Nếu bạn nhìn lên cách đây 66 triệu năm, bạn có thể đã thấy, trong tích tắc, một ánh sáng rực rỡ như một tiểu hành tinh cỡ núi đốt cháy bầu khí quyển và lao vào Trái đất. Đó là mùa xuân và sự kết thúc theo nghĩa đen của một thời đại, Mesozoi.

Nếu bằng cách nào đó bạn sống sót sau cú va chạm ban đầu, bạn sẽ chứng kiến ​​sự tàn phá sau đó. Bão lửa hoành hành, siêu sóng thần và mùa đông hạt nhân kéo dài hàng tháng đến hàng năm. Triều đại kéo dài 180 triệu năm của loài khủng long không phải loài chim đã kết thúc trong chớp mắt, cũng như ít nhất 75% số loài người đã chia sẻ hành tinh này với họ.

Sau sự kiện này, được gọi là Tuyệt chủng hàng loạt kỷ Phấn trắng-Paleogen (K-Pg), một bình minh mới đã xuất hiện cho Trái đất. Các hệ sinh thái đã phục hồi trở lại, nhưng cuộc sống sinh sống ở đó lại khác.

Nhiều loài tiền K-Pg mang tính biểu tượng chỉ có thể được nhìn thấy trong bảo tàng. Sự ghê gớm Tyrannosaurus rex, Các Velociraptor, và những con rồng có cánh của quetzalcoatlus chi không thể sống sót sau tiểu hành tinh và bị giới hạn trong lịch sử sâu sắc. Nhưng nếu bạn đi dạo bên ngoài và ngửi mùi hoa hồng, bạn sẽ thấy sự hiện diện của những dòng dõi cổ xưa nở rộ trong đống tro tàn của K-Pg.

Mặc dù các loài hoa hồng còn sống không phải là những loài sống chung trên Trái đất với Tyrannosaurus rex, dòng dõi của họ (họ Rosaceae) có nguồn gốc từ hàng chục triệu năm trước khi tiểu hành tinh va vào.

Và hoa hồng không phải là một dòng dõi thực vật hạt kín (thực vật có hoa) bất thường về mặt này. Các hóa thạch và phân tích di truyền cho thấy rằng đại đa số các họ thực vật hạt kín có nguồn gốc trước tiểu hành tinh.

Tổ tiên của các họ hoa lan cảnh, mộc lan và hoa lạc tiên, họ cỏ và khoai tây, họ cúc dược liệu và họ bạc hà thảo mộc đều có chung Trái đất với loài khủng long. Trên thực tế, sự tiến hóa bùng nổ của thực vật hạt kín thành khoảng 290,000 loài ngày nay có thể đã được K-PG tạo điều kiện thuận lợi.

Thực vật hạt kín dường như đã tận dụng được sự khởi đầu mới, tương tự như những thành viên đầu tiên của dòng dõi chúng ta, động vật có vú.

Tuy nhiên, không rõ họ đã làm điều đó như thế nào. Thực vật hạt kín, rất mỏng manh so với khủng long, không thể bay hoặc chạy để thoát khỏi điều kiện khắc nghiệt. Chúng dựa vào ánh sáng mặt trời để tồn tại nhưng đã bị xóa mờ.

Chúng ta biết những gì?

Hóa thạch ở các vùng khác nhau cho biết những phiên bản khác nhau của sự kiện. Rõ ràng là có sự luân chuyển thực vật hạt kín cao (mất loài và tái sinh) ở Amazon khi tiểu hành tinh va vào và sự suy giảm số lượng côn trùng ăn thực vật ở Bắc Mỹ điều này cho thấy sự mất mát của cây lương thực. Nhưng các vùng khác, chẳng hạn như Patagonia, không hiển thị mẫu nào.

Một nghiên cứu năm 2015 phân tích hóa thạch thực vật hạt kín của 257 chi (họ thường chứa nhiều chi) được tìm thấy K-Pg có ít ảnh hưởng về tỷ lệ tuyệt chủng. Nhưng kết quả này khó có thể khái quát hóa trên toàn 13,000 chi thực vật hạt kín.

Đồng nghiệp của tôi, Santiago Ramírez-Barahona, từ Đại học Nacional Autónoma de México, và tôi đã áp dụng một cách tiếp cận mới để giải quyết sự nhầm lẫn này trong một nghiên cứu mà chúng tôi mới được xuất bản in Thư sinh học. Chúng tôi đã phân tích các cây họ thực vật hạt kín lớn mà công trình trước đây đã lập bản đồ từ các đột biến trong trình tự DNA của 33,000-73,000 loài.

