Bí mật 465 triệu năm: Những chiếc “răng” đầu tiên để làm gì?

[Nguyễn Hoàng]

Một nghiên cứu mới từ Đại học Chicago vừa hé lộ sự thật gây ngỡ ngàng về mục đích ban đầu của răng: chúng không phải để nhai hay săn mồi, mà để cảm nhận môi trường.

Răng đầu tiên không nằm trong miệng​

Từ lâu, các nhà khoa học cho rằng răng tiến hóa từ các cấu trúc gồ ghề trên lớp giáp của cá cổ đại. Tuy nhiên, nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature cho thấy những cấu trúc này thực chất là các cơ quan cảm giác, chứa mô ngà răng – lớp vật chất truyền thông tin đến dây thần kinh trong tủy răng.

Cá có xương sống cổ đại (hàng trên cùng), động vật chân khớp cổ đại (hàng giữa) và động vật chân khớp hiện đại (hàng dưới cùng) đều có cấu trúc hội tụ trên bộ xương ngoài được kết nối với các dây thần kinh cho phép động vật cảm nhận môi trường của chúng. Nguồn: Alex Boersma​

Điều này có nghĩa là ngà răng - phần nhạy cảm bên trong răng người hiện đại - vốn không tiến hóa để hỗ trợ ăn nhai, mà giúp động vật cảm nhận áp suất, nhiệt độ và các tín hiệu từ môi trường. Những “răng” này xuất hiện từ kỷ Ordovic (khoảng 465 triệu năm trước), trên loài cá có xương sống sớm nhất được biết đến.

Hình ảnh chụp cắt lớp vi tính của răng giống như răng cưa trên da của cá mập mèo. Những cấu trúc giống như răng này được kết nối với hệ thần kinh, cho thấy chúng tạo ra cảm giác. Nguồn: Yara Haridy​

Thậm chí, các nghiên cứu quét CT cho thấy các cấu trúc tương tự cũng có mặt trên vỏ cua, tôm và các loài chân khớp hiện đại - cho thấy các cơ quan cảm giác này đã tiến hóa độc lập ở nhiều loài khác nhau để thích nghi với môi trường sống dưới nước.

Từ lớp giáp đến răng thật: Hành trình dài tiến hóa​

Nhà nghiên cứu Yara Haridy và Giáo sư Neil Shubin đã sử dụng máy gia tốc hạt tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne để quét hàng trăm mẫu hóa thạch từ kỷ Cambri và Ordovic. Trong số đó, họ tìm thấy một mẫu hóa thạch đặc biệt tên Eriptychius, với cấu trúc giống răng cưa và chứa ngà răng thật sự - một đặc điểm đặc trưng của động vật có xương sống.

Quét cộng hưởng phân đoạn của cấu trúc odontode giống răng từ cá trê miệng mút, cho thấy các dây thần kinh (màu xanh lá cây) cho phép truyền thông tin cảm giác từ odontode giống răng đến hệ thần kinh. Tín dụng: Yara Haridy​

Tuy nhiên, một hóa thạch khác - Anatolepis, từng được cho là động vật có xương sống - lại hóa ra là động vật chân khớp, khi các “răng” của nó thực chất là sensilla - cơ quan cảm giác trên vỏ cua hiện đại.

Chụp cắt lớp vi tính cấu trúc giống răng-odontode từ Astrapsis, một loài cá xương sống không hàm cổ đại. Các ống (hiển thị màu xanh lá cây) chứa đầy ngà răng, cùng một chất liệu tạo nên lớp bên trong nhạy cảm của răng hiện đại. Màu đỏ là hệ thống mạch máu chứa các dây thần kinh khi còn sống, cho phép truyền cảm giác. Tín dụng: Yara Haridy​

Phát hiện này cho thấy có sự hội tụ tiến hóa: nhiều loài khác nhau phát triển các cấu trúc giống nhau để giải quyết cùng một vấn đề – cảm nhận môi trường sống. Không chỉ động vật có xương sống, mà cả các loài như cua móng ngựa cũng sử dụng lớp giáp như một “lớp da cảm nhận” để sinh tồn trong môi trường săn mồi khắc nghiệt.

Như Haridy chia sẻ:

“Răng cũng có thể là cảm giác, ngay cả khi chúng không ở trong miệng.”

(scitechdaily)