Khi chiếc hòm sống của chúng ta xoay quanh mặt trời, vòng lặp hiện tại của nó khá tròn. Nhưng quỹ đạo của Trái đất không ổn định như bạn nghĩ. Cứ sau 405 nghìn năm, quỹ đạo của hành tinh chúng ta giãn ra và trở nên hình elip hơn 5%, sau đó quay trở lại quỹ đạo đều hơn. Chu kỳ này được gọi là quỹ đạo lệch tâm, dẫn đến những thay đổi trong khí hậu toàn cầu, nhưng chính xác nó ảnh hưởng đến sự sống trên Trái đất như thế nào thì vẫn chưa được biết. Giờ đây, bằng chứng mới cho thấy những dao động trên quỹ đạo Trái đất có thể ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa sinh học.
Một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi nhà cổ sinh vật học Luc Beaufort thuộc Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia của Pháp (CNRS) đã tìm thấy các dấu hiệu cho thấy quỹ đạo lệch tâm tạo điều kiện cho sự bùng nổ tiến hóa của các loài mới, ít nhất là ở sinh vật phù du quang hợp (thực vật phù du). Coccolithophores là loài tảo siêu nhỏ, ăn ánh sáng mặt trời, xây dựng các mảng đá vôi xung quanh các cơ thể đơn bào mềm. Những lớp vỏ đá vôi này, được gọi là coccoliths, cực kỳ phổ biến trong hồ sơ hóa thạch, xuất hiện lần đầu vào khoảng 215 triệu năm trước trong kỷ Trias Thượng. Những vật thể trôi dạt dưới đáy đại dương này rất nhiều nên chúng đóng góp rất lớn vào chu trình dinh dưỡng của Trái đất, vì vậy các lực làm thay đổi sự hiện diện của chúng có thể ảnh hưởng đến hệ thống hành tinh của chúng ta.
Cũng thú vị:
- Bản sao kỹ thuật số của Trái đất có thể cứu thế giới khỏi thảm họa khí hậu không?
- Các nhà khoa học không nhận thấy một tiểu hành tinh đến rất gần Trái đất
Sử dụng kính hiển vi tự động với trí thông minh nhân tạo, Beaufort và các đồng nghiệp của ông đã đo được 9 triệu bông cải xanh trong 2,8 triệu năm tiến hóa ở Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương. Sử dụng các mẫu đá trầm tích đại dương có niên đại tốt, họ có thể lấy độ phân giải cực kỳ chi tiết - khoảng 2 nghìn năm. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng phạm vi kích thước của bông cải xanh để ước tính số lượng loài bởi vì các nghiên cứu di truyền trước đây đã xác nhận rằng có thể phân biệt các loài khác nhau của các loài coccolithophores trong họ Noelaerhabdaceae bằng kích thước tế bào.
Họ phát hiện ra rằng chiều dài trung bình của bông cải xanh tuân theo một chu kỳ đều đặn tương ứng với chu kỳ 405 năm của độ lệch tâm của quỹ đạo. Kích thước bông cải xanh trung bình lớn nhất xuất hiện với thời gian trễ hơn một chút sau độ lệch tâm tối đa. Điều này xảy ra bất kể Trái đất đang ở trạng thái băng giá hay xen kẽ.
"Trong đại dương hiện đại, sự đa dạng của thực vật phù du là lớn nhất ở vùng nhiệt đới, có thể là do nhiệt độ cao và các điều kiện ổn định, trong khi sự luân chuyển theo mùa của các loài cao nhất ở nhiệt độ trung bình do sự tương phản nhiệt độ theo mùa mạnh", Beaufort và các đồng nghiệp giải thích trong công trình của họ.
Họ nhận thấy rằng mô hình tương tự này diễn ra trên tất cả các quy mô thời gian lớn mà họ đã kiểm tra. Khi quỹ đạo của Trái đất trở nên hình elip hơn, các mùa xung quanh đường xích đạo của nó trở nên rõ ràng hơn. Những điều kiện đa dạng này đã khuyến khích các tế bào xương cụt đa dạng hóa và sản xuất nhiều loài hơn. Giai đoạn tiến hóa cuối cùng mà nhóm phát hiện bắt đầu cách đây khoảng 550 năm - một sự kiện phóng xạ trong đó loài Gephyrocapsa mới xuất hiện. Beaufort và các đồng nghiệp của ông đã xác nhận cách giải thích này bằng cách sử dụng dữ liệu di truyền từ các loài còn tồn tại. Sử dụng dữ liệu từ cả hai đại dương, họ cũng có thể phân biệt giữa các sự kiện địa phương và toàn cầu.
Hơn nữa, bằng cách tính toán tốc độ tích tụ khối lượng trong các mẫu trầm tích, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra ảnh hưởng tiềm tàng của các loài khác nhau về hình thái đối với chu trình carbon của Trái đất, mà họ có thể điều chỉnh với sự trợ giúp của quang hợp và sản xuất vỏ đá vôi (CaCO3).
Dựa trên những phát hiện này và các nghiên cứu hỗ trợ khác, Beaufort và các đồng nghiệp cho rằng độ trễ giữa độ lệch tâm quỹ đạo và sự thay đổi khí hậu có thể gợi ý rằng "các tế bào coccolithophores có thể đang thúc đẩy thay vì chỉ đơn giản là phản ứng với những thay đổi trong chu trình carbon."
Nói cách khác, những vi sinh vật này, cùng với các thực vật phù du khác, có thể góp phần vào sự thay đổi khí hậu của Trái đất để phản ứng với những sự kiện quỹ đạo này. Nhưng cần phải làm thêm để xác nhận điều này.
Đọc thêm: