Hóa thạch loài bọ cạp cổ nhất

Các nhà khoa học nghiên cứu các hóa thạch  được thu thập cách đây 35 năm đã xác định chúng là loài bọ cạp cổ nhất, một loài động vật thời tiền sử khoảng 437 triệu năm trước và có khả năng hô hấp ở đại dương cổ và trên đất liền. Các nhà khoa học đã phát hiện ra hóa thạch bọ cạp cổ nhất - là một trong những động vật đầu tiên trên cạn - một hóa thạch được phát hiện ở Wisconsin

Phát hiện này cung cấp thông tin mới về cách động vật này chuyển từ đời sống dưới biển sang sống hoàn toàn trên cạn: Hệ thống hô hấp và tuần hoàn của loài bọ cạp này gần giống với  bọ cạp hiện đại ngày nay - chỉ sống trên cạn - và hoạt động tương tự như  hệ hô hấp và tuần hoàn của cua móng ngựa, sống chủ yếu ở dưới nước, nhưng có khả năng di chuyển vào đất liền trong thời gian ngắn.
Các nhà nghiên cứu đã đặt tên cho loài  bọ cạp mới này là Parioscorpio. Tên chi có nghĩa là "bọ cạp tiên sinh" và tên loài có nghĩa là "thợ săn". Họ đã phác thảo những phát hiện trên trong một nghiên cứu được công bố ngày 16/1/2020 trên tạp chí  Scientific Reports.
 
Loren Babcock,  tác giả của nghiên cứu này- giáo sư khoa học trái đất tại Đại học bang Ohio cho biết: "Chúng tôi đang nghiên cứu loài bọ cạp cổ nhất được biết đến - thành viên  cổ nhất được biết đến của dòng arachnid, là một trong những sinh vật trên cạn thành công nhất trong lịch sử Trái đất".
"Hơn thế nữa, điều quan trọng hơn đó là chúng tôi đã xác định được một cơ chế mà động vật thực hiện quá trình chuyển đổi quan trọng từ môi trường biển sang môi trường sống trên cạn. Điều này cung cấp mô hình cho các loại động vật khác trong đó  bao gồm  động vật có xương sống đã thực hiện quá trình chuyển đổi đó . Đó là một phát hiện đột phá. "
                         Hóa thạch (bên trái) được phát hiện ở Wisconsin năm 1985.  Các nhà khoa học  đã phân tích nó và phát hiện các cơ quan hô hấp và tuần hoàn của loài động vật cổ này (ở giữa) gần giống hệt với các cơ quan này ở bọ cạp hiện đại (hình bên phải). Ảnh chụp bởi Andrew Wendruff . 
Hóa thạch "bọ cạp thợ săn" được khai quật vào năm 1985 từ một địa điểm ở Wisconsin, nơi từng là một hồ nhỏ dưới chân một vách đá trên đảo. Chúng vẫn chưa được nghiên cứu trong một bảo tàng tại Đại học Wisconsin trong hơn 30 năm cho đến khi một trong các nghiên cứu sinh  của Babcock, Andrew Wendruff - hiện là trợ giảng giáo sư  tại Đại học Otterbein ở Westerville - quyết định nghiên cứu chi tiết hóa thạch này.
Wendruff và Babcock ngay lập tức nhận ra các hóa thạch này là bọ cạp. Tuy nhiên, ban đầu, họ không chắc những hóa thạch này gần với tổ tiên  của  arachnid như thế nào. Loài bọ cạp được biết đến sớm nhất vào thời điểm đó đã được tìm thấy ở Scotland và có niên đại khoảng 434 triệu năm trước. các nhà cổ sinh vật học biết đến bọ cạp là một trong những động vật đầu tiên sống trên cạn toàn toàn.
Hóa thạch Wisconsin được các nhà nghiên cứu xác định  già  hơn từ 1 triệu đến 3 triệu năm so với hóa thạch từ Scotland. Họ đã tìm ra tuổi  con bọ cạp này từ các hóa thạch khác trong cùng một dạng.  Những hóa thạch đó đến từ những sinh vật mà các nhà khoa học cho rằng đã sống từ 436,5 đến 437,5 triệu năm trước, trong thời kỳ đầu của thời kỳ Silurian, thời kỳ thứ ba trong kỷ Cổ sinh Paleozoic
Bà Wendruff nói : "Mọi người thường nghĩ rằng chúng tôi sử dụng phương pháp định niên đại carbon để xác định tuổi của hóa thạch, nhưng điều đó không hiệu quả đối với một hóa thạch cổ này", . "Nhưng chúng tôi định niên đại bằng  nền tro - và khi  không có tro núi lửa, chúng tôi sử dụng những vi hóa thạch này và tương quan với những năm khi những sinh vật đó ở trên Trái đất. Đó là niên đại tương đối một chút”.
Hóa thạch Wisconsin - từ một hệ tầng chứa hóa thạch được gọi là Waukesha Biota - cho thấy các đặc điểm điển hình của một con bọ cạp, nhưng phân tích chi tiết cho thấy một số đặc điểm mà trước đây không biết ở bất kỳ bọ cạp nào, chẳng hạn như các đoạn cơ thể bổ sung và vùng đuôi "ngắn" " tất cả đều làm sáng tỏ tổ tiên của nhóm này.
Wendruff nghiên cứu các hóa thạch trên dưới kính hiển vi và chụp các bức ảnh chi tiết về các hóa thạch  này với độ phân giải cao  từ các góc khác nhau.  Các mảnh nội tạng của loài này, được bảo quản trong đá, bắt đầu nổi lên. Ông đã xác định các phần phụ, một buồng nơi con vật sẽ cất giữ nọc độc của nó, và - quan trọng nhất - phần còn lại của hệ thống hô hấp và tuần hoàn của nó.
Con bọ cạp này dài khoảng 2,5 cm - có kích thước tương đương với nhiều con bọ cạp trên thế giới hiện nay. Babcock cho biết:  điều này cho thấy mối liên hệ tiến hóa quan trọng giữa cách  tổ tiên của loài bọ cạp cổ xưa thở dưới nước và cách bọ cạp  hiện đại thở trên cạn. Về mặt bên trong, hệ thống tuần hoàn hô hấp có cấu trúc giống như trong bọ cạp ngày nay.
"Hoạt động bên trong của hệ tuần hoàn - hô hấp ở loài động vật này, có hình dạng, giống hệt như của loài nhện và bọ cạp chỉ hít thở không khí", Babcock nói. "Nhưng nó cũng cực kỳ giống với những gì chúng ta nhận ra ở động vật chân đốt biển như cua móng ngựa. Vì vậy, có vẻ như loài bọ cạp này, chủng này, phải được thích nghi trước với  cuộc sống trên cạn, nghĩa là chúng có khả năng hình thái để thực hiện quá trình chuyển đổi đó , ngay cả trước khi lần đầu tiên, chúng  đặt chân lên cạn.”
. “Các nhà cổ sinh trong nhiều năm đã tranh luận về cách thức động vật di chuyển từ biển vào đất liền. Một số hóa thạch cho thấy dấu vết bò  trên cát có thể có tuổi đời lên tới 560 triệu năm, nhưng những dấu vết này có thể đã được tạo ra trong bọt biển thời tiền sử - có nghĩa là rất khó để biết liệu động vật sống trên đất liền hay trong đại dương cổ.
Nhưng với những con bọ cạp thời tiền sử này, Wendruff nói, có rất ít nghi ngờ về khả năng tồn tại trên cạn của chúng bởi vì những điểm tương đồng với bọ cạp hiện đại trong hệ thống hô hấp và tuần hoàn. Nguồn tham khảo:Ohio State University. "Fossil is the oldest-known scorpion: Researchers think it was one of the first animals to spend time on land." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 January 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200116121903.htm>.
https://news.osu.edu/fossil-is-the-oldest-known-scorpion/
 

Người dịch:Minh Trần