Phải mất 10 triệu năm sự sống trên Trái Đất mới có thể phục hồi sau sự kiện "The Great Dying"

Trong lịch sử của Trái Đất, một số sự kiện tuyệt chủng hàng loạt đã phá hủy các hệ sinh thái, bao gồm cả một sự kiện nổi tiếng đã xóa sổ loài khủng long. Nhưng trong số đó, không có sự kiện nào tàn khốc như "The Great Dying", diễn ra cách đây 252 triệu năm vào cuối kỷ Permi. Một nghiên cứu mới đây đã cho thấy chi tiết về cách mà sự sống đã phục hồi như thế nào sau sự kiện đại tuyệt chủng nói trên. Nhóm nghiên cứu quốc tế - bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Học viện Khoa học California, Đại học Bristol, Đại học Khoa học và Công nghệ Missouri, và Học viện Khoa học Trung Quốc - lần đầu tiên cho thấy kỷ Permi ở cuối sự tuyệt chủng hàng loạt khắc nghiệt hơn rất nhiều so với các sự kiện khác, bởi sự đa dạng bị sụp đổ nghiêm trọng.

Để mô tả rõ hơn về "The Great Dying", nhóm nghiên cứu đã tìm cách tìm hiểu lý do tại sao các quần thể sinh vật không phục hồi nhanh chóng như các cuộc tuyệt chủng hàng loạt khác. Nguyên nhân chính là do cuộc “khủng hoảng” diễn ra vào cuối kỷ Permi nghiêm trọng hơn nhiều so với bất kỳ cuộc tuyệt chủng hàng loạt nào: nó khiến 95% sự sống trên đất liền, đại dương và không trung của Trái Đất biến mất hoàn toàn. Với sự tồn tại của chỉ 5% số loài, các hệ sinh thái đã bị phá hủy, và điều này có nghĩa là các cộng đồng sinh thái phải tập hợp lại từ đầu.

Để điều tra, tác giả chính và nhà nghiên cứu Yuangeng Huang, hiện đang làm việc tại Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Vũ Hán, đã tái tạo lại mạng lưới thức ăn cho một loạt 14 tổ hợp sự sống trải dài từ kỷ Permi và kỷ Trias. Những tập hợp này được lấy mẫu từ miền bắc Trung Quốc, cung cấp một bức tranh nhanh về cách một khu vực trên Trái Đất phản ứng với các cuộc khủng hoảng. Huang cho biết: “Bằng cách nghiên cứu các hóa thạch và bằng chứng từ răng, chất chứa trong dạ dày và phân của chúng, chúng tôi có thể xác định được loài nào là kẻ săn mồi và loài nào là thức ăn của chúng. Điều quan trọng nhất là phải xây dựng một mạng lưới thức ăn chính xác, từ đó chúng ta mới có thể hiểu được hệ sinh thái đó hoạt động như thế nào”.

Lưới thức ăn được tạo thành từ thực vật, động vật thân mềm, côn trùng sống trong ao và sông, cũng như cá, động vật lưỡng cư và các loài bò sát ăn chúng. Các loài bò sát có kích thước từ thằn lằn hiện đại đến động vật ăn cỏ nặng nửa tấn với đầu nhỏ, cơ thể giống như cái thùng khổng lồ và lớp vảy xương dày bao phủ bên ngoài.

Gorgonopsia răng kiếm trong thời đại này là những kẻ săn mồi lang thang, một số trong số chúng có thân hình to lớn và mạnh mẽ như loài sư tử hiện đại và sở hữu những chiếc răng nanh dài như tên gọi của chúng để có thể xuyên thủng qua lớp da dày của những loài động vật khác. Khi những loài động vật này chết dần trong cuộc tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Permi, hệ sinh thái đã bị mất cân bằng trong mười triệu năm. Sau đó, những con khủng long và động vật có vú khác còn sống bắt đầu tiến hóa trong kỷ Trias. Những con khủng long đầu tiên có kích thước khá nhỏ bé - loài ăn côn trùng hai chân dài khoảng một mét, nhưng chúng nhanh chóng trở nên lớn hơn và đa dạng hơn.

Peter Roopnarine, Giám đốc Học viện Địa chất cho biết: “Yuangeng Huang đã dành một năm trong phòng thí nghiệm của tôi. Ông đã áp dụng các phương pháp mô hình sinh thái cho phép chúng tôi xem xét các lưới thức ăn cổ đại và xác định mức độ ổn định hay không ổn định của chúng. Về cơ bản, mô hình này sẽ bị phá vỡ lưới thức ăn, loại bỏ các loài và kiểm tra độ ổn định tổng thể”.

Giáo sư Mike Benton từ Đại học Bristol cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng sự kiện cuối kỷ Permi đặc biệt theo hai cách. Thứ nhất, sự sụp đổ về sự đa dạng nghiêm trọng hơn nhiều so với những vụ tuyệt chủng hàng loạt khác, đã có những hệ sinh thái có độ ổn định thấp trước khi sụp đổ vào khoảng thời gian cuối cùng của cuộc đại tuyệt chủng. Và thứ hai, phải mất một thời gian rất dài để các hệ sinh thái phục hồi, có thể là 10 triệu năm hoặc hơn nữa, trong khi trong các cuộc đại tuyệt chủng khác, thời gian phục hồi của hệ sinh thái diễn ra nhanh hơn rất nhiều”.

Cuối cùng, việc mô tả đặc điểm của các cộng đồng sinh học, đặc biệt là những cộng đồng đã phục hồi thành công cung cấp những hiểu biết có giá trị về cách các loài hiện đại có thể phát triển khi con người đẩy Trái Đất tới cuộc đại tuyệt chủng tiếp theo.

Giáo sư Zhong Qiang Chen thuộc Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, Vũ Hán cho biết: “Đây là một kết quả mới đáng kinh ngạc. Cho đến bây giờ, chúng tôi có thể mô tả lưới thức ăn trong hệ sinh thái, nhưng chúng tôi không thể kiểm tra độ ổn định của chúng. Sự kết hợp của dữ liệu mới từ các đoạn đá dài ở Bắc Trung Quốc với các phương pháp tính toán tiên tiến cho phép chúng tôi có thể nghiên cứu lưới thức ăn trong thế giới hiện đại”.