Trong nghiên cứu công bố trên Current Biology, các nhà khoa học từ Đại học Arizona, King's College London và Lycoming College (Mỹ) đã phát hiện những điểm tương đồng đáng ngạc nhiên giữa hệ thần kinh trung ương của hóa thạch sinh vật biển cổ Mollisonia symmetrica và bộ não độc đáo của nhện hiện đại.

Hóa thạch Mollisonia với các đặc điểm giải phẫu nổi bật.

Mollisonia symmetrica, một sinh vật nhỏ có hình dáng giống mối đất, với nhiều chân và phần đầu có càng từng được cho là tổ tiên của loài cua móng ngựa. Tuy nhiên, dưới kính hiển vi quang học, hệ thần kinh trung ương của mẫu hóa thạch này lại cho thấy cấu trúc đảo ngược đặc trưng, giống hệt các trung tâm thần kinh của nhện.

“Bộ não của nhện không giống bất kỳ loài nào khác trên hành tinh này”, giáo sư Nicholas Strausfeld, chuyên gia thần kinh học tiến hóa từ Đại học Arizona, nhận định. “Phát hiện này cho thấy những đặc điểm then chốt của não nhện có thể đã hình thành từ tổ tiên sống dưới nước như Mollisonia”.

Điều này mâu thuẫn với quan điểm lâu nay rằng nhện và các loài họ hàng như bọ cạp, ve và bọ chét tiến hóa từ một tổ tiên chung sống hoàn toàn trên cạn.

Hành trình di cư của loài nhện

Nguồn gốc của nhóm động vật chân khớp cổ đại mang tên chelicerates bao gồm nhện, cua móng ngựa và nhện biển từ lâu là đề tài gây tranh cãi.

Hóa thạch lâu đời nhất được xác nhận của một loài nhện có niên đại khoảng 430 triệu năm là một loài bọ cạp sống trên cạn. Tuy nhiên, Mollisonia xuất hiện sớm hơn khoảng 70 triệu năm và mang nhiều đặc điểm hệ thần kinh giống nhện hơn các loài giáp xác hay côn trùng.

Theo nhà thần kinh học Frank Hirth từ King's College London, “Ngay cả trong hóa thạch Mollisonia, chúng tôi đã xác định được những vùng não tương ứng với các loài nhện hiện đại. Khả năng cao, chúng là đặc điểm di truyền được thừa hưởng chứ không phải kết quả tiến hóa độc lập”.

Nếu giả thuyết của nhóm nghiên cứu là chính xác, Mollisonia không chỉ là họ hàng mà còn có thể là mắt xích đầu tiên trong dòng dõi tiến hóa của nhện, sát cạnh các loài sống dưới nước như nhện biển và cua móng ngựa.

So sánh vùng não của cua móng ngựa (trái), hóa thạch Mollisonia (giữa) và nhện hiện đại (phải).

Việc chuyển từ môi trường biển sang đất liền là một bước tiến hóa phức tạp. Cấu trúc não bộ đặc biệt với các “lối tắt” thần kinh đến chân và càng được cho là đã hỗ trợ các chuyển động phức tạp như đi bộ và dệt tơ – những kỹ năng quan trọng cho cuộc sống trên cạn.

“Chúng ta có thể hình dung một loài giống Mollisonia đã tiến hóa để sống trên đất liền, biến các loài côn trùng nguyên thủy thành nguồn thức ăn chính”, Strausfeld nhận định.

Các nhà khoa học cũng cho rằng chính áp lực săn mồi từ nhện có thể đã thúc đẩy côn trùng tiến hóa cánh để thoát thân – và điều đó lại dẫn đến sự ra đời của mạng nhện để bắt mồi trên không.

Từ đáy biển sâu tới cành cây cao, hành trình tiến hóa của nhện là minh chứng cho sự thích nghi linh hoạt và đáng kinh ngạc của sự sống.