Hình phác thảo loài mới Yujingia glutenotunica (Ảnh: Kaiyue He et al)

Được phát hiện tại quần thể hóa thạch Trừng Giang ở tỉnh Vân Nam, tây nam Trung Quốc, các mẫu hóa thạch có kích thước từ 8 đến 22 mm, được bảo tồn khá rõ phần cơ thể, ruột và các phần phụ.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Current Biology, nhóm các nhà khoa học quốc tế với sự tham gia của Đại học Tây Bắc (Trung Quốc) và Đại học Cambridge nhận định hóa thạch thuộc về một loài mới gọi là Yujingia glutenotunica, là một trong những hóa thạch gần nhất với tổ tiên chung của nhóm động vật Ambulacraria, gồm sao biển, hải sâm, nhím biển và giun acorn.

Đây là những bằng chứng hiếm hoi về một đại diện nhóm động vật Ambulacraria thời kỳ đầu chưa có bộ xương khoáng hóa.

Loài Yujingia có cơ thể mềm, thuôn dài, phần trên xòe ra như một chiếc bình. Loài này sở hữu hai nhóm phần phụ. Một nhóm gồm các xúc tu có cấu trúc giống lông chim, tạo thành hệ thống lọc thức ăn phức tạp, giúp thu gom các hạt hữu cơ trong nước. Nhóm còn lại có thể giúp con vật tạm thời bám vào đáy biển.

Đặc điểm này cho thấy tổ tiên chung của nhóm động vật Ambulacraria có thể đã sử dụng xúc tu để kiếm ăn từ rất sớm.

“Trước đây, chúng ta thường hình dung tổ tiên chung cuối cùng của nhóm Ambulacraria giống một loài trùng sống trong hang dưới đáy biển, lọc thức ăn từ nước. Hóa thạch mới cho thấy nó có thể đã ăn bằng xúc tu và có nhiều điểm tương đồng với sao biển cùng các loài họ hàng”, tiến sĩ Giovanni Mussini, nhà nghiên cứu tại Khoa Khoa học Trái đất, Đại học Cambridge, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

Ambulacraria là một nhánh chính của động vật miệng thứ sinh (deuterostome), cùng nhóm tiến hóa lớn với động vật có dây sống, bao gồm con người. Trong khi động vật da gai như sao biển phát triển cơ thể đối xứng tỏa tròn 5 phía, động vật bán dây lại duy trì hình thái đối xứng hai bên. Sự khác biệt sâu sắc này từ lâu đặt ra câu hỏi về hình dạng và lối sống của tổ tiên chung của chúng.

Để xác định vị trí của Yujingia trên cây tiến hóa, nhóm nghiên cứu đã phân tích 505 đặc điểm hình thái của 100 nhóm động vật còn sống và đã tuyệt chủng bằng phương pháp tái dựng cây phát sinh loài Bayesian. Kết quả cho thấy loài Yujingia nằm gần tổ tiên chung cuối cùng của nhóm Ambulacraria hiện đại hơn so với nhiều hóa thạch được biết trước đây.

Theo nhóm nghiên cứu, loài này có thể là mắt xích chuyển tiếp quan trọng, kết nối những động vật có xúc tu sống ở đáy biển thời kỳ đầu kỷ Cambri với động vật da gai và động vật bán dây hiện đại.

Quá trình phân tích cũng cho thấy hệ thống xúc tu lọc thức ăn phức tạp có thể đã xuất hiện rất sớm trong lịch sử tiến hóa của nhóm này. Trong khi đó, bộ xương khoáng hóa đặc trưng của động vật da gai và một số đặc điểm chuyên hóa khác có thể xuất hiện muộn hơn.

Các nhà khoa học cho rằng hóa thạch này cung cấp thêm manh mối về cách những nhánh động vật có quan hệ họ hàng gần đã phát triển theo những hướng hoàn toàn khác nhau trong quá trình tiến hóa. Trong khi động vật có dây sống ngày càng phụ thuộc vào khả năng di chuyển để tìm kiếm thức ăn, các nhánh dẫn tới sao biển vẫn gắn bó với đáy biển và chuyên hóa theo những hình thức kiếm ăn riêng.

“Yujingia giúp kết nối các động vật nguyên thủy có xúc tu sống ở đáy biển với động vật da gai và động vật bán dây hiện đại”, Giáo sư Degan Shu thuộc Đại học Tây Bắc, nhận định.

Hóa thạch này bổ sung một mảnh ghép quan trọng vào khoảng trống trong lịch sử tiến hóa của các nhóm động vật xuất hiện trong giai đoạn bùng nổ Cambri khoảng 541-485 triệu năm trước, khi nhiều nhóm động vật lớn lần đầu xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch.