Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Khi cổ sinh vật học kết hợp mô phỏng chất lỏng để “đảo ngược kỹ thuật” sinh vật đã tuyệt chủng
Khi nghiên cứu các sinh vật cổ đại, chúng ta thường dựa vào hóa thạch để xác định chúng thuộc nhóm nào, sống ra sao, và tiến hóa như thế nào. Nhưng khi càng lùi sâu về quá khứ đặc biệt là vào kỷ Ediacaran (cách đây khoảng 635 đến 541 triệu năm), mọi thứ trở nên… kỳ lạ đến khó tin.
Hóa thạch từ thời kỳ này không có chân, mắt, xương hay thậm chí là đuôi những đặc điểm thường giúp các nhà khoa học nhận diện động vật. Đây là quần thể Ediacara, một nhóm sinh vật hoàn toàn mềm, có hình dạng kỳ dị, và gần như không có điểm tương đồng nào với động vật hiện đại.
Mặc dù đã được nghiên cứu gần 70 năm, các nhà cổ sinh vật học vẫn chưa thể chắc chắn những sinh vật này có quan hệ thế nào với sự sống ngày nay. Vậy làm sao để hiểu chúng? Thay vì cố gắng "ép" chúng vào cây tiến hóa, các nhà khoa học hiện đại đã chọn cách tiếp cận khác: mô phỏng dòng chảy chất lỏng để tìm hiểu cách những sinh vật này tương tác với môi trường sống.
CFD Chìa khóa để “hiểu ngược” sinh vật đã tuyệt chủng
Một kỹ thuật đột phá được sử dụng là động lực học chất lỏng tính toán (CFD). Kỹ thuật này mô phỏng cách nước biển chảy xung quanh các sinh vật, giúp xác định chúng di chuyển ra sao, kiếm ăn thế nào và liệu chúng có sống cố định hay không.Các loài sống trong đại dương ngày nay, từ san hô đến ốc đá, đều có cấu trúc hình thể phù hợp để tối ưu hóa tương tác với dòng nước để kiếm ăn hoặc bám trụ. Do đó, việc mô phỏng cách dòng nước tác động lên hóa thạch Ediacaran cũng có thể tiết lộ cách chúng từng tồn tại.
Ví dụ điển hình là Parvancorina, một sinh vật nhỏ, hình lá chắn, từng được cho là sống cố định trên đáy biển. Tuy nhiên, khi các nhà khoa học mô phỏng dòng chảy xung quanh nó từ nhiều hướng, họ phát hiện rằng Parvancorina chỉ có thể thu thức ăn hiệu quả nếu nước chảy đúng một hướng duy nhất. Đây là nhược điểm lớn nếu bạn không thể di chuyển vì dòng nước không phải lúc nào cũng ổn định.
Thêm vào đó, mô phỏng còn cho thấy Parvancorina tạo lực cản ít nhất khi được “đặt” theo hướng đầu chắn vào dòng nước gợi ý rằng nó có khả năng tự điều chỉnh vị trí, và do đó có thể di chuyển. Điều này hoàn toàn trái ngược với suy nghĩ trước đây rằng nó sống cố định.
Tái hiện hệ sinh thái cổ đại đầy chuyển động
Việc xác định Parvancorina có thể di chuyển mở ra một góc nhìn hoàn toàn mới về toàn bộ quần thể Ediacara. Nếu một sinh vật tưởng là "bất động" lại có thể di chuyển, thì rất có thể nhiều loài Ediacaran khác cũng từng “lang thang” dưới đáy biển mà không để lại dấu vết chuyển động.
Khám phá này khiến giới nghiên cứu phải hình dung lại một hệ sinh thái Ediacaran không còn tĩnh lặng và đơn giản, mà năng động, đa dạng và phức tạp hơn nhiều so với những gì từng nghĩ.
Với sự hỗ trợ từ công nghệ hiện đại như CFD, chúng ta đang ngày càng tiến gần hơn tới việc giải mã những bí ẩn của sự sống trước thời kỳ bùng nổ kỷ Cambri, khi những động vật hiện đại đầu tiên bắt đầu xuất hiện. (popularmechanics)
