngón cái choãi ra,
để có thể cầm nắm.
Và tương tự ở chân sau - ngón cái cũng choãi ra.
nên con vật này là một loài leo trèo.
Những loài linh trưởng giờ có thể tìm thức ăn trên những tán cây cao.
Nghĩa là một loại thực phẩm mới đã kích hoạt
một bước tiến kinh ngạc trong cơ thể chúng.
Một quá trình cải thiện lớn về tầm nhìn.
Tiến sĩ Sandra Engels là thành viên một nhóm nghiên cứu
chế độ ăn của động vật linh trưởng hóa thạch tại Messel Pit.
Đáng chú ý là cô có thể kiểm tra những thành phần chứa trong ruột nó.
chúng tôi có những quả hạt trong bữa ăn cuối cùng của con linh trưởng này,
khi phân tích với độ phóng đại rất lớn
chúng tôi thấy một viền hạt hình bầu dục
vốn là thành phần của trái cây.
bởi vì nó nằm trong nội tạng của động vật linh trưởng này,
chúng tôi biết rằng nó đã ăn trái cây.
Hình 3D răng của nó càng cho thấy quả cây là thành phần chính
trong chế độ ăn chuyên biệt của nó. Con vật này là loài chuyên ăn trái cây.
Nếu xem xét kỹ hơn tới hình dạng răng,
chúng ta có cấu trúc như lòng chảo hoặc múi tròn
đó là công cụ thích hợp để cắn vỡ trái cây.
47 triệu năm trước, những trái cây dầy cùi, lớn như thế này
chỉ vừa mới được thực vật tạo ra.
Đó là một trong những cách để chúng thích nghi
với môi trường rừng rậm mới.
Nhiều thực vật khởi thủy dựa vào gió để phát tán hạt giống.
Nhưng trong rừng rất ít hoặc hầu như lặng gió, vì vậy chúng gặp rắc rối.
chúng giải quyết bằng cách viện tới sự trợ giúp của các loài chim,
chúng làm điều đó bằng cách bao hạt giống
trong lớp cùi trái cây ngọt, ăn được.
Chim tha những hạt giống trong dạ dày
để rồi thải chúng ở những nơi khác nhau trong rừng.
Động vật linh trưởng rõ ràng đã bắt đầu khai thác sự sắp xếp lý tưởng này,
nhưng để tận dụng mọi lợi thế, chúng phải cải thiện tầm nhìn.
Trong thời khủng long,
động vật có vú chủ yếu hoạt động về đêm,
chúng phát triển mạnh tầm nhìn đêm,
nhưng phải hy sinh một tính năng không cần thiết trong bóng tối.
Khả năng phân biệt màu sắc.
Ngày nay, hầu hết động vật có vú vẫn nhìn thế giới chủ yếu ở dạng đen, trắng.
Nhưng loài bò sát và người anh em của chúng, loài chim,
vẫn giữ được tầm nhìn phân biệt màu sắc kỳ diệu.
Và những loài thực vật cho quả
đã phát triển một loạt dấu hiệu để phù hợp theo.
Sẽ chẳng có ích gì nếu hạt giống được phát tán
trước khi phát triển hoàn thiện.
Nên thực vật phát triển một hệ thống mã màu
nhằm báo hiệu điều đó.
Chẳng hạn thực vật này, khi quả còn non và vẫn đang phát triển.
cùi của nó cứng, đắng, có màu xanh lá cây.
Nhưng quả này đã phát triển hoàn thiện.
Cùi nó mềm mại và ăn rất ngon,
quả hạt bên trong đã sẵn sàng phát tán.
Khi đó nó có màu đỏ.
Việc phát hiện màu đỏ giữa tán lá xanh
khá dễ dàng với loài chim hay loài bò sát.
Nhưng động vật có vú, với tầm nhìn thiên về đêm,
không thể phân biệt được màu đỏ và xanh lá cây.
Do đó, rất kỳ lạ khi
một số loài linh trưởng phát triển thành công một kỹ năng mà không loài có vú nào khác có được.
chúng đã đảo chiều quá trình tiến hóa để lấy lại tầm nhìn phân biệt màu sắc.
Tổ tiên chung của loài khỉ này, trong đó có cả tôi,
sống trên cây dưới ánh sáng ban ngày.
Chúng nhanh chóng phát triển khả năng nhìn phân biệt màu sắc,
để biết quả đã chín hay chưa,
nhằm để giành lợi thế trong hệ thống
đã được chứng tỏ rất hiệu quả
giữa loài chim và thực vật.
Chúng ta hãy xem nó chọn loại nào.
Mày thích loại nào?
Vậy đấy.
Sau quá trình khủng long tuyệt chủng 65 triệu năm trước đây,
động vật có vú sử dụng khả năng thích nghi kỳ diệu
để phát triển và đa dạng hóa với tốc độ đáng kinh ngạc.
Trong tiến trình đó, chúng đã đặt nền móng
cho những nhóm động vật có vú chủ đạo được thấy ngày nay.
Nhưng sau đó, khoảng 47 triệu năm trước, một loạt những vấn đề mới nảy sinh.
một lần nữa khí hậu trái đất biến động .
Nhiều nơi trở nên khô hơn, và điều tất yếu xảy ra,
là rừng thưa dần và được thay thế
bằng rừng cây bụi thấp, thưa thớt và đồng cỏ.
Những môi trường mới này tạo nên những thách thức mới cho các loài vật
và mở ra kỷ nguyên động vật có vú khổng lồ.
Các nhà khoa học đang tìm kiếm bằng chứng ấn tượng về sự thay đổi này
trong vùng đồng cỏ Great Plains, Bắc Mỹ.
Vùng đất kỳ lạ nam Dakota này được gọi là Badlands.
Sông suối bào mòn những tảng đá thành những hình thù kỳ lạ.
Nhưng 40 triệu năm trước,
Có những lớp phù sa bồi lắng trên một đồng bằng ngập nước trống trải.
Nhà cổ sinh học Clint Boyd
đang tìm kiếm những dấu tích hóa thạch của những sinh vật thời cổ đại đó.
Anh tìm kiếm những động vật có vú khổng lồ.
Đây là một phần xương chúng tôi gọi là xương đùi hay xương đùi trên,
và bề mặt tròn này là khớp hông.
Bạn có thể thấy nó rất lớn.
chúng ta đang nói tới một con vật rất lớn.
Và không chỉ có xương đùi mà còn có xương mắt cá chân
trải dài qua đây, sau đó nối tiếp xuống từ chỗ đó,
chúng ta có một số xương đuôi xuôi xuống.
Như vậy, nếu liên kết tất cả với nhau, dựa vào kích cỡ,
chúng ta đang thấy một con vật
có lẽ cao khoảng hai mét tới hông.
Sinh vật có tên là Titanothere.
Nó là một loài ăn cỏ.
Nó ăn thảm thực vật tươi tốt từng bao phủ
khu vực thuộc Hoa Kỳ này.
Một loạt những mẫu vật khác nhau đã được thu thập
tại Bảo tàng Khoa học và Tự nhiên Denver.
chúng cho thấy những con Titanothere khởi thủy
có tầm vóc nhỏ hơn nhiều.
Khi những con Titanothere đầu tiên xuất hiện chúng trông như thế này.
Đây là hàm dưới của một con Titanothere khởi thủy,
đó là một sinh vật cỡ con cừu.
Chỉ sau năm triệu năm,
thành viên của nhóm phát triển từ cỡ con cừu...
.. tới kích cỡ một con ngựa nhỏ.
Chỉ 15 triệu năm sau khi xuất hiện lần đầu,
Titanotheres đã lớn như thế này.
Ở đây bạn có thể thấy hộp sọ của một trong số loài Titanotheres.
Về mặt tiến hóa, kích cỡ đã tăng nhanh tới mức kinh ngạc.
Nhưng điều gì gây ra sự thay đổi đặc biệt này?
Nhưng hóa thạch khác có thể cung cấp một lời giải.
Trở lại thời điểm bắt đầu xuất hiện loài Titanotheres nhỏ nhất,
nhưng đó là một động vật có vú khác hẳn.
