Loài cá "thủy tổ" có danh pháp khoa học là Metaspriggina, tồn tại trên Trái đất cách đây khoảng 500 - 515 triệu năm trong sự bùng nổ đáng kinh ngạc của các dạng sống phức tạp ở kỷ Cambri.
Mặc dù trước đây giới nghiên cứu từng tìm được 2 mẫu vật rời rạc, nhưng các mẫu vật mới đã cung cấp chi tiết chưa từng có về một trong những tổ tiên sớm nhất của động vật có xương sống.
Trong bài viết đăng tải trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu đã mô tả khoảng 100 mẫu hóa thạch của loài cá tí hon, được khai quật ở khu Burgess Shale thuộc dãy núi Rocky và các vùng lân cận của Canada. Nhiều mẫu hóa thạch bảo quản tốt đã hé lộ các cấu trúc cơ thể sơ khai, vốn về sau sẽ tiến hóa thành bộ hàm.
Các sinh vật như Metaspriggina đã bắt đầu các dòng giống động vật có xương sống, về sau bao gồm cả cá có xương hàm, động vật lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú, kể cả con người.
Metaspriggina là loài cá không hàm, thân mềm, không to lớn hơn ngón tay cái của người. Nó sở hữu chiều dài cơ thể khoảng 6cm với một chiếc đầu nhỏ, thân hình thon gọn, một đôi mắt lớn ở trên đỉnh đầu và 2 hốc mũi nhỏ.
Dù không có bộ xương, nhưng cá Metaspriggina sở hữu hộp sọ có thể hình thành từ sụn cũng như tiền thân của cột sống và một que xương gọi là "notochord", hỗ trợ cơ thể giống xương sống và sau này sẽ tiến hóa thành cột sống. Hiện, nhóm nghiên cứu vẫn chưa rõ, cá Metaspriggina thực sự có vây hay không.
Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm tới cấu trúc mang của cá Metaspriggina, vì nó đã tiến hóa, mở đường cho sự hình thành hàm ở các động vật có xương sống sau này.
Metaspriggina sở hữu 7 cặp cấu trúc giống chiếc que, gọi là vòm mang cá, vừa làm nhiệm vụ lọc các hạt thức ăn, vừa để hô hấp. Cặp đầu tiên trong những vòm mang cá này khỏe mạnh hơn số còn lại và tạo ra bước đệm đầu tiên để tiến hóa thành hàm.
Các nhà nghiên cứu đã biết về tầm quan trọng của những vòm mang cá này trong quá trình tiến hóa của động vật có xương sống, nhưng chưa từng có cơ hội được quan sát mẫu vật cổ đến như vậy trước đây.
Nhà cổ sinh vật học Simon Conway Morris đến từ Đại học Cambridge (Anh) tuyên bố: "Metaspriggina rất quan trọng, vì nó vừa lấp lổ hổng then chốt trong sự hiểu biết của chúng ta về quá trình tiến hóa ban đầu của nhóm động vật bao gồm cả con người, vừa cung cấp cái nhìn rõ nét hơn đáng kể về các vòm mang cá".
Ông Morris cho biết thêm rằng, các xương hàm rốt cuộc tiến hóa thành xương tai giữa tí hon ở động vật có vú. Vì vậy, sự tiến hóa của vòm mang cá có ảnh hưởng sâu sắc đến hình dạng, cách sống và hoạt động chức năng của các động vật có xương sống hiện nay.