Cách suy nghĩ về cây này đã đặt nền móng cho những hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa của sự sống, kể từ khi cây phả hệ đầu tiên được viết nguệch ngoạc bởi Charles Darwin.

Mặc dù các cây phả hệ mà chúng tôi phân tích không bao gồm các loài đã tuyệt chủng, nhưng hình dạng của chúng chứa đựng manh mối về tốc độ tuyệt chủng thay đổi như thế nào theo thời gian, thông qua tốc độ phân nhánh lên xuống.

Tốc độ tuyệt chủng của một dòng dõi, trong trường hợp này là thực vật hạt kín, có thể được ước tính bằng các mô hình toán học. Phương pháp chúng tôi sử dụng đã so sánh tuổi của tổ tiên với ước tính có bao nhiêu loài sẽ xuất hiện trong cây phả hệ theo những gì chúng tôi biết về quá trình tiến hóa.

Nó cũng so sánh số lượng loài trong cây phả hệ với ước tính về thời gian cần thiết để một loài mới tiến hóa. Điều này mang lại cho chúng ta tỷ lệ đa dạng hóa ròng—tốc độ xuất hiện của các loài mới, được điều chỉnh theo số lượng loài đã biến mất khỏi dòng dõi.

Mô hình tạo ra các dải thời gian, chẳng hạn như một triệu năm, để cho thấy tốc độ tuyệt chủng thay đổi như thế nào theo thời gian. Và mô hình này cho phép chúng tôi xác định những khoảng thời gian có tỷ lệ tuyệt chủng cao. Nó cũng có thể gợi ý những thời điểm xảy ra những thay đổi lớn trong việc hình thành và đa dạng hóa loài cũng như thời điểm có thể xảy ra sự kiện tuyệt chủng hàng loạt. Nó cho thấy bằng chứng DNA cũng hỗ trợ những phát hiện này tốt như thế nào.

Chúng tôi phát hiện ra rằng tốc độ tuyệt chủng dường như không đổi đáng kể trong 140-240 triệu năm qua. Phát hiện này nêu bật khả năng phục hồi của thực vật hạt kín trong hàng trăm triệu năm.

Chúng ta không thể bỏ qua bằng chứng hóa thạch cho thấy nhiều loài thực vật hạt kín đã biến mất xung quanh K-Pg, với một số vị trí bị ảnh hưởng nặng nề hơn những vị trí khác. Tuy nhiên, như nghiên cứu của chúng tôi dường như đã xác nhận, dòng dõi (họ và bộ) của loài nào vẫn tồn tại mà không bị xáo trộn, tạo ra sự sống trên Trái đất như chúng ta biết.

Điều này khác với tình trạng của những loài khủng long không phải chim, chúng đã biến mất toàn bộ: toàn bộ nhánh của chúng đã bị cắt tỉa.

Các nhà khoa học tin rằng khả năng phục hồi thực vật hạt kín đến sự tuyệt chủng hàng loạt của K-Pg (tại sao chỉ có lá và cành con của cây hạt kín bị cắt tỉa) có thể được giải thích bằng khả năng thích nghi của chúng. Ví dụ, sự phát triển của chúng về cơ chế phân tán hạt và thụ phấn mới.

Họ cũng có thể nhân đôi toàn bộ bộ gen của họ (tất cả các hướng dẫn DNA trong một sinh vật) cung cấp bản sao thứ hai của mỗi gen đơn lẻ mà sự chọn lọc có thể tác động lên đó, có khả năng dẫn đến các dạng mới và sự đa dạng cao hơn.

Sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lần thứ sáu chúng ta hiện đang phải đối mặt có thể đi theo một quỹ đạo tương tự. Một số lượng đáng lo ngại các loài thực vật hạt kín đã bị đe dọa tuyệt chủng, và sự tàn lụi của chúng có thể sẽ dẫn đến sự kết thúc của sự sống như chúng ta đã biết.

Đúng là thực vật hạt kín có thể nở hoa trở lại từ một số loài sống sót đa dạng—và chúng có thể sống lâu hơn chúng ta.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: Avis Yang / Unsplash 

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• ChartPrime. Nâng cao trò chơi giao dịch của bạn với ChartPrime. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2023/09/17/flowering-plants-survived-the-dinosaur-killing-asteroid-and-may-outlive-us/