Đây là hộp sọ của loài Malfelis Badwaterensis,
còn gọi là "mèo dữ Badwater".
Nó là loài săn mồi lớn nhất thời đó.
Đây là hộp sọ. Đỉnh sọ lớn này có phần cơ hàm lớn
truyền lực cắn rất mạnh
tới những răng kiếm, thích hợp để xé xác một con Titanothere.
Và điều thú vị là loài Malfelis này đúng bằng
kích thước những loài ăn cỏ điển hình thời đó như Titanotheres.
Những con Titanotheres khởi thủy có thể chạy trốn khỏi những con mèo dữ
trong môi trường rừng rậm.
Nhưng khi rừng bắt đầu thưa thớt,
Loài Titanotheres rất dễ bị tấn công.
Một cách để cải thiện cơ hội của chúng là trở nên to lớn hơn.
Một động vật ăn cỏ có nhiều cơ hội sống sót trong cuộc chạm trán
với một kẻ săn mồi, nếu nhỉnh hơn đôi chút.
Vì vậy ít nhiều đã có một cuộc chạy đua vũ trang
giữa những kẻ săn mồi và con mồi.
Những sinh vật như Titanotheres có thể thoát khỏi áp lực của kẻ săn mồi này
bằng cách trở thành những kẻ khổng lồ được thấy 35 triệu năm trước.
Dấu tích hóa thạch còn lại của Titanotheres từ Badlands ở Nam Dakota
và những nơi khác trên khắp Great Plains
cho phép chúng ta tái tạo quá trình bứt phá chớp nhoáng của nó.
Từ những khởi đầu khiêm tốn,
chúng tăng kích cỡ lên hơn mười lần...
.. cho đến lớn nhất cao trên 2,5 m.
Đồng cỏ trống trải ngày càng bao phủ trái đất,
nhiều động vật có vú khổng lồ khác xuất hiện.
Chúng được gọi chung là "Megafauna".
Con lười khổng lồ này (giant sloth) được phát hiện ở California.
Tại Trung Quốc, tôi đã tới xem tàn tích còn lại của những con voi ma mút.
Và một sinh vật đặc biệt từng là động vật có vú
lớn nhất trên cạn.
Con thú lớn này được gọi là Paraceratherium.
Nó cao tới 5 m và dài gần 8 m.
Từ loài vú nhỏ có lông
từng phải lẩn trốn trong bóng tối đã sản sinh ra những thế hệ con cháu
có thể đối mặt với loài khủng long lớn nhất.
Voi là một trong số ít thuộc nhóm Megafauna
còn tồn tại tới ngày nay.
Nhưng những phiên bản ngoại cỡ này
đã biến mất khỏi hành tinh.
Vậy, chuyện gì đã xảy ra với chúng?
Sự tuyệt chủng của chúng trùng hợp với một sự kiện quan trọng
trong lịch sử của Trái Đất.
từ khoảng 2,5 triệu năm trước đây,
băng từ miền Bắc, miền Nam lan rộng xuống
bao phủ những vùng châu lục rộng lớn.
Nhưng rốt cuộc khi rút lui,
chỉ mới 10.000 năm trước, khiến loài Megafauna biến mất.
Một số người đổ lỗi cho quá trình gia tăng và suy giảm của nhiệt độ
khi Kỷ băng hà kết thúc.
Nhưng những người khác cho rằng thủ phạm chính là động vật có vú.
Một siêu động vật săn mồi mới xuất hiện.
Để thấy một số bằng chứng cổ nhất về sự xuất hiện của nó tại Trung Quốc,
Tôi đã trở lại Bắc Kinh.
Những vết tích hóa thạch này thuộc về một loài linh trưởng.
Cách đây khoảng 68.000 năm.
Loài linh trưởng này có hai đặc tính tiến hóa mới.
Trước tiên là khung xương chậu.
Một con vật với một khung xương chậu như thế này
có thể đứng thẳng.
Thứ hai là hộp sọ.
bộ não của nó rất lớn.
Xem về tỷ lệ với kích thước cơ thể,
nó lớn gấp 6 lần loài có vú kích cỡ trung bình.
