The Burgess Shale fossils
Mở đầu Fauna vanished with a whimper, not a bang
Sinh giới biến mất trong lặng lẽ, không phải bằng một vụ nổ
Some discoveries are so unusual it takes decades and sometimes even centuries to understand their full significance. One such discovery is the fossil bed known as the Burgess Shale. It was discovered in the Canadian Rockies over a century ago and was popularised in 1989 in a book, Wonderful Life, by Stephen Jay Gould, an American palaeontologist.
Một số khám phá khác thường đến mức phải mất hàng thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ mới hiểu hết ý nghĩa của chúng. Một trong số đó là tầng hóa thạch mang tên Burgess Shale. Nó được phát hiện ở dãy Canadian Rockies hơn một thế kỷ trước và được phổ biến rộng rãi vào năm 1989 trong cuốn Cuộc Sống Kỳ Diệu của nhà cổ sinh vật học người Mỹ Stephen Jay Gould.
The Burgess Shale fossils were created at a time when the future Canadian land mass was situated near the Earth's equator. The creatures were preserved when an entire marine ecosystem was buried in mud that eventually hardened and became exposed hundreds of millions of years later in an outcrop of the Rocky Mountains. American palaeontologist Charles Walcott, following reports of fabulous fossil finds by construction workers on Canadian railways who were digging in the mountains in the late 19th century, is said to have tripped over a block of shale in 1909 that revealed the area's remarkable supply of specimens. It has long been believed that the curious fauna that lived there vanished in a series of extinctions because the fossil record ends abruptly, but that no longer appears to be the case.
Các hóa thạch Burgess Shale được tạo ra vào thời điểm phần lục địa tương lai của Canada nằm gần xích đạo Trái Đất. Những sinh vật này được bảo tồn khi cả một hệ sinh thái biển bị chôn vùi trong bùn; bùn cứng lại và lộ ra hàng trăm triệu năm sau dưới dạng một mỏm đá ở dãy Rocky. Nhà cổ sinh vật học Mỹ Charles Walcott, sau khi nghe tin về những phát hiện hóa thạch tuyệt vời của công nhân xây dựng đường sắt Canada đào núi vào cuối thế kỷ 19, được cho là đã vấp phải một khối đá phiến vào năm 1909 và nhờ đó phát hiện nguồn mẫu vật phong phú của khu vực. Từ lâu người ta tin rằng quần động vật kỳ lạ sống ở đây biến mất do một loạt sự tuyệt chủng vì hồ sơ hóa thạch kết thúc đột ngột, nhưng giờ có vẻ không phải vậy.
The Burgess Shale began to form soon after a period of time known as the Cambrian explosion, when most major groups of complex animals arose over a surprisingly short period. Before 560m years ago, most living things were either individual cells or simple colonies of cells. Then, and for reasons that remain a mystery, life massively diversified and became ever more complex as the rate of evolution increased. An unusual feature of the Burgess Shale is that it is one of the earliest fossil beds to contain impressions of the soft body parts alongside the remains of bones and shells, which is highly unusual.
Burgess Shale bắt đầu hình thành ngay sau giai đoạn gọi là “bùng nổ kỷ Cambri”, khi hầu hết các nhóm động vật phức tạp lớn xuất hiện trong một thời gian đáng ngạc nhiên là ngắn. Trước 560 triệu năm, phần lớn sinh vật chỉ là các tế bào đơn lẻ hoặc các tập hợp đơn giản. Rồi vì những lý do còn là bí ẩn, sự sống đa dạng hóa mạnh mẽ và ngày càng phức tạp khi tốc độ tiến hóa tăng lên. Một đặc điểm khác thường của Burgess Shale là đây là một trong những tầng hóa thạch sớm nhất lưu giữ dấu ấn của các bộ phận mềm bên cạnh phần còn lại của xương và vỏ—điều vốn rất hiếm.
Although the fossil bed was discovered on a mountain, these animals originally existed below an ocean, the bed of which was later pushed up to create the Rockies. Nobody knows exactly why they were so well preserved. One possibility is that the creatures were buried quickly and in conditions that were hostile to the bacteria that cause decomposition of soft body parts.
Dù lớp hóa thạch được phát hiện trên núi, các loài này ban đầu sống dưới đáy đại dương, đáy biển sau đó bị đẩy nâng lên tạo thành dãy Rocky. Không ai biết chính xác vì sao chúng được bảo tồn tốt đến vậy. Một khả năng là chúng bị chôn vùi rất nhanh trong những điều kiện kị khuẩn—bất lợi cho vi khuẩn gây phân hủy mô mềm.
Those that first worked on the Burgess Shale, unearthing 65,000 specimens over a 14-year period up to 1924, assumed that the fossils came from extinct members of groups of animals in existence today. This turned out to be misleading because many of the creatures are so unusual that they are still difficult to classify.
