Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát hiện mẫu hổ phách được xác nhận cổ nhất thế giới tại khu tự trị Tân Cương, qua đó cho thấy thực vật đã bắt đầu tiết nhựa bảo vệ từ khoảng 385 triệu năm trước – rất lâu trước khi phần lớn các nhóm động vật có khả năng gây tổn hại cho cây cối xuất hiện.

Mẫu hổ phách được phát hiện trong các vỉa than ở khu vực Tây Junggar - một khu vực cổ đại từng diễn ra quá trình va chạm, phát triển và hợp nhất của các mảng kiến ​​tạo.

Trước đây, mẫu hổ phách lâu đời nhất từng được tách khỏi đá và xác nhận bằng phân tích hóa học có niên đại vào cuối kỷ Than Đá, khoảng 320 triệu năm trước – cũng là giai đoạn những loài động vật ăn cỏ đầu tiên xuất hiện.

Nghiên cứu do Luo Cihang thuộc Viện Địa chất và Cổ sinh Nam Kinh, trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, dẫn đầu. 

Theo nhóm nghiên cứu, các nhà cổ sinh vật học ban đầu tỏ ra hoài nghi khi phát hiện hàng trăm mảnh vật chất siêu nhỏ trông giống hổ phách được bảo tồn trong một vỉa than có niên đại từ kỷ Devon giữa, cách đây khoảng 393 - 383 triệu năm.

Khi chiếu tia cực tím lên các mẫu than và quan sát thấy một số vị trí phát ra ánh huỳnh quang màu xanh lam nổi bật, nhóm nghiên cứu vẫn chưa kết luận đó là hổ phách, bởi hiện tượng này chỉ đóng vai trò như một dấu hiệu gợi ý chứ chưa đủ để xác định.

"Phản ứng đầu tiên của chúng tôi là phấn khích, nhưng ngay sau đó là sự thận trọng", Luo cho biết. Theo ông, nếu thực sự là hổ phách có niên đại 385 triệu năm thì đây sẽ là một phát hiện phi thường, đủ sức lùi xa kỷ lục hiện có và thay đổi một số giả định trong ngành cổ sinh vật học.

Thực vật đã tiết nhựa từ trước khi nhiều loài động vật xuất hiện

Hổ phách hình thành sau hàng triệu năm khi nhựa thực vật trải qua các quá trình địa chất phức tạp để trở thành vật liệu thạch hóa. Loại vật liệu này có thể lưu giữ dấu vết phân tử hữu cơ, thậm chí bảo tồn côn trùng và nhiều sinh vật cực nhỏ, nên thường được ví như "cỗ máy thời gian" của các hệ sinh thái cổ đại.

Tuy nhiên, toàn bộ các mẫu hổ phách được xác nhận trước đây đều liên quan đến thực vật có hạt – nhóm thực vật tiến hóa hơn, xuất hiện và phát triển mạnh vào cuối kỷ Devon, bao gồm gần như toàn bộ các loài cây hiện đại.

Trong nghiên cứu mới, nhóm khoa học đã tách được 241 mảnh vật liệu từ khoảng 10kg than đá. Mẫu lớn nhất dài khoảng 1,5mm, trong khi phần lớn các mảnh chỉ có kích thước từ 0,1-0,5mm và mang màu từ vàng nhạt đến nâu sẫm dưới ánh sáng tự nhiên.

Ban đầu, các hạt siêu nhỏ này chỉ được xem là vật chất hữu cơ giống nhựa cây. Nhưng sau khi áp dụng các phương pháp phân tích hóa học tiên tiến, nhóm nghiên cứu xác nhận chúng thực sự là hổ phách.

Kết quả cho thấy một số loài thực vật có mạch nhưng chưa tạo hạt vào kỷ Devon giữa đã có khả năng tiết nhựa thông qua những con đường sinh tổng hợp tương đối phức tạp.

Nghiên cứu cho rằng chức năng ban đầu của nhựa cây có thể chủ yếu là bịt kín các vết thương và bảo vệ cây trước tác nhân gây bệnh, giúp thực vật chống chịu tổn thương vật lý cũng như sự xâm nhập của vi sinh vật trong môi trường trên cạn thời kỷ Devon.

"Cơ chế sản sinh nhựa xuất hiện từ rất sớm có thể đã góp phần thúc đẩy sự thành công về mặt sinh thái của hệ thực vật trên cạn trong các kỷ Devon và Than Đá bằng cách tăng cường khả năng bảo vệ và hàn gắn vết thương", nhóm nghiên cứu viết.

Luo cho biết vào thời điểm đó, vẫn chưa có nhiều nhóm động vật đủ khả năng gây tổn hại cho thực vật.

Vì vậy, nguồn gốc của nhựa cây nhiều khả năng gắn với nhu cầu tự sửa chữa sau các tổn thương do cháy rừng hoặc để chống lại sự xâm nhập của nấm, thay vì để đối phó với động vật ăn thực vật.