Khi chúng ta xem xét từ góc nhìn của con người, và rõ ràng sẽ thật khó khăn cho chúng ta nếu không làm như thế, sự sống là một điều kỳ lạ. Nó nóng lòng mong đợi sự khởi đầu, nhưng một khi đã khởi đầu thì dường như nó lại không hề vội vàng tiến lên.

Hãy nghĩ về các loài địa y. Chúng có lẽ là những sinh vật hữu hình táo bạo nhất Trái Đất, nhưng cũng là một trong những loài ít tham vọng nhất. Chúng có thể vui vẻ mọc trên một góc nhà thờ đầy nắng, nhưng lại đặc biệt ưa thích những môi trường mà các loài sinh vật khác sẽ chẳng bao giờ đặt chân tới – những đỉnh núi lộng gió và trên những đống rác ở Bắc Cực, hay bất cứ nơi nào chẳng có gì ngoài đá, mưa, giá lạnh và hầu như không có sự cạnh tranh. Tại nhiều vùng ở Nam Cực, nơi thật sự không có thứ gì khác mọc lên, bạn có thể thấy những mảng địa y lớn – khoảng 400 loài – kiên trì bám vào từng tảng đá bị gió quất ràn rạt.

Suốt một thời gian dài, người ta không thể hiểu vì sao chúng làm được như vậy. Bởi lẽ địa y sống trên đá trần trụi mà không có cơ chế sinh sản và sinh dưỡng rõ ràng, điều này khiến nhiều người – kể cả những người có học thức – cho rằng chúng là những viên đá đang trong quá trình trở thành thực vật. “Một cách tự nhiên, tảng đá vô cơ trở thành thực vật sống!” một nhà quan sát, bác sĩ Hornschuch, đã mừng rỡ reo lên như thế vào năm 1819.

Khi xem xét kỹ lưỡng hơn, người ta thấy địa y thú vị hơn là ma quái. Thực chất, chúng là thể cộng sinh giữa tảo và nấm. Nấm tiết ra axít có tác dụng hòa tan bề mặt đá, giải phóng các chất khoáng và tảo sẽ chuyển hóa thành thức ăn cho cả hai. Đây không phải là một sự xếp đặt hấp dẫn lắm nhưng rõ ràng đã thành công. Trên thế giới có hơn 20.000 loài địa y.

Giống như hầu hết những loài sống trong môi trường khắc nghiệt, địa y phát triển rất chậm. Sẽ mất nhiều hơn một thế kỷ để một địa y đạt kích thước của một chiếc cúc áo. Bởi thế, theo David Attenborough, những địa y có kích thước một chiếc đĩa “rất có thể đã hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm tuổi”. Thật khó để tưởng tượng một sự tồn tại trọn vẹn hơn. “Chúng chỉ đơn thuần tồn tại,” Attenborough nói thêm, “điều này chứng tỏ sự thật thú vị là ở cấp độ đơn giản nhất, rõ ràng sự sống chỉ diễn ra vì lợi ích của chính nó.”

Người ta rất dễ xem thường suy nghĩ cho rằng sự sống có mục đích tự thân. Vì con người có xu hướng cảm thấy sự sống phải có một mục đích nhất định. Chúng ta luôn có kế hoạch, nguyện vọng và ham muốn. Chúng ta luôn muốn tận dụng lợi thế của tất cả sự tồn tại tuyệt vời mà chúng ta được trao. Tuy nhiên, đối với loài địa y, sự sống là gì? Vậy mà sự thôi thúc phải tồn tại, phải sống của nó từng chút, từng chút cũng mãnh liệt như chúng ta – thậm chí còn hơn. Nếu được biết là tôi sẽ phải dành hàng thập kỷ là một sinh vật xù xì bám trên mặt đá trong rừng, hẳn tôi sẽ mất hết mong muốn được tiếp tục sống. Địa y không như thế. Giống như hầu hết các loài sinh vật, chúng sẽ chịu đựng bất cứ khó khăn và cơ cực nào chỉ để tồn tại thêm một khoảnh khắc. Tóm lại, sự sống đơn thuần là mong muốn được tồn tại. Nhưng điều thú vị là nó chủ yếu không muốn quá nhiều.

Điều này có lẽ hơi kỳ lạ bởi sự sống đã tốn rất nhiều thời gian để biết mình có tham vọng. Nếu bạn tưởng tượng lịch sử 4,5 tỷ năm của Trái Đất được thu gọn trong một ngày bình thường, khi đó, sự sống bắt đầu từ rất sớm, khoảng lúc 4 giờ sáng, cùng với sự xuất hiện của những cơ thể đơn bào đơn giản đầu tiên, nhưng suốt 16 giờ sau đó nó không hề có bước tiến nữa. Mãi cho đến gần 8 giờ 30 phút tối, khi năm phần sáu thời gian trong ngày đã trôi qua, Trái Đất vẫn không có gì đó để trưng diện cùng vũ trụ ngoài một bề mặt đầy rẫy vi khuẩn thao thức. Cuối cùng, các loài thực vật biển đầu tiên cũng xuất hiện, khoảng 20 phút là loài sứa và các sinh vật Ediacaran bí ẩn được Reginald Sprigg phát hiện lần đầu ở Australia. Vào lúc 9 giờ 4 phút tối, loài bọ ba thùy hiện ra trong thước phim và kế đó gần như lập tức là các sinh vật quyến rũ của Đá phiến sét Burgess. Lúc gần 10 giờ đêm, các loài thực vật bắt đầu đổ bộ lên đất liền. Trong chưa đầy hai giờ còn lại, tất cả các sinh vật trên cạn mới ra đời.

Từ khoảng 10 phút với thời tiết dịu mát, tới 10 giờ 24 phút đêm, Trái Đất được che phủ bởi những khu rừng của kỷ Cácbon mà tàn dư của chúng mang lại cho chúng ta tất cả số than ngày nay, và các loài côn trùng có cánh đầu tiên xuất hiện. Khủng long hiện lên khuôn hình ngay trước 11 giờ đêm và thống trị trong khoảng 45 phút. Hai mươi mốt phút trước nửa đêm, chúng biến mất và kỷ nguyên của các loài động vật có vú bắt đầu. Con người xuất hiện 1 phút 17 giây trước nửa đêm. Toàn bộ lịch sử được ghi chép lại của chúng ta, theo tỷ lệ này, sẽ chiếm chưa đầy vài giây và cuộc đời của mỗi con người chỉ kéo dài chưa đầy một khoảnh khắc. Trong một ngày được tua cực nhanh này, các lục địa trượt và va đập vào nhau với một tốc độ liều lĩnh. Những ngọn núi trồi lên rồi lại bị san bằng, đáy biển hiện ra rồi biến mất, các phiến băng dày lên và mỏng đi. Trong toàn bộ quá trình, khoảng ba lần trong mỗi phút, đâu đó trên hành tinh lại bừng lên do một thiên thạch cỡ Manson hoặc lớn hơn rơi xuống. Thật kỳ diệu nếu thứ gì đó có thể tồn tại trong môi trường bất ổn và luôn bị tấn công như vậy. Sự thật là, không có nhiều thứ tồn tại được lâu.

Có lẽ để hình dung dễ dàng hơn sự xuất hiện cực kỳ gần đây của chúng ta trong thước phim 4,5 tỷ năm này, bạn hãy dang hai tay hết cỡ và tưởng tượng chiều dài nó đạt được chính là toàn bộ lịch sử Trái Đất. Khi đó, theo John McPhee trong cuốn Basin and Range, khoảng cách từ đầu ngón tay của tay này tới cổ tay bên kia là thời kỳ Tiền Cambri. Toàn bộ sự sống phức tạp nằm ở phần còn lại, và “chỉ cần một nhát giũa móng tay bình thường, bạn cũng có thể xóa bỏ lịch sử loài người.”

May mắn thay, khoảnh khắc đó chưa xảy ra, nhưng nhiều khả năng sẽ là như vậy. Tôi không muốn nêu ra một nhận xét u ám, nhưng sự thật là còn có một đặc tính chính xác hơn về sự sống trên Trái Đất: các cuộc đại tuyệt chủng xảy ra khá đều đặn. Với những khó khăn mà chúng phải chịu để tập hợp và tự duy trì, các loài gục ngã và diệt vong một cách khá thường xuyên. Càng trở nên phức tạp, dường như chúng lại càng nhanh tuyệt chủng. Đây có thể là nguyên nhân khiến phần lớn sự sống không quá tham vọng.

Vì thế bất kỳ khi nào sự sống làm điều gì đó táo bạo, thì đó thật sự là một sự kiện, và ít có dịp nào quan trọng hơn thời khắc sự sống chuyển sang giai đoạn mới và bước lên bờ như trong câu chuyện của chúng ta. Đất liền là một môi trường khắc nghiệt: nóng, khô, tràn ngập bức xạ tia cực tím cường độ cao, không có lực đẩy vốn giúp cho việc di chuyển trong nước tương đối dễ dàng. Để sống trên cạn, các sinh vật phải trải qua hàng loạt các thay đổi về cấu tạo thân thể. Giữ một con cá ở một đầu, nó sẽ oằn mình xuống, vì xương sống của nó quá yếu để nó có thể đứng thẳng. Để tồn tại bên ngoài môi trường nước, các sinh vật biển cần một kiến trúc nội tại mới có khả năng chịu lực – và đây không phải là loại điều chỉnh có thể diễn ra một sớm một chiều. Trên hết và rõ ràng nhất, bất cứ sinh vật trên cạn nào cũng phải học cách hấp thụ ôxy trực tiếp từ không khí thay vì lọc nó từ nước. Mặt khác, có một động lực mạnh mẽ để ra khỏi môi trường nước: nơi đó càng lúc càng trở nên nguy hiểm. Sự hợp nhất chậm chạp của các lục địa tạo nên một khối đất liền duy nhất, Pangaea, đồng nghĩa với việc có ít bờ biển hơn trước đây, và vì thế ít sinh vật ven bờ hơn. Sự cạnh tranh hết sức khốc liệt. Bên cạnh đó, còn sự xuất hiện của cá mập, một loài động vật ăn tạp nguy hiểm được thiết kế hoàn hảo để tấn công, đến mức hầu như nó không thay đổi gì từ khi xuất hiện. Đây là thời điểm thích hợp nhất để tìm một môi trường sống thay thế cho nước.

Thực vật bắt đầu quá trình chiếm giữ đất liền vào khoảng 450 triệu năm trước cùng các loại bọ ký sinh nhỏ bé, vốn có tác dụng giúp chúng phá vỡ và tái sử dụng các vật chất hữu cơ đã chết. Các loài động vật lớn hơn cần nhiều thời gian hơn để xuất hiện, nhưng khoảng 400 triệu năm trước, chúng cũng đã liều mình ra khỏi môi trường nước. Cách minh họa phổ biến khiến chúng ta dễ cho rằng những cư dân mạo hiểm đầu tiên của đất liền là một loài cá đầy tham vọng – giống như loài cá thòi lòi hiện đại, có thể nhảy từ vũng nước này sang vũng nước khác vào mùa hạn hán – hoặc thậm chí là một loài lưỡng cư hoàn thiện. Thực tế, có lẽ những cư dân hữu hình đầu tiên trên cạn giống với những loài rệp hay sâu bi hiện đại. Đây là những loài rệp nhỏ (thực chất là động vật giáp xác), thường co mình lại khi bạn lật một tảng đá hay khúc gỗ lên.

Với những loài đã có thể hít thở ôxy từ không khí, đây là thời kỳ thuận lợi. Hàm lượng ôxy trong không khí ở kỷ Devon và kỷ Than đá, khi sự sống trên cạn bắt đầu nở rộ, lên tới khoảng 35% (so với mức gần 20% ngày nay). Điều này cho phép các loài động vật phát triển một cách đáng kể về kích thước trong thời gian tương đối nhanh.

