Nhân ngày 18/5 dành cho bảo tàng Việt Nam, xin chia sẻ với các bạn hình ảnh của một bảo tàng hết sức thú vị và bổ ích ở Hà Nội đó là Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam. Đây này là một bộ sưu tập vô giá, với rất nhiều mẫu vật hóa thạch của động thực vật từ thời cổ đại, đi kèm theo đó là các tư liệu hình ảnh được thể hiện sinh động và rất dễ hiểu để người xem lần lượt nắm được các thời kỳ tiến hóa.
Nằm hẳn trong khuôn viên rộng lớn với nhiều tòa nhà của Viện Hàn lâm Khoa học, BT Thiên nhiên Việt nam là một tòa nhà xây mới ngăn nắp gọn gàng, sau cổng là khoảng sân nhỏ trưng bày mô hình một con T-rex trông y như thật rất bắt mắt.
Gian tiếp đón của bảo tàng được trang trí gợi nhớ thời kỳ kiến tạo, mặt đất sục sôi núi lửa phun trào, tiếp theo là mô hình cây tiến hóa sinh giới minh họa một cách khái quát nhất quá trình tiến hóa hàng trăm triệu năm của 5 sinh giới, gian chủ đề lịch sử tiến hóa địa chất và tự nhiên chia ra từng thời kỳ cụ thể, và bộ sưu tập tiêu bản động thực vật rất phong phú.
Cây tiến hóa sinh giới
Mô hình cây thể hiện 5 giới (kingdoms) sinh vật đang sống trên trái đất là Nhân sơ (Monera), giới Nguyên sinh (Protista), Nấm (Fungi), Thực vật (Plantae) và Động vật (Animalia).
• Giới Nhân sơ (Monera):
Hình thành cách ngày nay khoảng 3.6 tỷ năm với các cá thể đơn bào, chưa có nhân chuẩn. Hình thức dinh dưỡng là hấp thụ. Ví dụ: virus, vi khuẩn và tảo Lam v.v.
• Giới Nguyên sinh (Protista):
Hình thành cách ngày nay khoảng 2.4 tỷ năm với các cá thể đơn bào hoặc đà bào, có nhân chuẩn. Hình thức dinh dưỡng là hấp thụ, dị dưỡng hoặc hoại dưỡng. Ví dụ: amip, trung để giày, nấm nhảy v.v.
• Giới Nấm (Fungi, màu nâu):
Gồm các sinh vật đơn bào hoặc đà bào, có nhân chuẩn. Hình thức dinh dưỡng là dị dưỡng. Ví dụ: nấm đông trùng hạ thảo, nấm mào gà v.v.
• Giới Thực vật (Plantae, màu xanh):
Gồm các cá thể đa bào, có nhân chuẩn; được chia thành các ngành chính là Tảo, Rêu, Quyết (dương xỉ), Hạt trần (thông, tuế v.v.), Hạt kín (ngô, đậu v.v.). Hình thức dinh dưỡng là tự dưỡng quang hợp.
• Giới Động vật (Animalia, màu đỏ):
gồm các cá thể đa bào, có nhân chuẩn; được chia làm 2 nhóm là động vật có xương sống (tiến hóa từ động vật hậu khẩu), vi dụ cá mập, ếch, chim đại bàng, khỉ, và động vật không xương sống. (tiến hóa từ động vật nguyên khẩu), ví dụ: giun đất, ốc sản, cá mực, tôm, ong…
Cây sinh giới cho thấy thế giới sự sống ngày nay đa dạng về thành phần loài ở các mức độ tiến hóa khác nhau, là kết quả của quá trình tiến hóa và chọn lọc của tự nhiên lâu dài hàng tỷ năm.
Lịch sử địa chất và tự nhiên
Phần này được chia theo từng thời kỳ địa chất bắt đầu từ Tiền Cambri cho đến suốt dọc Cổ Sinh, Trung Sinh, Tân Sinh: Cambri, Ordovic, Silur, Devon, Carbon, Permi, Trias, Jura, Creta, Paleogen, Neogen, Đệ Tứ. Ở mỗi thời kỳ trưng bày minh họa gồm đủ 3 phần:
– Phía trên đắp nổi hình địa cầu cho thấy vị trí các lục địa thời bấy giờ khác hẳn ngày nay.
– Phía dưới là hình ảnh minh họa về tiến hóa của sự sống trong thời kỳ ấy.
– Dưới nữa là trưng bày các bộ sưu tập hóa thạch tương ứng.