Điều đó khiến nó có trí thông minh tuyệt vời.
Và sinh vật đó, tất nhiên là con người.
Loài người tiền sử dùng trí thông minh để tàn sát.
Họ phát minh ra cách chế tạo vũ khí.
Những viên đá này được đẽo kỹ càng tạo thành lưỡi sắc,
được thấy cùng với di tích của con người.
Và họ đã phát triển sức mạnh mới qua việc truyền thông
cho phép huy động lực lượng và săn mồi theo nhóm.
Đây là một dạng động vật săn mồi mới.
Xuất hiện lần đầu ở châu Phi
sau đó lan rộng tới mọi châu lục khác,
mỗi lần sự xuất hiện của nó trong lục địa
ít nhiều trùng hợp với sự biến mất của Megafauna.
Ít nhất, điều này cho thấy,
sinh vật này có can dự tới sự kiện đó.
Để kết thúc hành trình của mình tại Trung Quốc,
và tìm kiếm bước tiến hóa mới nhất trong câu chuyện tiến hóa của chúng ta,
Tôi trở lại Côn Minh tới một trong những nhà hộ sinh bận rộn nhất.
Bộ não lớn khiến chúng ta có những ưu thế vượt trội,
nhưng kích thước nó cũng tạo nên một rắc rối căn bản về cấu trúc khi sinh ra.
Hộp xương sọ bao bọc bộ não
phải đi qua bộ phận sinh sản của người mẹ.
Một điểm bổ xung mới nữa cho loài người, đó là dù chỉ mới sinh 12 tiếng đồng hồ,
đã cho thấy điều đó diễn biến ra sao.
Tên cháu bé là Shao Bao.
Nghĩa là "kho báu nhỏ".
Cháu được sinh ra nhờ tính năng đặc biệt trong hộp sọ.
Sọ động vật có vú được hình thành từ những mảnh xương sọ riêng biệt.
Trong khi hầu hết chúng liền nhau khi mới ra đời
tạo thành một hộp xương cứng nhằm bảo vệ cơ quan đặc biệt nhất, bộ não.
Nhưng không phải vậy với Shao Bao và loài người nói chung.
chúng vẫn còn tách biệt,
cho phép đầu có thể biến dạng đôi chút
để chui qua lỗ sinh sản của mẹ cháu.
Điều đó cũng cho phép não tiếp tục tăng trưởng và phát triển
sau khi sinh.
Trên thực tế, những mảnh xương sọ cũng không liền nhau
cho tới khi Shao Bảo khoảng hai tuổi.
Đó là một trong những điểm tiến hóa gần đây nhất
trong suốt chặng đường dài của quá trình phát triển tiến hóa đặc biệt
cho phép động vật xương sống, động vật có xương sống,
tạo nên sự đa dạng rực rỡ được thấy quanh ta ngày nay.
Tổ tiên Shao Bảo, như tất cả chúng ta,
qua suốt hơn 500 triệu năm
từ một ít sinh vật nhỏ như giun bơi lội dưới đáy biển cả.
Xương sống và hàm của cháu thừa hưởng từ loài cá khởi thủy.
Chân tay và phổi của cháu thừa hưởng từ loài lưỡng cư.
Loài bò sát cho cháu làn da không thấm nước.
Những động vật có vú nhỏ bé sống về đêm tặng cháu một bộ não lớn hơn...
.. những giác quan nhạy bén hơn...
.. và phương thức đã sinh ra cháu.
Tay và tầm nhìn phân biệt màu sắc được thừa hưởng từ loài linh trưởng ăn trái cây.
Bộ não lớn hơn, thông minh hơn là từ những người vượn tiền sử.
Vì vậy, mọi đặc tính trên cơ thể chúng ta đều có thể lần ngược lại
trở về tổ tiên xa xưa của chúng ta,
và còn nhiều điều nữa chúng ta được thừa hưởng từ họ.
Nhưng có một điều chắc chắn -
quá trình tiến hóa của động vật xương sống vẫn còn tiếp diễn.
Nguồn: Red Bee Media Ltd. Biên dịch: Anabas Email: hahoangvn@gmail.com