Hẳn bạn sẽ thắc mắc rằng làm sao các nhà khoa học biết được mức ôxy trong không khí từ hàng trăm triệu năm trước? Câu trả lời đến từ một lĩnh vực hết sức mơ hồ nhưng cũng rất tài tình: địa hóa đồng vị [isotope geochemistry]. Các đại dương xa xưa của kỷ Devon và kỷ Than đá chứa đầy những sinh vật phù du nhỏ, chúng cuộn mình trong những lớp vỏ bảo vệ tí hon. Giống như ngày nay, các sinh vật phù du cũng tạo ra vỏ bọc cho mình bằng cách lấy ôxy từ không khí và kết hợp với các nguyên tố khác (đặc biệt là cácbon) để tạo thành các hợp chất có độ bền, như canxi cácbonat. Đây là một trò chơi hóa học đã được đề cập đâu đó trong vòng đời dài hạn của cácbon – một quá trình không mấy thú vị khi mô tả nhưng lại có vai trò thiết yếu trong việc tạo ra một hành tinh cư trú được.

Cuối cùng, mọi sinh vật phù du này sẽ chết và chìm xuống đáy biển, nơi chúng được nén dần thành đá vôi. Trong số những cấu trúc nguyên tử mà các sinh vật nhỏ bé mang xuống mồ, có hai đồng vị rất ổn định, ôxy-16 và ôxy-18. (Nếu bạn đã quên mất đồng vị là gì thì cũng không sao, chỉ cần nhớ rằng đó là một nguyên tử với số neutron không bình thường.) Đến đây vai trò của các nhà địa hóa học bắt đầu, vì các đồng vị sẽ tích lũy với mức độ khác nhau, tùy thuộc vào hàm lượng ôxy và cácbon trong không khí tại thời điểm chúng được tạo ra. Nhờ so sánh mức độ lắng đọng từ xa xưa của hai đồng vị này, các nhà địa hóa học có thể đọc các thông số của thế giới cổ đại – hàm lượng ôxy, nhiệt độ khí quyển và đại dương, phạm vi và thời điểm của các thời kỳ băng hà, cùng nhiều vấn đề khác. Bằng cách kết hợp các phát hiện về đồng vị với những tàn dư hóa thạch vốn cho biết các thông số khác như tỷ lệ phấn hoa trong không khí, các nhà khoa học có thể tái hiện toàn bộ khung cảnh mà con người chưa từng nhìn thấy với mức độ tự tin đáng kể.

Nguyên nhân chính khiến lượng ôxy tăng nhanh đến vậy trong suốt giai đoạn đầu tiên của sự sống trên cạn là do đa phần thế giới khi đó là lãnh địa của dương xỉ và các đầm lầy khổng lồ. Bản chất lầy lội của chúng gây gián đoạn quá trình phục hồi cácbon thông thường. Thay vì mục nát hoàn toàn, lá cây và các loại thực vật chết khác sẽ tích lũy thành trầm tích dày, ẩm ướt, cuối cùng được ép thành những vỉa than rộng lớn, ngày nay đã góp phần duy trì các hoạt động kinh tế.

Nồng độ ôxy cao rõ ràng khuyến khích sự phát triển các sinh vật có cơ thể lớn. Người ta đã tìm thấy dấu vết của một sinh vật nhiều chân lưu lại từ 350 triệu năm trước đây trên một tảng đá ở Scotland. Nó dài hơn 1m. Trước khi kỷ nguyên này kết thúc, một vài loài động vật nhiều chân còn đạt chiều dài gấp đôi.

Khi những sinh vật như vậy rình mồi, không có gì đáng ngạc nhiên nếu các loài côn trùng trong giai đoạn này phải phát triển một đặc tính giúp chúng tránh những cái lưỡi háu ăn: bay lượn. Một số loài đã làm quen với phương thức di chuyển mới một cách dễ dàng đến không tưởng, và chúng không thay đổi gì về mặt kỹ thuật kể từ đó tới nay. Trong thời đó, cũng như bây giờ, chuồn chuồn có thể bay với tốc độ hơn 50kmgiờ, dừng lại trong chốc lát, lượn lờ, bay ngược lại và nâng được, theo tỷ lệ khối lượng cơ thể, nhiều hơn bất cứ chiếc máy bay nào mà con người từng tạo ra. “Không lực Hoa Kỳ,” một nhà bình luận viết, “từng đặt chúng vào các đường hầm gió để xem chúng sẽ làm thế nào, nhưng họ đã thất vọng.” Chúng cũng hưởng lợi từ không khí giàu ôxy. Trong các khu rừng ở kỷ Than đá, chuồn chuồn to như những con quạ. Tương tự, cây cối và các loài thực vật khác cũng có kích thước ngoại cỡ tương ứng. Mộc tặc và dương xỉ đạt độ cao khoảng 15m và thạch tùng có thể cao tới 40m.

Các loài động vật trên cạn có xương sống đầu tiên – nghĩa là sinh vật trên cạn có phải đã trở thành thủy tổ của con người hay không – vẫn là một bí ẩn. Một phần là do thiếu vắng các bằng chứng hóa thạch có liên quan, còn một phần khác là do một người Thụy Điển mang tên Erik Jarvik. Những lý giải lạ lùng và thói giữ kẽ của ông khiến những tiến triển trong việc trả lời câu hỏi này bị kéo lùi gần nửa thế kỷ. Jarvik là thành viên của một nhóm học giả Scandinavi tới Greenland vào những năm 1930-1940 để tìm kiếm cá hóa thạch. Cụ thể, họ tìm kiếm cá vây thùy, loài cá được xem là tổ tiên của con người và mọi loài sinh vật biết đi khác, hay còn gọi là động vật bốn chân.