Thời kỳ Tiền Cambri (Pre-Cambian)
Phần giới thiệu lịch sử địa chất và quá trình tiến hóa sự sống được bắt đầu với thời kỳ Tiền Cambri, cách nay 4.6 tỷ năm, sự sống trên trái đất hầu như chưa có, khí quyển oxygen mới bắt đầu dần hình thành.
Phải đến cuối thời kỳ Tiền Cambra mới xuất hiện các dạng sự sống sơ khai:
• Nhân nguyên thủy (Prokaryotes): Tức là vi khuẩn đơn bào chưa có nhân hoặc chỉ có màng mỏng bao quanh DNA, xuất hiện cách nay khoảng 3.7 tỷ năm. Tảo lam (Cyanobacteria) là một ví dụ, xuất hiện cách nay 2.4 tỷ năm, là vi khuẩn đầu tiên có khả năng quang hợp thải ra oxygen.
• Nhân chuẩn (Eukaryotes): Hai vi khuẩn nhân sơ cộng sinh với nhau, một trong hai biến thành nhân của vi khuẩn kia để thực hiện chức năng lưu giữ DNA. Cứ như thế thêm nhiều vi khuẩn cộng sinh biến thành những bộ phận chức năng và tạo ra một thực thể đa bào cũng là những động vật đầu tiên. Bọt biển (sponge) là một ví dụ. Vi khuẩn Nhân chuẩn đầu tiên xuất hiện cách nay chừng 800 triệu năm.
• Không xương sống (Inverterbrate): Cách nay 580 triệu năm, xuất hiện những sinh vật không xương sống hình lá sống trên bề mặt đáy biển hoặc chui vào đáy biển. Sứa là loài vậy cổ xưa nhất còn lại từ thời kỳ này.
Đại Cổ Sinh (Paleozoic)
Sau thời kỳ Tiền Cambri, tự nhiên bước vào thời kỳ Hiển sinh gồm Đại Cổ Sinh, Đại Trung Sinh và Đại Tân Sinh. Mỗi đại lại chia ra làm nhiều kỷ, riêng Đại Cổ Sinh có 6 kỷ là: Cambri, Ordovic, Silur, Devon, Carboniferous và Pemia.
• Kỷ Cambri (541 – 485 triệu năm trước)
Là kỷ nguyên bùng nổ của các dạng sự sống với sự xuất hiện của rất nhiều loài sinh vật, người ta gọi sự kiện này là “Cambrian explosion”.
Xuất hiện sinh vật có vỏ cứng hay có trục cứng sơ khai, tiêu biểu nhất là bọ ba thùy (trilobite). Đến cuối kỷ Cambri hầu như tất cả các ngành sinh vật nền tảng cho hệ sinh thái ngày nay đã được hình thành (phyla: mollusks, arthropods, annelids, chordate etc.).
• Kỷ Ordovic (485 – 443 triệu năm trước)
Nửa đầu kỷ Ordovic khí hậu trái đất ôn hòa ấm và ẩm.
Chừng 480 triệu năm trước xuất hiện loài cá không hàm agnathans, là loài sinh vật đầu tiên thuộc ngành Dây sống (chordate phylum). Ngày nay cá lau kiếng “suckermouth catfish” chính là thuộc ngành chordate.
Tuyệt diệt sinh giới nam bán cầu cuối kỷ Ordovic do khí hậu trở lạinh, mảng lục địa Gondwana dịch xuống vùng cực nam bị đóng băng, mực nước biển hạ thấp xoá sổ môi trường sống của các nhóm trên thềm lục địa. Khủng khoảng tjêu diệt 17% số họ, 57% số chi.
• Kỷ Silur (443 – 419 triệu năm trước)
Động thực vật sơ khai di chuyển lên đất liền. Cách nay 425 triệu năm xuất hiện thực vật có mạch ống (vascular plants) thích nghi với cuộc sống trên cạn. Động vật chân khớp (arthropods) như bò cạp, nhện, là ngành đầu tiên tiến lên bờ. Lưu ý là bò cạp và nhện không phải là côn trùng.
• Kỷ Devon (419 – 359 triệu năm trước)
Lục địa Bắc Mỹ và Âu châu nằm sát nhau gần xích đạo nhưng phần lớn diện tích vẫn nằm dưới nước, xa phía bắc là Siberia. Nam bán cầu là Gondwa bao gồm Nam Mỹ, châu Phi, Nam Cực, Ấn Độ, Úc châu. Cuối kỷ một chuỗi các cuộc khủng hoảng kéo dài suốt 20 triệu năm tiêu diệt 19% số họ, 50% số chi và 70% số loài.
