Vì sao loài rùa có mai?

Rùa một loài bò sát vô cùng kỳ lạ so với những loài bò sát khác, đặc biệt là ở phần mai. “Vì sao rùa có mai?”, “mai rùa có từ khi nào?”, và những câu hỏi tương tự vậy đã làm các nhà cổ sinh vật học phải tranh luận suốt hàng thế kỷ. Trong bài viết sau đây, mời các bạn cùng tìm hiểu về cách mà loài rùa tiến hóa và mọc ra cái mai độc đáo của mình.

Cuối thế kỷ 19 người ta tìm thấy một con rùa hóa thạch, và từ đó cuộc tranh luận nổ ra

Năm 1887, một nhà khoa học ở Đức đã công bố phát hiện một hóa thạch động vật thú vị. Nó rõ ràng là một con rùa với một cái mai dày trên lưng và một cái yếm phẳng dưới bụng, đủ điều kiện để gọi là một con rùa, chỉ là nó chưa phát triển “tính năng” thụt đầu vào mai như rùa hiện đại thôi.

Đây không chỉ là một chi rùa mới, nó còn là loài rùa cổ nhất được phát hiện vào thời điểm đó. Nó được gọi là proganochelys, khoa học hiện đại đã xác định được rằng nó sống cách đây 210 triệu năm, cuối kỷ Tam Điệp. Việc con rùa này được tìm thấy với một chiếc mai nguyên vẹn đã giúp xác định nó là một con rùa nhưng cũng để lại nhiều câu hỏi, rằng chiếc mai đó tiến hóa như thế nào. Muốn giải quyết được câu hỏi đó, chúng ta cần phải biết được cái mai mọc ra từ khi nào và từ đâu trên cơ thể của tổ tiên loài rùa.

Mai rùa mọc từ ngực lên hay từ lưng xuống là một câu hỏi là đau đầu giới cổ sinh vật học

Trong suốt một thời gian dài kể từ cuối thế kỷ 19, phần lớn các nhà cổ sinh vật học tin rằng rùa tiến hóa từ chi bò sát pareiasaurus. Chúng có cơ thể lực lưỡng, tròn trịa và nhiều loài trong chi này có lớp vảy cứng trên lưng, điển hình là loài bradysaurus sống cách đây 260 triệu năm hay một loài pareiasaurus mới hơn và có bộ vảy giáp phát triển hơn là anthodon. Vì thế nên cũng không khó hiểu khi họ suy đoán rằng hệ thống vảy trên lưng các loài pareiasaurus ngày một phát triển hơn, đến một lúc nào đó, chúng liền lại, trở thành cái mai trên lưng rồi sau đó liên kết với các xương sườn bên dưới để tạo thành một cái mai hoàn chỉnh như những gì chúng ta thấy ngày nay.

 Bradysaurus

Nghe thì rất hợp lý nhưng mọi chuyện không đơn giản như thế. Đến những năm 1920 khi khoa học phát triển hơn và các nhà cổ sinh vật học nghiên cứu sâu hơn về quá trình hình thành và phát triển của sinh vật từ trong bào thai đến khi trưởng thành, họ nhận ra rằng xương sườn trước ngực chúng bè ra, liền lại tạo thành plastron (phần “yếm”) rồi mới mở rộng cấu trúc này lên trên lưng, tạo thành carapace (mai lưng). Và cả 2 cái này kết hợp thì mới thành một cái mai hoàn chỉnh. Thế nên một số nhà khoa học muốn lật lại giả thuyết trên và đặt ra một giả thuyết khác là rùa phát triển mai từ ngực trước rồi rồi mới lên lưng sau.

Một pha thì nói mai rùa phát triển từ vảy lưng xuống, một phe thì lại nói là từ xương sườn trước ngực lên. Cả 2 phe đều có những bằng chứng để chứng minh cho giả thuyết của mình. Thế thì phe nào mới đúng? Rất may là sau đó các nhà cổ sinh vật học lại tìm thấy một sinh vật có thể phân định thắng thua – một loài rùa sơ khai.