Hầu hết động vật đều có bốn chân, và tất cả động vật bốn chân đang sống đều có điểm chung: có bốn chi, mỗi chi có tối đa năm ngón chân hoặc tay. Khủng long, cá voi, chim, con người, thậm chí cả cá – tất cả đều là động vật bốn chân, điều này rõ ràng cho thấy chúng ta đều cùng một tổ tiên. Bằng chứng về tổ tiên chung này được suy đoán là thuộc kỷ Devon, khoảng 400 triệu năm trước. Trước đó, không có thứ gì đi trên mặt đất. Sau đó, lại có rất nhiều. May mắn thay, nhóm đã tìm tìm thấy một sinh vật như vậy, một con vật có chiều dài 1m gọi là ichthyostega. Việc phân tích hóa thạch do Jarvik đảm nhận, ông đã bắt đầu việc nghiên cứu từ năm 1948 và chú mục vào nó suốt 48 năm tiếp theo. Đáng tiếc là Jarvik không để ai cùng nghiên cứu mẫu vật này. Giới cổ sinh vật học buộc phải hài lòng với hai báo cáo tạm thời sơ sài, trong đó Jarvik nhận định rằng sinh vật bốn chân này có năm ngón trên mỗi chi, và khẳng định vai trò thủy tổ của nó.

Jarvik qua đời vào năm 1998. Sau khi ông mất, các nhà cổ sinh vật học khác hồ hởi nghiên cứu mẫu vật và phát hiện ra Jarvik đã đếm sai số ngón một cách nghiêm trọng – thật ra nó có đến tám ngón trên mỗi chi – và ông đã không nhận thấy con cá này không thể nào đi được. Cơ thể của nó sẽ gẫy vụn dưới sức nặng cơ thể. Đương nhiên, điều này không giúp tăng cường hiểu biết của chúng ta về các loài động vật trên cạn đầu tiên. Tới nay đã có ba động vật bốn chân cổ được tìm thấy, song không con nào có năm ngón. Tóm lại, chúng ta vẫn chưa biết mình đến từ đâu.

Nhưng dù sao, chúng ta cũng đã đến đây, dù để giành được quyền thống trị như ngày nay không phải lúc nào cũng dễ dàng. Từ khi sự sống trên cạn bắt đầu, nó đã trải qua bốn đại vương triều. Đại vương triều đầu tiên là các động vật lưỡng cư và bò sát nguyên thủy, cần mẫn nhưng đôi khi hơi nặng nề. Loài vật nổi tiếng nhất của thời đại này là dimetrodon, sinh vật có lưng hình cánh buồm thường bị nhầm với khủng long (thậm chí ngay cả trong một chú thích hình ảnh trong cuốn Comet của Carl Sagan). Dimetrodon thực tế là động vật một cung bên1. Nghĩa là xưa kia chúng ta từng giống như vậy. Động vật một cung bên là một trong bốn nhánh bò sát cổ đại, cùng với các động vật không cung, động vật một cung trên và động vật hai cung. Những tên gọi này đơn thuần mô tả số lỗ nhỏ và vị trí của chúng trên hộp sọ. Động vật một cung bên có một lỗ nhỏ dưới thái dương; động vật hai cung có hai lỗ; động vật một cung trên có một lỗ ở gần đỉnh đầu.

1. Danh pháp khoa học: Synapsida, nghĩa đen là cung hợp nhất, trước đây được xem là Lớp Một cung bên, còn được biết đến như là Động vật Mặt thú hay Động vật Cung thú (Theropsida), và theo truyền thống được miêu tả là “bò sát giống như thú”, thuộc nhóm động vật có màng ối (nhóm còn lại là lớp Mặt thằn lằn (Sauropsida)) đã phát triển một lỗ hổng (hốc) trong hộp sọ của chúng (hốc thái dương) phía sau mỗi mắt, khoảng 324 triệu năm trước (Ma) vào cuối kỷ Than Đá. (ND)

Qua thời gian, mỗi nhánh chính này được chia thành các phân nhánh, một số trở nên phát triển, một số lụi tàn. Nhánh không cung sinh ra loài rùa, từng là động vật tiến hóa và nguy hiểm nhất hành tinh; mãi cho đến khi một đột biến trong quá trình tiến hóa đã biến chúng trở thành một loài sống lâu thay vì thống trị. Nhánh một cung bên phân chia thành bốn phân nhánh, trong đó chỉ có một phân nhánh tồn tại được qua kỷ Permi. May mắn là chúng ta thuộc về phân nhánh này và nó đã tiến hóa thành bộ cung thú, tiền thân của động vật có vú. Chúng chính là đại vương triều thứ hai.

Điều không may cho động vật cung thú là họ hàng của chúng, nhánh hai cung, cũng tiến hóa rất hiệu quả, trở thành khủng long (bên cạnh nhiều loài khác), và dần vượt quá khả năng kháng cự của chúng. Không thể đối đầu trực diện với những sinh vật mới hung hãn này, động vật cung thú gần như biến mất không dấu tích. Tuy vậy, một số rất ít tiến hóa thành những sinh vật lông lá nhỏ bé, sống trong hang chờ thời cơ. Loài lớn nhất trong số chúng cũng không to hơn con mèo nhà, và đa phần lớn hơn con chuột. Cuối cùng, sự thu nhỏ này sẽ phát huy tác dụng, nhưng chúng cũng sẽ phải đợi gần 150 triệu năm nữa để đại vương triều thứ ba thuộc về loài khủng long kết thúc đột ngột và mở đường cho đại vương triều thứ tư − kỷ nguyên của những loài động vật có vú như chúng ta.

Mỗi lần chuyển giao lớn lao như thế, cùng nhiều chuyển giao nhỏ hơn nằm trong các đại vương triều, đều phụ thuộc vào một động cơ phát triển quan trọng có phần nghịch lý: sự tuyệt chủng. Một sự thật đáng tò mò là, cái chết của các loài trên Trái Đất, theo nghĩa hiển ngôn nhất, là một phương cách của sự sống. Không ai biết bao nhiêu loài sinh vật từng tồn tại từ khi sự sống bắt đầu. Ba mươi tỷ là con số thường được trích dẫn, nhưng con số này giờ đây đã được đẩy lên tới 4.000 tỷ. Dù tổng số thật sự là bao nhiêu, thì đến 99,99% loài không còn sống cùng chúng ta nữa. David Raup ở Đại học Chicago thường nói, “gần như tất cả các loài đã tuyệt chủng.” Với các loài phức tạp, thời hạn tồn tại trung bình của chúng chỉ vào khoảng 4 triệu năm – và loài người đã gần chạm tới mốc này.