Những người đầu tiên nghiên cứu Burgess Shale đã khai quật 65.000 mẫu vật trong suốt 14 năm đến năm 1924 và cho rằng các hóa thạch thuộc về các thành viên đã tuyệt chủng của những nhóm động vật vẫn tồn tại ngày nay. Kết luận này hóa ra gây hiểu lầm vì nhiều sinh vật kỳ lạ đến mức đến nay vẫn khó phân loại.
One such example is Opabinia, a creature that grew to about 8cm (3 inches), had five eyes, a body that was a series of lobes, a tail in the shape of a fan and that ate using a long proboscis. The proboscis had a set of grasping claws on the end, with which it grabbed food and stuffed it into its mouth. Nectocaris, meanwhile, could be mistaken for a leech, with fins and tentacles. Weirdest of all was Hallucigenia, described by palaeontologist Simon Conway Morris when he re-examined Walcott's specimens in 1979. With its multiplicity of spines and tentacles, little about Hallucigenia made sense. Like an abstract painting, its orientation is a mystery at first, making it difficult to work out which way up it went, which hole food went into, and which hole food came out of.
Một ví dụ là Opabinia, dài khoảng 8 cm, có năm mắt, cơ thể gồm nhiều thuỳ, đuôi hình quạt và ăn bằng chiếc vòi dài. Ở đầu vòi có bộ kìm để kẹp, nhờ đó nó chộp lấy thức ăn và nhét vào miệng. Còn Nectocaris có thể bị nhầm với con đỉa, có vây và xúc tu. Kỳ lạ nhất là Hallucigenia, được nhà cổ sinh vật Simon Conway Morris mô tả khi ông xem lại các mẫu của Walcott năm 1979. Với vô số gai và xúc tu, Hallucigenia hầu như chẳng có gì dễ hiểu. Tựa như một bức tranh trừu tượng, hướng cơ thể của nó lúc đầu là điều bí ẩn—khó biết mặt nào quay lên, lỗ nào để thức ăn đi vào và lỗ nào để thải ra.
Palaeontologists had long thought that many of the Burgess Shale animals were examples of experiments in evolution—entirely new forms of life that did not survive or lead to other groups or species. Hallucigenia, ironically, turned out to be the exception that proved the rule. It is now thought to be an ancestor of the modern group of arthropods, which includes everything from flies and butterflies to centipedes and crabs.
Trong thời gian dài, các nhà cổ sinh vật cho rằng nhiều loài ở Burgess Shale là các “thử nghiệm” tiến hóa—những dạng sống hoàn toàn mới nhưng không tồn tại lâu hoặc không sinh ra nhóm khác. Trớ trêu thay, Hallucigenia lại là ngoại lệ chứng minh quy luật: nay người ta cho rằng nó là tổ tiên của nhóm động vật chân khớp hiện đại, bao gồm từ ruồi và bướm đến rết và cua.
Now another misconception has been quashed. Writing in Nature, Peter Van Roy of Yale University and his colleagues suggest that the sudden absence of such crazy soft-bodied fossils does not indicate a mass extinction, but merely an end to the unusual local circumstances that caused the creatures to be preserved. In an area of the Atlas Mountains of Morocco, Van Roy's team of researchers have found another diverse (and sometimes bizarre) assemblage of soft-bodied organisms from a period after the Burgess Shale was formed. One discovery includes something that may be a stalked barnacle. This suggests that the evolution of such complex life went on uninterrupted. For its part, the Burgess Shale continues to produce an astonishing array of indefinable creatures faster than palaeontologists can examine them. The world still has plenty to learn about this wonderful life.
Giờ đây, một quan niệm sai khác đã bị bác bỏ. Trên tạp chí Nature, Peter Van Roy (Đại học Yale) và cộng sự cho rằng sự biến mất đột ngột của các hóa thạch thân mềm kỳ quặc không phải là một đợt tuyệt chủng hàng loạt, mà chỉ là sự chấm dứt của những điều kiện địa phương khác thường đã giúp bảo tồn chúng. Ở khu vực dãy Atlas của Ma Rốc, nhóm của Van Roy tìm thấy một tập hợp đa dạng (đôi khi rất kỳ dị) các sinh vật thân mềm thuộc giai đoạn sau khi Burgess Shale hình thành. Một phát hiện có thể là một loài hà có cuống. Điều này gợi ý rằng tiến hóa của các dạng sống phức tạp vẫn tiếp diễn không gián đoạn. Về phần mình, Burgess Shale vẫn liên tục cho ra đời một loạt sinh vật khó định nghĩa nhanh hơn tốc độ các nhà khoa học có thể nghiên cứu. Thế giới vẫn còn nhiều điều để học từ “cuộc sống kỳ diệu” này.