Nổi trội trên cạn là động vật Bốn chân (tetrapods) và Chân đốt (arthopods) tiếp tục xâm chiếm lục địa, cũng như thực vật chúng phải biến đổi thích nghi với việc mất nước và chuyển hóa oxygen trong không khí. Dưới biển là ngành Tay cuộn (brachiopods) nổi trội, cùng với san hô, cá vây tay. Loài lưỡng cư đầu tiên là Ichthyostega xuất hiện ở nơi giờ là Greenland.
• Kỷ Carboniferous (359 – 299 triệu năm trước)
Các lục địa co cụm lại gần như thành một mảng với những điểm tiếp xúc. Sự va chạm kiến tạo sinh ra dãy núi Appalachian ở bờ đông của Bắc Mỹ, dãy Hercynian ở UK. Các va chạm tiếp theo giữa Siberia và đông Âu tạo ra dãy Ural.
Than hình thành nhiều do gặp điều kiện phù hợp. Bò sát đẻ trứng trong túi ối (amniotic egg) nhờ đó có khả năng đẻ trứng trên cạn dần tiến hóa thích nghi với cuộc sống trên cạn. Xuất hiện loài chân bụng, huệ biển, đại chuồn chuồn.
• Kỷ Permia (299 – 252 triệu năm trước)
Các lục địa tiếp tục co cụm, hai siêu lục địa Laurasia (bắc) and Gondwana (nam) dần nhập lại thành siêu lục địa Pangaea rộng lớn, bên trong có những vùng đất khô cằn, vùng đất phía nam lục địa bị đóng băng.
Một vài loài bò sát đã tiến hóa thành tổ tiên của động vật có vú với đặc điểm là chỉ có một xương hàm duy nhất, tuy nhiên đến cuối kỷ Permia lại là loài khủng long thống trị mặt đất chứ không phải các động vật có vú nói trên. Giới thực vật, thông và dương xỉ mọc tốt. Dương xỉ hạt phát tán mạnh.
Đánh dấu kết thúc Đại Cổ Sinh bằng cuộc tuyệt chủng lớn nhất trong lịch sử sinh học, tiêu diệt 96% số loài sinh vật biển và 70% số loài sống trên cạn, bao gồm cả động vật có xương sống, côn trùng và thực vật. Bọ ba thùy biến mất. Cần đến 30 triệu năm để các nhóm sinh vật có xương sống phục hồi số lượng và sự đa dạng.
Đại Trung Sinh (Mesozoic)
Khí hậu trở nên nóng ẩm, cây xanh sinh sôi, các loài ăn cỏ lá (herbivore) cũng sinh sôi. Khủng long ban đầu nhỏ sau lớn dần, một số loài khủng long tiến hóa thành chim.
• Kỷ Trias (252 – 201 triệu năm trước)
Trias là giai đoạn phục hồi sinh giới của cả đại dương lẫn siêu lục địa Pangaea. Một số loài bò sát chuyển từ bò sát đất lên tư thế đứng trên chân chia thành hông thằn lằn (lizard-hipped) và hông chim (bird-hipped). Rất hay nhầm lẫn ở thực tế là bò sát hông thằn lằn sau này tiến hóa thành chim, còn bò sát hông chim thì vẫn là bò sát.
Tổ tiên của động vật có vú (synapsid) phục hồi dần, hộp sọ có khoảng trống sau mắt để cơ và xương hàm phát triển hơn, tư thế dần đứng thẳng hơn. Ở biển xuất hiện loài hai mảnh vỏ, bò sát biển. Khủng khoảng tiêu diệt 23% số lượng họ và 48% số chi. Thực vật Triasic có loài thông, á tuế.
• Kỷ Jura (201 – 145 triệu năm trước)
Suốt 160 triệu năm, hoạt động kiến tạo làm Pangaea tách ra dần hình thành các mảnh lục địa như ngày nay. Khí hậu khá ôn hòa, ấm hơn ngày nay một chút, hai cực không đóng băng.
Bò sát thống trị cả toàn địa cầu, trên bờ là khủng long; dưới biển là cá sấu, cá thằn lằn (ichthyosaurs), thằn lằn đầu rắn (plesiosaurs); trên trời là thằn lằn bay (pterosaurs) được coi là chim thủy tổ. Ngoài khủng long thì trên bờ còn có động vật có vú kích thước nhỏ. Dưới biển là cúc đá (ammonites). Thực vật nổi trội có tuế (cycads), lá kim (conifers), hạnh (ginkgos), mộc tặc (horsetails), dương xỉ (ferns).
• Kỷ Creta (145 – 66 triệu năm trước)
Có nhiều đá phấn được hình thành nên gọi là kỷ Phấn Trắng, thấy rõ ở các vách đá trắng dọc eo biển Pháp – Anh. Khí hậu rất ấm không có băng tại hai địa cực, mực nước biển dâng cao. Một số loài tiêu biểu trở nên suy thoái kể cả cúc đá (ammonites), tiễn thạch (belemnites), khủng long.
