Hình ảnh tái tạo của Eoceras shaanxiense.

Hóa thạch sở hữu cấu trúc được xem là tiền thân của ống siphon (siphuncle), bộ phận dạng ống nằm trong vỏ của các loài chân đầu có vỏ, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh khả năng nổi.

Phát hiện này cho thấy cấu trúc đặc biệt trên đã xuất hiện từ Kỷ Cambri sớm, khoảng 520 triệu năm trước, sớm hơn đáng kể so với những bằng chứng hóa thạch trước đây.

Chân đầu thuộc nhóm động vật ngành Thân mềm và có nhiều đặc điểm khác biệt so với các nhóm thân mềm khác. Ở những loài có vỏ, vỏ được chia thành nhiều ngăn bởi các vách ngăn, tạo thành hệ thống giúp con vật kiểm soát khả năng nổi. Trong đó, ống siphon là một bộ phận đặc biệt quan trọng, có thể liên quan đến việc điều chỉnh nước và khí trong các ngăn của vỏ.

Tuy nhiên, nguồn gốc của hệ thống này vẫn chưa được làm rõ do hóa thạch chân đầu từ Kỷ Cambri sớm rất hiếm. Trước nghiên cứu mới, hóa thạch chân đầu sớm nhất được công nhận là Plectronoceras cambria, có niên đại từ Kỷ Cambri muộn. Trong khi đó, các nghiên cứu dựa trên đồng hồ phân tử cho rằng dòng dõi chân đầu đã tách khỏi các nhóm thân mềm khác từ Kỷ Cambri sớm.

Nhà cổ sinh vật học Zuchen Song thuộc Đại học Chang’an cùng các đồng nghiệp cho biết ống siphon, kết hợp với khả năng tạo lực đẩy phản lực, giúp chân đầu phát triển lối sống bơi lội và săn mồi nhờ duy trì khả năng nổi trong thời gian dài.

Trong nghiên cứu mới, nhóm khoa học đã phân tích 32 mẫu vật của một loài chân đầu chưa từng được biết đến, được tìm thấy tại Shuijingtuo ở Trung Quốc.

Loài mới được đặt tên là Eoceras shaanxiense, từng sống trong các đại dương Kỷ Cambri sớm khoảng 520 triệu năm trước. Sinh vật này có kích thước chỉ vài milimét, sở hữu vỏ hình nón tương đối thẳng, phần miệng vỏ hơi nghiêng và bên trong có nhiều vách ngăn.

Đáng chú ý nhất là một cấu trúc dạng ống phân đoạn chạy dọc theo mặt dưới của vỏ. Cấu trúc này kết nối với các ngăn bên trong thông qua những ống dẫn nhỏ.

Sau khi đối chiếu với cấu trúc ống siphon ở các loài chân đầu đã biết, các nhà nghiên cứu nhận định bộ phận trên đủ đặc điểm để được xem là dạng nguyên thủy của ống siphon.

Điều này đưa Eoceras shaanxiense trở thành loài chân đầu có cấu trúc dạng ống siphon sớm nhất từng được phát hiện, đồng thời cung cấp bằng chứng về một giai đoạn chuyển tiếp giữa những động vật có vỏ phân ngăn nguyên thủy và các loài chân đầu về sau với hệ thống điều chỉnh khả năng nổi hoàn thiện hơn.

Theo nhóm nghiên cứu, cấu trúc bên trong vỏ cho thấy cơ thể mềm của Eoceras shaanxiense có thể đã di chuyển dần về phía miệng vỏ để hình thành các ngăn mới, đồng thời vẫn duy trì sự liên kết với những ngăn cũ thông qua ống dạng siphon.

Tuy nhiên, hệ thống điều chỉnh khả năng nổi của loài này vẫn còn rất sơ khai. Vì vậy, các nhà khoa học cho rằng Eoceras shaanxiense nhiều khả năng dành phần lớn thời gian ở đáy biển thay vì bơi tự do trong đại dương. Giải phẫu phần mô mềm của sinh vật hiện vẫn chưa được xác định.

Các nhà nghiên cứu nhận định phát hiện mới đã đẩy lịch sử của nhóm chân đầu thân nhánh về Kỷ Cambri sớm, đồng thời cung cấp những manh mối quan trọng về các giai đoạn đầu trong quá trình hình thành phragmocone, phần vỏ có ngăn giúp chân đầu điều chỉnh khả năng nổi.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, mở thêm một khoảng cửa sổ vào thời kỳ đầu trong quá trình tiến hóa của một trong những nhóm động vật thân mềm đặc biệt nhất hành tinh.