Tất nhiên, sự tuyệt chủng là tin xấu cho các nạn nhân, nhưng đối với một hành tinh năng động, đó lại là tin tốt lành. “Lựa chọn thay thế cho sự tuyệt chủng là sự trì trệ,” Ian Tattersall đến từ Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ nói, “và sự trì trệ hiếm khi là điều tốt đẹp với bất cứ lĩnh vực nào.” (Có lẽ tôi cần nhắc rằng chúng ta đang đề cập đến sự tuyệt chủng như một quá trình tự nhiên và dài hạn. Tuyệt chủng do sự bất cẩn của con người lại là một vấn đề hoàn toàn khác.)

Những cuộc khủng hoảng trong lịch sử Trái Đất luôn gắn liền với những bước nhảy vọt sau đó. Sự thất bại của các động vật Ediacaran mở đường cho sự bùng nổ đầy sáng tạo của kỷ Cambri. Sự tuyệt chủng ở kỷ Ordovic diễn ra 440 triệu năm trước đã xóa sổ các loài ăn lọc bất động [immobile filter feeder] khỏi đại dương, góp phần tạo ra điều kiện sống cho các loài cá săn mồi và các loài bò sát thủy sinh khổng lồ. Đến lượt nó, điều này cũng tạo ra cơ hội lý tưởng để đưa cư dân dưới nước lên trên cạn khi một trận càn quét cuối kỷ Devon khiến sự sống một lần nữa rung chuyển mạnh. Rõ ràng, sự tuyệt chủng đã diễn ra suốt chiều dài lịch sử với những quãng nghỉ rải rác. Nếu tất cả những điều này không xảy ra theo đúng cách thức và thời điểm như vậy, chúng ta hẳn đã không có mặt ở đây.

Trái Đất đã chứng kiến 5 cuộc đại tuyệt chủng trong lịch sử, lần lượt diễn ra trong các kỷ Ordovic, Devon, Permi, Tam Điệp và Phấn Trắng cùng nhiều lần khác với quy mô nhỏ hơn. Cuộc đại tuyệt chủng ở kỷ Ordovic (440 triệu năm trước) và kỷ Devon (365 triệu năm trước) mỗi lần xóa sổ khoảng 80-85% tổng số loài. Đại tuyệt chủng ở kỷ Tam Điệp (210 triệu năm trước) và kỷ Phấn Trắng (65 triệu năm trước) mỗi lần xóa sổ khoảng 70-75% tổng số loài. Song kinh hoàng nhất là ở kỷ Permi (khoảng 245 triệu năm trước), mở màn cho đế chế trường tồn của loài khủng long. Lần này, ít nhất 95% số loài động vật được biết đến trong các dấu tích hóa thạch đã hoàn toàn biến mất. Thậm chí khoảng một phần ba tổng số loài côn trùng cũng đã diệt vong – đây là lần duy nhất chúng biến mất trên diện rộng đến vậy. Có vẻ như chúng ta đã tiến tới rất gần sự diệt vong hoàn toàn.

“Đây thật sự là một cuộc đại tuyệt chủng, hay đúng hơn là một cuộc tàn sát với quy mô lớn chưa từng diễn ra trên Trái Đất trước đây,” Richard Fortey nói. Sự kiện này đặc biệt gây tổn hại cho các loài sinh vật biển. Loài bọ ba thùy biến mất. Ngao và nhím biển cũng gần như vắng bóng. Hầu như tất cả các sinh vật biển đều bị giáng một đòn chí tử. Tổng cộng cả trên cạn và dưới nước, người ta cho rằng Trái Đất đã mất đi tới 52% số họ – cấp độ cao hơn chi và thấp hơn bộ trong thang phân loại sự sống (sẽ được bàn tới trong chương tiếp theo) – và có lẽ mất tới 96% số loài. Sẽ mất rất nhiều thời gian – theo một ý kiến, khoảng 80 triệu năm – trước khi các loài được khôi phục.

Có hai điểm bạn cần phải rõ. Đầu tiên, đây vẫn chỉ là những phán đoán có cơ sở. Con số ước lượng tổng số loài động vật còn sống ở cuối kỷ Permi là khoảng từ 45.000 tới 240.000 loài. Nếu không biết có bao nhiêu loài còn sống, thì bạn khó có thể làm rõ tỷ lệ đã diệt vong. Hơn nữa, chúng ta đang nói tới cái chết của các loài chứ không phải các cá thể. Về mặt các cá thể, con số có thể cao hơn rất nhiều – trong nhiều trường hợp, toàn bộ đã diệt vong. Các loài tồn tại sang giai đoạn tiếp theo của sự sống gần như chắc chắn chỉ đặt hy vọng lên một vài cá thể sống sót, khập khiễng và sứt sẹo.

Ở giữa những cuộc đại tuyệt chủng, còn có nhiều lần khác nhỏ hơn và ít được biết đến hơn – Hemphillia, Frasnia, Famenni, Rancholabre và hàng chục lần khác – chúng không ảnh hưởng lớn tới tổng số loài mà thường nhằm vào các quần thể nhất định. Các loài động vật ăn cỏ, bao gồm cả ngựa, gần như bị quét sạch trong cuộc tuyệt chủng Hemphillia khoảng 5 triệu năm trước. Ngựa trở thành một loài đơn nhất, xuất hiện lác đác trên các hóa thạch như để cho thấy rằng đã có lúc nó đứng bên bờ vực của sự lãng quên. Hãy tưởng tượng lịch sử loài người sẽ ra sao nếu không có ngựa và các loài động vật ăn cỏ.

Trong hầu hết mọi trường hợp, đối với cả những lần tuyệt chủng lớn và nhỏ, chúng ta đều biết ít đến mức ngạc nhiên về nguyên nhân chúng xảy ra. Ngay cả khi đã loại bỏ những ý tưởng lập dị nhất, vẫn còn nhiều giả thuyết về tuyệt chủng hơn số lần chúng đã xảy ra. Ít nhất khoảng 2 tá thủ phạm khả nghi được xem là nguyên nhân hoặc nhân tố chủ yếu, bao gồm sự nóng lên và lạnh đi toàn cầu, sự thay đổi của mực nước biển, tình trạng thiếu ôxy trong các đại dương, dịch bệnh, sự rò rỉ khí mêtan từ đáy biển, sự va chạm với các thiên thạch và sao chổi, các siêu bão, núi lửa phun trào và các cơn bão Mặt Trời thảm họa.

