Một hóa thạch tưởng chừng bị lãng quên trong kho lưu trữ của một bảo tàng ở São Paulo, Brazil đã bất ngờ trở thành chìa khóa mở ra bí ẩn về tổ tiên xa xưa nhất của loài kiến, theo một nghiên cứu công bố trên tạp chí Current Biology ngày 24/4.

Hóa thạch này thuộc về loài côn trùng đã tuyệt chủng được biết đến là kiến địa ngục có tên là Vulcanidris cratensis, sống cách đây 113 triệu năm, tức là sớm hơn khoảng 10 triệu năm so với các mẫu hóa thạch kiến từng được ghi nhận trước đó. Mẫu vật được phát hiện trong bộ sưu tập của Bảo tàng Động vật học thuộc Đại học São Paulo, nơi lưu giữ một trong những kho hóa thạch côn trùng lớn nhất thế giới, chủ yếu đến từ hệ tầng Crato nổi tiếng của vùng Đông Bắc Brazil.

Theo nhà nghiên cứu Anderson Lepeco, người dẫn đầu công trình, mẫu vật “phi thường” này được ông tình cờ phát hiện trong lúc kiểm kê bộ sưu tập hóa thạch vào tháng 9/2024. “Tôi thực sự bị sốc khi thấy phần nhô ra kỳ lạ ở phía trước đầu của con côn trùng này”, Lepeco kể lại.

Vulcanidris cratensis là một thành viên của phân họ Haidomyrmecinae, nhóm kiến địa ngục từng sống trong kỷ Phấn trắng, hiện không còn bất kỳ họ hàng nào sống sót. Khác với kiến hiện đại có hàm dưới kẹp ngang, loài kiến này sở hữu bộ hàm hình lưỡi hái nhô ra phía trước từ gần mắt, có thể dùng để ghim hoặc xiên chặt con mồi, một chiến lược săn mồi hoàn toàn khác biệt. Đây cũng là lần đầu tiên một mẫu kiến địa ngục được tìm thấy trong đá vôi thay vì hổ phách, điều càng làm tăng giá trị khoa học của phát hiện.

Các hóa thạch kiến địa ngục trước đây được tìm thấy trong hổ phách từ Myanmar và Pháp, có niên đại khoảng 99 triệu năm trước. Theo các chuyên gia, phát hiện mới này chứng tỏ kiến đã phân bố rộng rãi trên toàn cầu từ rất sớm trong quá trình tiến hóa.

Một bước ngoặt trong hiểu biết về lịch sử tiến hóa của kiến

Hóa thạch này là một “phát hiện khá quan trọng”, giáo sư Phil Barden từ Viện Công nghệ New Jersey nhận định. “Nó đại diện cho loài kiến cổ xưa nhất từng được biết đến, giúp kéo dài hồ sơ hóa thạch của kiến thêm khoảng 10 triệu năm”.

Dù không tham gia nghiên cứu, ông cho rằng đây là một mảnh ghép quan trọng giúp trả lời câu hỏi từng gây tranh cãi rằng liệu kiến chưa tồn tại trước 100 triệu năm, hay đơn giản là chưa được phát hiện do điều kiện bảo tồn không thuận lợi?

Việc mô tả loài kiến này cũng giúp giới khoa học hiểu rõ hơn về sự đa dạng sinh học trong kỷ Phấn trắng, thời kỳ có nhiều biến động môi trường dẫn đến các chiến lược tiến hóa đa dạng, bao gồm cả hình thái giải phẫu kỳ lạ như ở loài kiến này.

Hình ảnh 3D từ kỹ thuật chụp cắt lớp vi tính (Micro-CT) cho thấy hé lộ nhiều chi tiết bên trong mẫu vật, cho thấy mức độ tiến hóa cao ngay từ giai đoạn đầu của loài kiến.

Đáng chú ý, loài kiến mới phát hiện này mang một số đặc điểm giống với ong bắp cày, cho thấy chúng có thể là tổ tiên chung của kiến, ong và ong bắp cày hiện đại. Ví dụ, cánh của chúng có nhiều gân hơn hẳn cánh của các loài kiến ngày nay, cho thấy mối liên hệ tiến hóa sâu xa giữa các nhóm côn trùng có ngòi này.

Điểm nổi bật nhất về con kiến này là các đặc điểm giải phẫu bất thường của nó. Kiến hiện đại có bộ hàm kẹp theo chiều ngang từ bên này sang bên kia. Tuy nhiên, con kiến này sở hữu bộ hàm giống như lưỡi hái chạy song song với đầu và nhô ra phía trước từ gần mắt.

"Nó có thể hoạt động giống như một loại xe nâng, di chuyển lên trên khi con kiến săn bắt các loài côn trùng đã tuyệt chủng khác. Hình thái phức tạp này cho thấy ngay cả những loài kiến sơ khai nhất này cũng đã tiến hóa các chiến lược săn mồi phức tạp, khác biệt đáng kể so với các loài kiến hiện đại", Lepeco cho biết.

Ngày nay, kiến là một trong những nhóm côn trùng phổ biến và thành công nhất, có mặt trên hầu khắp các châu lục (trừ Nam Cực). Tuy nhiên, chúng không phải là bá chủ từ đầu. Kiến chỉ thực sự bùng nổ sau khi sự kiện va chạm tiểu hành tinh 66 triệu năm trước quét sạch khủng long và nhiều loài sinh vật khác.

Trước đó, như nghiên cứu cho thấy, kiến vẫn đang trong quá trình thử nghiệm nhiều chiến lược tiến hóa, một số trong đó như bộ hàm lưỡi hái của Vulcanidris đã không vượt qua được những thách thức sinh tồn.

“Phát hiện này giúp tái hiện lại một phần môi trường sinh thái sơ khai nơi loài kiến từng bước định hình vai trò trong hệ sinh thái”, Lepeco nhấn mạnh. “Nó cho thấy ngay cả những loài kiến cổ đại nhất cũng đã sở hữu các cơ chế săn mồi phức tạp, đặt nền móng cho sự đa dạng vượt trội ngày nay”.