Một phát hiện khảo cổ học tại miền Tây nước Úc đã hé lộ một chương hoàn toàn mới trong hành trình tìm hiểu lịch sử tiến hóa của động vật có xương sống. Hóa thạch của Palaeospondylus, loài cá cổ đại từng khiến giới khoa học bối rối suốt hơn một thế kỷ, nay được tìm thấy tại khu vực Cravens Peak Beds, bang Queensland – cách xa Scotland, nơi từng được cho là địa bàn duy nhất của loài sinh vật kỳ bí này.

Palaeospondylus chỉ dài vài centimet, có thân hình mảnh như lươn và xương khớp kỳ dị.

Được ghi nhận lần đầu vào năm 1890, Palaeospondylus chỉ dài vài centimet, thân mềm như lươn, sở hữu cấu trúc xương khớp dị thường khiến nó trở thành bài toán hóc búa với các nhà cổ sinh vật học. Dù đã thu thập được hơn 1.000 mẫu hóa thạch, trong suốt hơn 130 năm, giới khoa học vẫn chưa thể xác định chính xác vị trí tiến hóa của loài cá này, vốn từng bị nghi ngờ là cá không hàm, ấu trùng cá vây thùy hoặc thậm chí là tổ tiên của động vật bốn chân.

Tuy nhiên, nghiên cứu mới công bố bởi nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Cổ sinh động vật có xương sống và Nhân loại học (IVPP) - Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, hợp tác với các chuyên gia Australia, đã tạo nên bước ngoặt mang tính đột phá. Hóa thạch được phát hiện tại tầng địa chất Emsian thuộc kỷ Devon sớm có niên đại khoảng 400 triệu năm trước, hơn khoảng 10 triệu năm so với các mẫu vật từng biết đến tại Scotland.

Không chỉ mở rộng phạm vi địa lý, phát hiện này còn đặt Palaeospondylus vào bối cảnh một hệ sinh thái biển cổ đại phong phú, với sự hiện diện đồng thời của cá không hàm, cá giáp sắt, cá mập nguyên thủy và nhiều loài cá xương khác.

Nhờ áp dụng kỹ thuật CT độ phân giải cao và công nghệ tái dựng 3D, nhóm nghiên cứu đã phục dựng thành công hộp sọ não của Palaeospondylus, bao gồm cả ống bán khuyên và kênh thần kinh, những cấu trúc then chốt để định vị chính xác vị trí tiến hóa của sinh vật này. Kết quả phân tích hình thái học và phả hệ đã cho thấy Palaeospondylus nhiều khả năng là tổ tiên sớm của nhánh cá sụn, nhóm động vật hiện đại bao gồm cá mập và cá đuối, thay vì là mắt xích dẫn đến các loài có chân như từng giả định.

"Chúng tôi đã lần đầu tiên phục dựng đầy đủ hộp sọ não của Palaeospondylus và xác định các đặc điểm tiến hóa then chốt", bà Lu Jing, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. Theo bà, đây là phát hiện có ý nghĩa lớn trong việc bác bỏ nhiều giả thuyết sai lệch đã tồn tại hàng thập kỷ, đồng thời củng cố vị trí tiến hóa của loài cá bí ẩn này.

Bản in 3D của mẫu vật Palaeospondylus australis được phóng to x20 (Ảnh: Queensland Museum)

Không dừng lại ở đó, nhóm nghiên cứu còn giới thiệu một phương pháp tái dựng dữ liệu thể tích hoàn toàn mới, cho phép kiểm chứng chéo hình thái hóa thạch trên nhiều nền tảng công nghệ. Phương pháp này được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa cách tiếp cận dữ liệu CT trong ngành cổ sinh vật học, tạo nên quy trình chuẩn cho việc chia sẻ và kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu.

Phát hiện lần này không chỉ giúp làm sáng tỏ một bí ẩn kéo dài hơn 130 năm, mà còn góp phần quan trọng trong việc viết lại lịch sử tiến hóa của động vật có xương sống, nhóm sinh vật đã dẫn đường cho sự xuất hiện của vô số loài động vật hiện đại, bao gồm cả con người.