Điều cuối cùng là một giả thuyết rất đáng nói. Không ai biết các cơn bão Mặt Trời có thể lớn đến mức nào, bởi chúng ta chỉ quan sát chúng từ khi kỷ nguyên vũ trụ bắt đầu, nhưng Mặt Trời là một nguồn năng lượng vĩ đại, và các cơn bão của nó hẳn phải rất khổng lồ. Một cơn bão Mặt Trời điển hình – thứ chúng ta thậm chí còn không nhận thấy trên Trái Đất – sẽ giải phóng nguồn năng lượng tương đương với một tỷ quả bom hiđro và làm văng ra vũ trụ khoảng 100 tỷ tấn các hạt vật chất năng lượng cao nguy hiểm. Từ quyển và khí quyển Trái Đất thường đẩy chúng lại vũ trụ hoặc lái chúng một cách an toàn ra các cực (nơi chúng sinh ra hiện tượng cực quang tuyệt đẹp của Trái Đất); nhưng người ta cho rằng một vụ nổ lớn bất thường, chẳng hạn gấp 100 lần các cơn bão bình thường, rất có khả năng khống chế hệ thống phòng thủ mỏng manh của chúng ta. Buổi trình diễn ánh sáng thật diễm lệ, nhưng nó sẽ giết chết hầu như mọi thứ đắm mình trong thứ ánh sáng đó. Điều đáng sợ hơn, theo Bruce Tsurutani đến từ phòng thí nghiệm Jet Propulsion của NASA, “nó sẽ không để lại bất cứ dấu vết nào.”

Tất cả những gì nó để lại, như một nhà nghiên cứu nhận xét, là “hàng tỷ phỏng đoán và rất ít bằng chứng”. Sự lạnh đi của Trái Đất dường như có mối liên hệ với ít nhất ba cuộc đại tuyệt chủng – lần lượt ở các kỷ Ordovic, Devon và Permi – nhưng ngoài ra người ta gần như không đồng thuận về bất cứ thứ gì khác, kể cả việc mỗi sự kiện diễn ra nhanh hay chậm. Chẳng hạn, các nhà khoa học không thể tìm được tiếng nói chung về vấn đề cuộc đại tuyệt chủng cuối kỷ Devon – kéo theo sự di cư của các loài động vật có xương sống lên cạn – xảy ra trong hàng triệu năm, hàng nghìn năm hay chỉ trong một ngày.

Một trong các lý do khiến việc đưa ra những lời giải thích thuyết phục cho sự tuyệt chủng trở nên rất khó khăn là việc tiêu diệt sự sống trên diện rộng hoàn toàn không dễ dàng. Như chúng ta đã thấy từ vụ thiên thạch Manson, Trái Đất đón nhận một cú đánh chí tử mà vẫn hoàn toàn có thể hồi phục, dù có hơi loạng choạng. Vậy tại sao riêng vụ va chạm với KT diễn ra 65 triệu năm trước, chịu trách nhiệm về sự tuyệt chủng của loài khủng long, lại có sức tàn phá kinh hoàng đến vậy? Vâng, trước hết là bởi nó quá khổng lồ. Nó tấn công Trái Đất với một lực tương đương 100 triệu mega tấn. Một vụ nổ như vậy không dễ hình dung song như James Lawrence Powell đã so sánh, nếu mỗi người sống trên Trái Đất ngày nay phải chịu một quả bom bằng cỡ với quả được thả xuống Hiroshima, vẫn còn thiếu khoảng một tỷ quả nữa để đạt tới sức công phá của KT. Nhưng nếu chỉ có vậy, nó vẫn chưa đủ để xóa sổ 70% sự sống trên Trái Đất, trong đó có khủng long.

Thiên thạch KT còn có thêm những điều kiện bổ trợ cho sức hủy diệt của nó – nhất là đối với động vật có vú – nó rơi xuống một vùng biển nông, chỉ sâu khoảng 10m, có lẽ theo một góc chuẩn xác, trong thời điểm khi hàm lượng ôxy trong không khí cao hơn ngày nay 10%, làm thế giới dễ bốc cháy hơn. Trên hết, đáy biển nơi nó rơi xuống được cấu tạo bởi đá chứa nhiều lưu huỳnh. Kết quả là vụ va chạm biến một vùng biển có diện tích bằng nước Bỉ thành dung dịch axít sunphuric. Suốt nhiều tháng sau đó, Trái Đất phải hứng chịu những cơn mưa axít đủ để gây cháy da.

Đến đây, xuất hiện một câu hỏi còn lớn hơn: Điều gì xóa sổ 70% các loài tồn tại vào thời điểm đó? 30% số loài còn lại sống sót bằng cách nào? Tại sao sự kiện có sức hủy diệt đến từng cá thể khủng long, trong khi các loài bò sát khác như rắn và cá sấu lại bình an vô sự? Cho đến nay chúng ta có thể nói không một loài cóc, sa giông, kỳ nhông hay các loài lưỡng cư nào ở Bắc Mỹ tuyệt chủng. “Vì sao các sinh vật yếu ớt này lại hoàn toàn không chút tổn thương sau một thảm họa không tiền khoáng hậu như vậy?” Tim Flannery đã đặt ra câu hỏi này trong cuốn sách thú vị viết về thời tiền sử của châu Mỹ, Eternal Frontier [tạm dịch: Biên giới vĩnh cửu].

Dưới biển, câu chuyện tương tự cũng diễn ra. Tất cả ốc anh vũ biến mất trong khi họ hàng của chúng, ốc tiễn thạch, với lối sống tương tự, lại tiếp tục tồn tại. Trong số các sinh vật phù du, một số loài đã bị xóa sổ trên thực tế – chẳng hạn, 92% loài trùng lỗ – trong khi những loài khác như tảo cát, có cấu tạo cơ thể tương tự và sống ngay gần kề, lại chịu tương đối ít ảnh hưởng.

