Một nhóm các nhà khoa học Argentina đã công bố một nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications , làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của cá voi, cá heo và cá voi nhỏ trong 50 triệu năm qua. Nghiên cứu này, do các chuyên gia từ CONICET và Đại học Quốc gia La Plata dẫn đầu, phân tích cách các loài động vật có vú biển này chuyển đổi từ cuộc sống trên cạn sang thống trị đại dương, và những yếu tố nào đã quyết định sự thành công trong quá trình tiến hóa của chúng.
Nghiên cứu này, đòi hỏi nhiều năm thu thập dữ liệu hóa thạch và hiện tại, tập trung vào ba thời điểm quan trọng đã định hình lịch sử của các loài cá voi. Các nhà nghiên cứu không chỉ đếm số loài mà còn đánh giá vai trò sinh thái của chúng, đi đến một kết luận đáng ngạc nhiên: số lượng loài không phải lúc nào cũng tương quan với sự đa dạng vai trò mà chúng đảm nhiệm trong hệ sinh thái.
Ba thời điểm quan trọng trong quá trình tiến hóa của cá voi và cá heo.
Bước ngoặt quan trọng đầu tiên xảy ra khoảng 33 triệu năm trước, trong giai đoạn chuyển tiếp từ kỷ Eocene sang kỷ Oligocene. Vào thời điểm đó, tổ tiên của cá voi và cá heo đã từ bỏ cuộc sống trên cạn và hoàn toàn thích nghi với môi trường dưới nước. Đó là sự chuyển đổi từ archaeocetes, những loài cá voi có chi nguyên thủy, sang neocetes, nhóm bao gồm tất cả các loài cá voi hiện đại.
Giai đoạn thứ hai diễn ra từ cuối kỷ Oligocene đến đầu kỷ Miocene, khoảng 23 triệu năm trước. Hai phát minh quan trọng đã xuất hiện trong thời gian này: tấm lọc thức ăn ở cá voi và khả năng định vị bằng tiếng vang ở cá heo và cá voi nhỏ, cho phép chúng điều hướng và săn mồi bằng âm thanh. Những sự thích nghi này đã chứng tỏ sự thành công đến mức chúng hầu như không thay đổi cho đến ngày nay.
Tập thứ ba diễn ra trong kỷ Pliocen-Pleistocen, khoảng 2,6 triệu năm trước. Giai đoạn này chứng kiến sự tuyệt chủng hàng loạt của các dòng dõi cổ xưa , nhưng cũng là sự xuất hiện của sự đa dạng loài mà chúng ta biết ngày nay. Các nhà khoa học nhận thấy rằng, mặc dù nhiều dạng sống đã biến mất, nhưng các vai trò sinh thái cơ bản vẫn được bảo tồn.
Sự tách rời giữa các loài và các chức năng sinh thái
Một trong những phát hiện nổi bật nhất của nghiên cứu là sự tách rời giữa đa dạng phân loại và sự khác biệt sinh thái . Ví dụ, trong kỷ Miocene, có rất nhiều loài, nhưng vai trò sinh thái của chúng lại rất ít: nhiều loài chiếm các hốc sinh thái tương tự. Ngược lại, trong kỷ Pliocene-Pleistocene, mặc dù số lượng loài giảm mạnh, nhưng vai trò sinh thái vẫn ổn định.
“Chúng tôi đã đánh giá xem các yếu tố sinh thái khác nhau này ảnh hưởng như thế nào đến sự thành công về mặt tiến hóa của các loài,” Mónica Buono, một trong những tác giả, giải thích. Nhóm nghiên cứu đã phân tích các biến số như kích thước cơ thể, chế độ ăn, khả năng vận động và thính giác. Họ phát hiện ra rằng các vai trò sinh thái quan trọng , chẳng hạn như vai trò của các loài ăn lọc lớn hoặc động vật ăn thịt đầu bảng, vẫn tồn tại theo thời gian, ngay cả khi các loài đảm nhiệm những vai trò đó thay đổi.
Phát hiện này mâu thuẫn với quan điểm cho rằng sự đa dạng của cá voi và cá heo phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố khí hậu hoặc môi trường. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các đặc điểm thích nghi quan trọng, chẳng hạn như tấm sừng hàm và khả năng định vị bằng tiếng vang, vẫn ổn định trong hàng triệu năm, và những thay đổi môi trường không phải lúc nào cũng tác động trực tiếp đến sự đa dạng loài.
Ý nghĩa đối với bảo tồn biển
Các tác giả của nghiên cứu nhấn mạnh rằng việc bảo vệ một số lượng lớn các loài là chưa đủ để duy trì sự cân bằng của đại dương . Điều quan trọng hơn là phải đảm bảo duy trì các chức năng sinh thái thiết yếu, chẳng hạn như lọc một lượng lớn nước và săn mồi ở đỉnh chuỗi thức ăn. "Công trình của chúng tôi cung cấp một khuôn khổ định lượng để hiểu tại sao một số sự thích nghi lại thành công đến vậy", đồng tác giả Mariana Viglino nhận xét.
Nghiên cứu cũng tiết lộ rằng một số nhóm, chẳng hạn như cá nhà táng, đã thay đổi hoàn toàn vị trí sinh thái của chúng. Hai mươi triệu năm trước, chúng là động vật ăn thịt đầu bảng, tương tự như hành vi của cá voi sát thủ hiện đại , trong khi ngày nay chúng chuyên bắt mực ở biển sâu bằng cách hút. Loại biến dị này chứng tỏ rằng con đường tiến hóa bị chi phối bởi những đặc điểm quan trọng được tiếp thu, nhưng vẫn có sự linh hoạt nội tại trong một số dòng dõi nhất định.
Nghiên cứu này, bao gồm 127 loài hóa thạch và hiện còn sống, dựa trên một trong những cơ sở dữ liệu toàn diện nhất về cá voi, được biên soạn từ các bộ sưu tập ở Argentina, Chile, Bỉ và Hoa Kỳ. Các nhà khoa học hy vọng công trình này sẽ trở thành chuẩn mực cho các nghiên cứu cổ sinh vật học trong tương lai và cho việc thiết kế các chiến lược bảo tồn dựa trên chức năng sinh thái, thay vì phân loại học truyền thống.
Như vậy, sự tiến hóa của cá voi và cá heo không chỉ cho chúng ta biết về quá khứ mà còn mang lại những bài học cho hiện tại: chìa khóa thành công của chúng không nằm ở số lượng loài, mà ở sự bền vững của các vai trò giữ cho hệ sinh thái biển tồn tại. Theo các nhà nghiên cứu, cách tiếp cận này có thể được áp dụng cho các nhóm động vật có xương sống khác và giúp chúng ta suy nghĩ lại cách bảo vệ đa dạng sinh học.