Giới thực vật, Hạt trần (gymnosperms) suy thoái, xuất hiện thực vật Hạt kín (flowering plants) bao gồm cả cây thân mộc lẫn thân thảo. Các loài thực vật hạt kín này ra hoa và thụ phấn nhờ gió hoặc nhờ côn trùng nên phát triển màu sắc hương thơm và mật nhụy (nectar) kéo theo sự tiến hóa của các loài ong, bướm, kiến v.v.
Thiên thạch va chạm gây ra cuộc tuyệt diệt sinh giới xảy ra 65,5 triệu năm trước 17% số họ, 50% số chi và 75% số loài, chấm dứt thời kì thống trị của khủng long, mở ra con đường cho sự phát triển của động vật có vú và chim. Hố thiên thạch Chicxulub được phát hiện năm 1991 ở bán đảo Yukatan thuộc Trung Mỹ.
Đại Tân Sinh (Cenozoic)
• Kỷ Paleogen (66 – 23 triệu năm trước)
Palaeogene bắt đầu bằng khí hậu lạnh rồi đột ngột trở nóng. Không còn khủng long, động vật có vú thống trị mặt đất dần tiến hóa to lớn dần và đa dạng dần cho đến ngày nay. Một số loài sống tốt trên vòm lá cây tiến hóa thành linh trưởng (primates), loài khác sống dưới biển tiến hóa thành cá voi (cetaceans). Loài thú than đã xuất hiện nhưng về sau tuyệt chủng. Bò sát tiến hóa với cá sấu, rùa, ba ba. Riêng với chim thì khác, một số loài khủng long biết bay đã sống sót sau va chạm Chicxulub và tiến hóa thành chim.
• Kỷ Neogen (23 – 2.5 triệu năm trước)
Thời kỳ này các lục địa dần dịch chuyển về vị trí như ngày nay. Khí hậu bớt nóng ẩm khiến những cánh rừng nhiệt đới rộng lớn bị thay thế bởi những trảng cỏ và địa hình xa-van khiến hệ động vật có vú tiến hóa để thích nghi với sự thay đổi. Sự lạnh dần của kỷ Neogene dẫn đến hình thành các vành đai sinh học theo vĩ độ trên mặt đất.
• Kỷ Quaternary (2.5 triệu năm trước đến nay)
Còn gọi là kỷ Đệ Tứ, gồm có hai thời kỳ là Pleistocene và Holocene.
– Pleistocense (1.8 triệu năm đến 10,000 năm trước): 1.8 triệu năm trước đến hết thời kỳ đá cũ. Khởi đầu khí hậu lạnh dần, vùng cực hình thành những mảng băng hà lớn với thảm thực vật tundra, quanh vùng cực hình thành rừng thông taiga, vĩ độ thấp hơn có khí hậu khô hơn được bao phủ bởi thảm thực vật hoang mạc. Động vật gồm các loài chim thú khổng lồ như gấu túi Diprotodon, kỳ đà Megalania, chim Moa, voi Mammoth. Đặc biệt là sự tiến hóa của người Homo sapien.
– Holocene (10,000 năm trước): cũng là khi loài người hiện đại bước vào thời kỳ Đá mới Neolithic trong lịch sử xây dựng các nền văn minh của mình.
Hóa thạch bọ ba thùy kỷ Cambri được bảo tồn, nằm ở bên lề các bậc thang dẫn lên cột cờ Lũng Cú.
Nhà cổ Ma Lé cách Lũng Cú khoảng 14km, vừa là một kiến trúc nguyên bản của người Giáy, vừa có một “bảo tàng bỏ túi” tức một bộ sưu tập mini di tích hóa thạch của sinh vật cổ đại Brachiopod (ngành tay cuộn) được đem từ vách núi đá vôi phía trên cao xuống. Đây là một điểm nằm trong lộ trình khám phá Công viên Địa chất Toàn cầu Hà Giang.
Homo heidelbergensis dates to approximately 500,000 years ago. About 130,000 years ago modern humans (Homo sapiens) disperse throughout Africa, the Middle East and Europe. Cave paintings suggest that by 40,000 years ago they had developed a sophisticated culture.
Relatively warm and has endured only small scale climate shifts. Little Ice Age begins about 650 years ago (1350 AD) and lasted only about 550 years. Some scientists think that the current warm global climatic conditions may be only temporary – that we are simply in an interglacial period of a continuing Ice Age.