Đây là những sự thiếu nhất quán rất khó giải thích. Richard Fortey nhận xét: “Sẽ không thật thích đáng nếu chỉ đơn thuần gọi chúng là những sinh vật may mắn rồi để mọi thứ trôi qua.” Nếu sự kiện này kéo theo nhiều tháng trời tối tăm và ngột ngạt vì khói, điều có nhiều khả năng xảy ra, thì khó có thể biết liệu có bao nhiêu loài côn trùng sống sót. Fortey lưu ý, “một số loài côn trùng như bọ cánh cứng có thể sống trên gỗ và những thứ khác ở xung quanh. Nhưng loài ong cần ánh mặt trời định hướng và sống nhờ phấn hoa thì sao? Để giải thích được sự sống sót của chúng thật không hề dễ dàng.”

Sau cùng là san hô. San hô cần tảo để tồn tại, còn tảo cần ánh sáng mặt trời, và cả hai đều cần nhiệt độ ổn định ở mức tối thiểu. Chúng ta biết rằng trong những năm gần đây, san hô đã chết rất nhiều do nhiệt độ nước biển thay đổi chỉ một vài độ. Nếu nhạy cảm với các thay đổi nhỏ như vậy, thì chúng đã sống qua mùa đông dài sau vụ va chạm như thế nào?

Có rất nhiều sự khác biệt theo vùng vô cùng khó giải thích. Sự tuyệt chủng dường như diễn ra ít nghiêm trọng hơn ở bán cầu nam so với bán cầu bắc. Đặc biệt, New Zealand dường như đã trải qua thảm họa một cách bình an vô sự, trong khi ở đây gần như không có các sinh vật đào hang. Hệ thực vật của nó đa phần cũng không bị ảnh hưởng, dù quy mô của đám cháy ở những nơi khác cho thấy thảm họa này ảnh hưởng tới toàn bộ hành tinh. Tóm lại, có rất nhiều điều mà chúng ta chưa lý giải được.

Một số loài động vật thậm chí còn phát triển – thật đáng ngạc nhiên, trong đó lại có loài rùa. Theo Flannery, giai đoạn liền kề với sự tuyệt chủng của loài khủng long có thể gọi là Kỷ nguyên của Rùa. Mười sáu loài rùa ở Bắc Mỹ đã sống sót, và ngay sau đó thêm ba loài mới xuất hiện.

Rõ ràng, sống trong nước là một lợi thế. Vụ va chạm KT quét sạch gần 90% các loài sống trên cạn nhưng chỉ 10% các loài sống dưới nước. Nước đem lại sự bảo vệ tốt hơn, chống lại nhiệt độ và lửa, cũng như cung cấp nhiều thức ăn cho giai đoạn đói kém sau đó. Các động vật trên cạn sống sót đều nhờ tập quán rút về môi trường an toàn hơn khi gặp nguy hiểm. Dù lặn xuống nước hay chui vào lòng đất, thì đó cũng là nơi trú ẩn an toàn, giúp chúng tránh được sự tàn phá tốt hơn so với ở lại trên mặt đất. Các loài động vật tìm bới thức ăn cũng có lợi thế. Thằn lằn từng và cho đến nay vẫn miễn nhiễm đối với vi khuẩn có trong xác chết đang phân hủy. Thật ra, chúng thường bị thu hút bởi các loài vi khuẩn này, và trong một thời gian dài có rất nhiều xác thối xung quanh chúng.

Người ta thường hiểu sai rằng chỉ các loài động vật nhỏ mới sống sót sau sự kiện KT. Thực tế, trong số các loài sống sót có cả cá sấu, mà thời đó loài này có kích thước lớn hơn ngày nay nhiều. Nhưng nhìn tổng thể, đúng là đa số các loài sống sót đều nhỏ bé và sống lẩn lút. Một thế giới tối tăm và nhiều kẻ thù là nơi phù hợp với những loài nhỏ bé, ấm áp, sống về đêm, có chế độ ăn uống linh hoạt và bản năng thận trọng – những phẩm chất nổi bật của tổ tiên các loài động vật có vú. Nếu quá trình tiến hóa diễn ra nhanh hơn, có thể chúng ta đã bị tiêu diệt. Ngược lại, động vật có vú đã tìm thấy một thế giới phù hợp để sống sót.

Tuy nhiên, không phải các loài động vật có vú đều dàn hàng ngang và tiến vào và lấp đầy mọi chỗ trống. “Sự tiến hóa ghét cay ghét đắng khoảng không,” nhà cổ sinh vật học Steven M. Stanley viết, “nhưng thường rất mất thời gian để lấp đầy nó.” Có lẽ trong suốt hàng chục triệu năm tiếp theo, động vật có vú vẫn nhỏ bé một cách thận trọng. Ở đầu phân đại Đệ Tam, nếu có kích thước của một con linh miêu, bạn có thể trở thành chúa tể.

Nhưng một khi đã bắt đầu trên đà sinh trưởng, các loài động vật có vú phát triển nhanh đến phi thường – đôi khi gần như phi lý. Đã có thời chuột lang nhà có kích thước bằng tê giác, còn tê giác thì có kích thước bằng một ngôi nhà hai tầng. Bất cứ khi nào chuỗi thức ăn còn chỗ trống, động vật có vú đều phát triển để lấp vào đó. Khi các thành viên đầu tiên của họ gấu mèo di cư đến Nam Mỹ, chúng phát hiện ra chỗ trống và đã tiến hóa để trở thành những sinh vật với kích thước và sự hung dữ của loài gấu. Chim chóc cũng phát triển ngoại cỡ. Suốt hàng triệu năm, một loài chim ăn thịt khổng lồ, không bay được là Titanis có lẽ là sinh vật hung dữ nhất ở Bắc Mỹ. Chắc chắn đây là loài chim kỳ lạ nhất từng tồn tại. Khi đứng, nó cao tới 3m, nặng hơn 350kg và mỏ của nó có thể vặt đầu của bất cứ kẻ nào làm nó ngứa mắt. Loài chim này sống theo kiểu đáng gờm như thế suốt 50 triệu năm, song mãi đến khi một chiếc xương sọ của chúng được tìm thấy ở Florida vào năm 1963, chúng ta mới biết về sự tồn tại của chúng.

