Một trong những cuộc khủng hoảng lớn nhất trong lịch sử Trái đất được đánh dấu bằng sự thay đổi lớn về động vật có vỏ, trong đó động vật tay cuộn (vỏ đèn) được thay thế rộng rãi bằng các loài hai mảnh vỏ như hàu và trai. Đây là kết quả của sự tuyệt chủng hàng loạt tàn khốc vào cuối kỷ Permi, vốn đã thiết lập lại một cách hiệu quả quá trình tiến hóa của sự sống khoảng 250 triệu năm trước.


Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phân tích Bayes để nghiên cứu sự suy giảm của động vật tay cuộn và sự trỗi dậy của động vật hai mảnh vỏ sau sự tuyệt chủng cuối kỷ Permi và phát hiện ra rằng động vật hai mảnh vỏ thích nghi tốt hơn với các điều kiện thay đổi. Bên trái là hóa thạch động vật tay cuộn thuộc kỷ Devon ở Ohio, Mỹ. Trong ảnh bên phải là những vỏ sò hai mảnh vỏ mới nhất từ ​​Bãi biển Shell ở Tây Úc. Nguồn hình ảnh: (Wikimedia Commons; Creative Commons CC01.0 Cống hiến cho miền công cộng toàn cầu). Bức ảnh bên phải được chụp bởi Chen Zhongqiang.

Nghiên cứu của các nhà cổ sinh vật học ở Bristol, Vương quốc Anh và Vũ Hán, Trung Quốc, đã làm sáng tỏ sự chuyển đổi quan trọng này khi hệ sinh thái biển chuyển đổi từ thời cổ đại sang thời hiện đại.

Có nhiều sinh vật trên cạn và dưới biển phong phú, tạo thành một hệ sinh thái độc đáo. Trong các đại dương hiện đại, đáy biển bị chi phối bởi các loài động vật như hai mảnh vỏ, động vật chân bụng, san hô, động vật giáp xác và cá. Nhưng những hệ sinh thái này đều có niên đại từ kỷ Triassic, khi sự sống quay trở lại từ bờ vực thẳm. Chỉ một trong 20 loài sống sót sau cuộc khủng hoảng đó và cuộc tranh luận vẫn tiếp tục về cách các hệ sinh thái mới được xây dựng và tại sao một số nhóm sống sót trong khi những nhóm khác thì không.

Trước khi tuyệt chủng, động vật tay cuộn là động vật có vỏ chiếm ưu thế, tuy nhiên, động vật hai mảnh vỏ lại phát triển mạnh mẽ sau khi tuyệt chủng, thích nghi tốt hơn với môi trường mới.

"Một ví dụ điển hình là việc thay thế động vật tay cuộn bằng động vật hai mảnh vỏ," Guo Zhen của Đại học Vũ Hán và Bristol, người đứng đầu dự án, giải thích. "Các nhà cổ sinh vật học từng nói rằng động vật hai mảnh vỏ là đối thủ cạnh tranh tốt hơn và do đó bằng cách nào đó đã đánh bại động vật tay cuộn trong thời kỳ khủng hoảng này. Không còn nghi ngờ gì nữa, động vật tay cuộn là nhóm có vỏ chiếm ưu thế trước khi tuyệt chủng, sau đó động vật hai mảnh vỏ đã chiếm ưu thế ”

Sự đa dạng của động vật hai mảnh vỏ và động vật hai mảnh vỏ trong quá khứ 500 dặm, cho thấy sự chuyển đổi giữa động vật tay cuộn và động vật hai mảnh vỏ gần ranh giới kỷ Permi-kỷ Trias. Nguồn hình ảnh: ZhenGuo và cộng sự.

Cộng tác viên Joe Flannery-Sutherland cho biết: "Chúng tôi hy vọng rằng thông qua lịch sử lâu dài của động vật tay cuộn và động vật hai mảnh vỏ, đặc biệt là trong thời kỳ Chuyển tiếp Permi - Triassic, do đó chúng tôi đã quyết định sử dụng một phương pháp tính toán gọi là phân tích Bayes để tính toán nguồn gốc, sự tuyệt chủng và tỷ lệ bảo tồn hóa thạch, đồng thời kiểm tra xem động vật tay cuộn và động vật hai mảnh vỏ có tương tác hay không, để Ví dụ, để xem liệu sự gia tăng của động vật hai mảnh vỏ có dẫn đến sự suy giảm của động vật tay cuộn hay không?” Giáo sư Michael Benton, từ Trường Khoa học Trái đất của Bristol, cho biết: "Trên thực tế, chúng tôi nhận thấy cả hai nhóm đều có xu hướng tương tự về động lực đa dạng hóa trong suốt cuộc khủng hoảng, có nghĩa là chúng không thực sự cạnh tranh hoặc săn mồi lẫn nhau. Nhưng có nhiều khả năng cả hai đều phản ứng với các tác nhân bên ngoài tương tự, chẳng hạn như nhiệt độ nước biển và các cuộc khủng hoảng ngắn ngủi, nhưng loài hai mảnh vỏ cuối cùng đã chiếm ưu thế và động vật tay cuộn rút lui xuống vùng nước sâu hơn, nơi chúng vẫn tồn tại nhưng với số lượng giảm."

Giáo sư Chen Zhongqiang của Vũ Hán nhận xét: "Thật tuyệt khi thấy các phương pháp tính toán hiện đại có thể giải quyết một vấn đề tồn tại lâu dài như vậy. Chúng tôi luôn nghĩ rằng sự tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Permi đã đánh dấu sự kết thúc của động vật tay cuộn, và đó chính xác là những gì đã xảy ra. Nhưng cả động vật tay cuộn và động vật hai mảnh vỏ dường như đã bị ảnh hưởng nặng nề bởi cuộc khủng hoảng và cả hai đều phục hồi trong kỷ Triassic, nhưng động vật hai mảnh vỏ có khả năng thích ứng tốt hơn với nhiệt độ đại dương cao". Vào kỷ Jura, số lượng của chúng bùng nổ, trong khi động vật tay cuộn không đóng nhiều vai trò”, Guo Zhen cho biết: “Trong quá trình nghiên cứu, tôi phải kiểm tra và sắp xếp hơn 330.000 hồ sơ về hóa thạch động vật tay cuộn và động vật hai mảnh vỏ, sau đó tiến hành phân tích Bayesian trên siêu máy tính Bristol. Phải mất vài tuần. Nhưng tôi thích cách tiếp cận này vì nó lặp lại mọi thứ hàng triệu lần để giải quyết những điểm không chắc chắn khác nhau trong dữ liệu và cung cấp nhiều thông tin phong phú về những gì đang diễn ra. Giáo sư Benton kết luận: “Sự tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Permi là điều tồi tệ nhất từ ​​trước đến nay”. Nó thiết lập lại sự tiến hóa một cách đáng kể. Trên thực tế, 50 triệu năm sau cuộc khủng hoảng, kỷ Triassic đã đánh dấu một cuộc cách mạng về sự sống trên đất liền và dưới đại dương. Hiểu cách thức sự sống phục hồi sau khi gần tuyệt chủng và sau đó đặt nền móng cho các hệ sinh thái hiện đại là một trong những câu hỏi lớn về tiến hóa vĩ mô. Tôi chắc chắn chúng ta vẫn chưa nói lời cuối cùng ở đây!