Nghiên cứu mới làm sáng tỏ bí ẩn về nguồn gốc thực vật hạt kín

Bí ẩn ấy càng trở nên khó hiểu hơn do có mâu thuẫn không thể giải thích được giữa các dữ liệu hóa thạch mà chúng ta có gần đây và kết quả tính toán từ dữ liệu bộ gene về thời điểm khởi nguồn của thực vật hạt kín sớm hơn rất nhiều.

Hai bông hoa hóa thạch đầu tiên được các nhà nghiên cứu Đại học Cornell phát hiện tại Chubut, Patagonia, Argentina. Nguồn: cornell.edu

Mới đây, một nhóm các nhà khoa học từ Thụy Sĩ, Thụy Điển, Anh và Trung Quốc có thể đã giải được bài toán ấy. Theo nghiên cứu mới được công bố của họ trên tạp chí Nature Ecology & Evolution, thực vật hạt kín thực sự bắt đầu xuất hiện từ kỷ Jura hoặc trước đó, có nghĩa là sớm hơn hàng triệu năm so với bằng chứng hóa thạch lâu đời nhất đã biết. Nghiên cứu lý giải, việc không tìm thấy các mẫu hóa thạch thực vật hạt kín lâu đời hơn có thể là do xác suất hóa thạch thấp và sự khan hiếm của nhóm thực vật này ở thời điểm ban đầu.

“Nhóm thực vật hạt kín đã có một thời gian dài bị ‘lép vế’ so với loài dương xỉ và nhóm thực vật hạt trần - những loài cây thống trị hệ sinh thái cổ đại. Điều này làm tôi nhớ đến cách các loài động vật có vú hiện đại đã sống lẩn khuất trong một thời gian dài dưới thời đại của khủng long, trước khi trở thành những loài chủ đạo của thế giới động vật hiện đại”, tiến sỹ Daniele Silvestro từ Đại học Fribourg, Thụy Sĩ và là tác giả chính của công bố, cho biết.

Cho đến nay, thực vật hạt kín, bao gồm hầu như tất cả các loài cây trồng giúp con người duy trì cuộc sống, là nhóm thực vật đa dạng và phong phú nhất trong hệ sinh thái hiện đại, vượt xa số lượng của các loài dương xỉ và thực vật hạt trần. Dữ liệu hóa thạch cho thấy, sự áp đảo này đã diễn ra từ cách đây 80 - 100 triệu năm, trong khi chúng ta vẫn cho là các loài thực vật hạt kín ban đầu ít ỏi và khan hiếm. Và những kết quả nghiên cứu mới đã cho thấy thực vật hạt kín đã tồn tại khoảng 100 triệu năm trước khi trở thành loài thực vật thống trị. Nghiên cứu của nhóm đã đưa ra các kết luận này dựa trên một mô hình phức tạp, sử dụng một cơ sở dữ liệu toàn cầu rất lớn về các mẫu vật hóa thạch. Cơ sở dữ liệu ấy, do tiến sỹ Yaowu Xing và nhóm nghiên cứu tại Vườn Bách thảo Nhiệt đới Xishuangbanna tổng hợp, bao gồm hơn 700 công bố khoa học với hơn 15,000 dữ liệu hóa thạch của các loài thuộc rất nhiều nhóm thực vật khác nhau, trong đó có đại diện của loài cọ, hoa lan, hoa hướng dương và đậu Hà Lan.

“Các cuộc tranh luận khoa học từ lâu đã bị phân thành hai cực giữa các nhà cổ sinh vật học - những người ước tính thời điểm xuất hiện của thực vật hạt kín dựa trên tuổi của hóa thạch và các nhà sinh học phân tử - những người sử dụng các thông tin này để hiệu chỉnh quá trình tiến hóa phân tử theo niên đại địa chất. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, các cách nhìn nhận như vậy là quá đơn giản, và các dữ liệu hóa thạch cần phải được diễn giải cụ thể”, đồng tác giả, tiến sỹ Christine Bacon từ Đại học Gothenburg ở Thụy Điển cho biết. “Các dữ liệu hóa thạch không thể được hiểu theo ‘nghĩa đen’ và sử dụng để ước tính thời điểm xuất hiện thực tế của một nhóm thực vật nào đó. Thay vì làm vậy, chúng tôi phải phát triển các mô hình tính toán mới và sử dụng mô phỏng máy tính thì mới có thể giải quyết được bài toán này một cách có cơ sở”.

Đồng tác giả, giáo sư Alexandre Antonelli, Giám đốc Khoa học tại Vườn Bách thảo Hoàng gia, Kew ở Anh, cho biết thêm: “Việc biết được thực vật hạt kín từ một nhóm thực vật nhỏ trở thành nền tảng của hầu hết các hệ sinh thái trên cạn cho chúng ta thấy rằng: thiên nhiên liên tục vận động. Và bởi vậy, các tác động tiêu cực của con người lên khí hậu và đa dạng sinh học cũng có thể dẫn đến viễn cảnh: các loài vật quan trọng trong tương lai sẽ rất khác với những loài thân thuộc với chúng ta hiện nay”. □

Tiasang