Rùa phát triển cái “yếm” trước rồi mới có mai lưng sau

Năm 2008, giới cổ sinh vật học đã được một phen chấn động khi hóa thạch thú vị ở Trung Quốc. Đây là một sinh vật rất giống con rùa, nhưng nó chỉ có phần yếm chứ không có mai lưng. Lưng của nó vẫn là xương sườn thông thường. Các nhà cổ sinh vật học gọi chi động vật này là odontochelys, sống cách đây khoảng 220 triệu năm, tức là 10 triệu năm trước loài rùa nguyên thủy proganochelys được tìm thấy ở Đức.

Việc odontochelys có phần yếm chứ không có mai là bằng chứng khá rõ ràng cho việc rùa đã phát triển phần yếm trước rồi mới đến phần mai lưng sau.

Việc phát hiện ra loài odontochelys đã khiến các nhà cổ sinh vật học nghiên cứu lại một loài khác là eunotosaurus vào năm 2010. Loài này sống cách đây 260 triệu năm ở Châu Phi, rất lâu trước proganochelys và odontochelys. Hóa thạch của loài này được tìm thấy từ năm 1892 nhưng hầu hết các chuyên gia thời đó đều cho rằng nó không phải là tổ tiên loài rùa vì nó không có mai. Tuy nhiên nó có xương sườn phẳng, rộng và các nhà cổ sinh vật học hiện đại nhận thấy rằng nó rất giống với odontochelys.

Đến năm 2015, các nhà nghiên cứu lại tìm thấy một loài rùa nguyên thủy khác ở Đức, họ gọi nó là pappochelys hay “rùa ông nội”. Loài này sống cách đây 260 triệu năm. Nó có xương sườn rộng và dàn xương ức của nó đã bắt đầu hợp lại nhưng chưa biến thành một cái yếm giáp hoàn chỉnh. Con rùa nguyên thủy này chính là bằng chứng cho sự chuyển tiếp của loài rùa, từ eunotosaurus trở thành odontochelys với bộ yếm cứng.

Những nghiên cứu, và phát hiện này đã điền vào những dòng lịch sử còn trống trong sự tiến hóa của loài rùa. Tuy nhiên chúng ta vẫn còn một câu hỏi được đặt ra ở đây, đó là tại sao rùa lại hình thành cái mai đó trong khi một khung sườn siêu rộng như thế làm chúng chậm chạp đi. Chắc chắn cái mai phải có tác dụng gì đó thì nó mới được loài rùa phát triển.

Ban đầu rùa có cái yếm để làm “nhà” cho dễ, sau này nó vác cả cái “nhà” theo luôn

Năm 2016, các nhà cổ sinh vật học lại lôi tổ tiên xa xưa nhất của loài rùa là eunotosaurus ra nghiên cứu tiếp và nhận ra điều thú vị về loài này. Chúng tiến hóa để thích nghi với việc đào hang. Đầu chúng có hình dạng như một cái xẻng, chi trước khỏe hơn chi sau cùng bộ móng vuốt khổng lồ. Tất cả đều chứng minh là bọn này đã có một sự nghiệp đào bới vĩ đại, chúng sống trong hang và đào hang rất khỏe. Điều này cũng giải thích vì sao chúng có dàn xương sườn rộng.

Một cái thân rộng và bè sẽ giúp chúng trụ vững hơn khi đào bới bằng cả 2 chi trước. Với cái thân rộng và chân ngắn như thế thì dĩ nhiên việc đi lại cũng sẽ khó khăn và khiến chúng chậm chạp đi. Thế nên chúng sẽ cần được bảo vệ nhiều hơn. Và đó là khi những chiếc xương sườn bắt đầu hợp nhất và trở thành một cái mai giúp bảo vệ toàn thân của rùa hiện đại. Theo thời gian thì mục đích tiến hóa của mai rùa đã thay đổi. Trước là để chúng làm nhà tốt hơn, giờ thì cái mai đã trở thành bộ giáp cũng như ngôi nhà di động của chúng, bảo vệ chúng mọi nơi mọi lúc luôn.

Trên đây là bài viết về lịch sử tiến hóa của loài rùa, cụ thể hơn là cách mà chúng hình thành chiếc mai thương hiệu của mình. Hy vọng đã mang đến được cho các bạn những thông tin thú vị. Cảm ơn các bạn vì đã quan tâm theo dõi và chúc các bạn luôn yêu khoa học nhé.