Điều này cho thấy một lý do cho sự không chắc chắn của chúng ta về nguyên nhân gây ra những lần tuyệt chủng: sự thiếu thốn các bằng chứng hóa thạch. Chúng ta đã đề cập xác suất rất nhỏ để một bộ xương trở thành hóa thạch, nhưng thực tế còn tệ hơn bạn tưởng. Hãy xem xét trường hợp của khủng long. Các bảo tàng khiến người ta lầm tưởng về số lượng hóa thạch khủng long phong phú trên toàn cầu. Thật ra, phần lớn những gì được trưng bày tại các bảo tàng đều là nhân tạo. Con khủng long diplodocus khổng lồ choán gần hết sảnh chính của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên London, từng tiếp đón nhiều thế hệ khách tham quan vui vẻ và có học thức, được làm hoàn toàn bằng thạch cao – nó được dựng vào năm 1903 tại Pittsburgh, và do Andrew Carnegie tặng lại bảo tàng. Sảnh chính của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ ở New York còn bị một hoạt cảnh hoành tráng hơn choán lối: bộ xương một con khủng long barosaurus to lớn đang bảo vệ con của nó trước tấn công của một con khủng long allosaurus nhanh nhẹn và nhiều răng. Đây là một tác phẩm vô cùng ấn tượng – con barosaurus cao gần 9m hướng về phía trần nhà – song chúng đều là đồ giả. Từng mẩu trong số hàng trăm chiếc xương được trưng bày đều nhờ sắp đặt mà thành. Nếu bạn tới thăm hầu hết các bảo tàng lịch sử tự nhiên lớn nhất trên thế giới – ở Paris, Vienna, Frankfurt, Buenos Aires, Mexico City – thứ sẽ chào đón bạn là các mô hình, chứ không phải các khúc xương từ thời tiền sử.

Sự thật là chúng ta không biết nhiều về khủng long. Suốt thời kỳ khủng long, chỉ chưa tới 1.000 loài đã được phát hiện (trong đó khoảng một nửa được biết đến chỉ nhờ một mẫu duy nhất), nghĩa là bằng khoảng một phần tư số loài động vật có vú đang sống ngày nay. Hãy nhớ rằng khủng long là bá chủ thế giới trong khoảng thời gian gấp ba lần động vật có vú, vì thế hoặc khủng long hoặc có quá ít loài, hoặc những gì chúng ta biết mới chỉ là bề ngoài.

Không một hóa thạch hoàn chỉnh nào của thời kỳ dài hàng triệu năm mà loài khủng long tồn tại từng được phát hiện. Thậm chí với giai đoạn cuối kỷ Phấn Trắng – thời kỳ tiền sử được nghiên cứu nhiều nhất nhờ đam mê của con người đối với khủng long và sự tuyệt chủng của chúng – khoảng ba phần tư tổng số loài từng tồn tại có lẽ vẫn chưa được phát hiện. Những sinh vật lớn hơn diplodocus hoặc gớm ghiếc hơn tyrannosaurus có thể từng ngự trị Trái Đất với số lượng hàng nghìncá thể, và chúng ta có thể sẽ không bao giờ biết được điều này. Đến mãi gần đây, tất cả những gì chúng ta biết về khủng long ở giai đoạn này chỉ là những gì được rút ra từ khoảng 300 mẫu vật, tương ứng với 16 loài. Sự thiếu thốn hóa thạch khiến rất nhiều người còn cho rằng khủng long đã sắp sửa tuyệt chủng khi vụ va chạm KT xảy ra.

Cuối những năm 1980, một nhà cổ sinh vật học đến từ Bảo tàng Cộng đồng Milwaukee, Peter Sheehan, đã quyết định tiến hành một cuộc khảo sát. Cùng với 200 tình nguyện viên, ông thực hiện một cuộc rà soát hết sức cẩn thận tại vùng Hell Creek Formation nổi tiếng ở Montana. Sau khi chọn lọc tỉ mỉ, các tình nguyện viên đã thu nhặt từng đốt sống, từng chiếc răng và mẩu xương cuối cùng – mọi thứ mà những người đào bới trước đó bỏ qua. Công việc này kéo dài tới ba năm.

Sau khi hoàn thành, họ phát hiện rằng mình đã làm gia tăng số lượng hóa thạch khủng long từ cuối kỷ Phấn Trắng trên toàn cầu lên gấp ba lần. Cuộc khảo sát khẳng định rằng khủng long vẫn rất đông đảo cho đến khi xảy ra vụ va chạm KT. “Không có lý do gì để cho rằng khủng long đã chết dần trong ba triệu năm cuối của kỷ Phấn Trắng,” Sheehan kết luận.

Chúng ta đã quá quen với ý nghĩ rằng việc loài người thống trị sự sống là tất yếu, vì thế thật khó chấp nhận rằng chúng ta có mặt ở đây nhờ những vụ va chạm đúng lúc với các thiên thạch ngoài Trái Đất cùng các vận may ngẫu nhiên khác. Cũng giống mọi sinh vật khác, trong suốt gần bốn triệu năm, tổ tiên của chúng ta đã cố gắng lách qua một loạt những cánh cửa hẹp mỗi khi cần phải làm như thế. Stephen Jay Gould đã mô tả ngắn gọn điều này trong một dòng nổi tiếng: “Con người có mặt ở đây hôm nay là nhờ sợi dây đặc biệt của chúng ta vốn chưa bao giờ bị đứt ở bất kỳ điểm nào trong số hàng tỷ điểm có thể xóa bỏ chúng ta khỏi lịch sử.”

Tôi đã bắt đầu chương này bằng ba luận đề: sự sống muốn được sống; sự sống quá nhiều tham vọng; sự sống có đặc tính diệt vong. Và đây là luận đề thứ tư: sự sống luôn tiếp diễn. Như chúng ta thường thấy, sự sống tiếp diễn theo những cách thật sự đáng kinh ngạc.