Phân hóa thạch giải mã bí mật sự thống trị của khủng long

Trong khi nhiều loài bò sát khác biến mất, khủng long lại phát triển mạnh mẽ. Vậy đâu là bí mật đằng sau sự thành công phi thường này? Một nghiên cứu mới đã tìm ra câu trả lời bất ngờ từ chính phân hóa thạch của chúng.

Phân hóa thạch có niên đại từ đầu kỷ Jura ở Ba Lan, đã được phân tích như một phần của nghiên cứu mới về sự trỗi dậy của khủng long. (Nguồn: Nature)

Martin Qvarnstrom, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Uppsala, Thụy Điển, tác giả chính của nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Nature, đã chia sẻ rằng mặc dù chúng ta biết khá nhiều về cuộc sống và sự tuyệt chủng của khủng long, nhưng cách chúng vươn lên thống trị hành tinh vẫn là một ẩn số lớn.

Để tìm hiểu, nhóm nghiên cứu đã chuyển sự chú ý đến các hóa thạch bromalite, những tàn tích hệ tiêu hóa của động vật cổ đại như phân và chất nôn, vốn thường bị xem nhẹ trong các nghiên cứu trước đây.

Hóa thạch Bromalite – Chìa khóa đến từ quá khứ

Trong hơn 25 năm, các nhà khoa học đã thu thập hơn 500 hóa thạch bromalite từ 10 địa điểm ở lưu vực Ba Lan. Khu vực này chứa các hóa thạch có niên đại từ cuối kỷ Trias đến đầu kỷ Jura, tức khoảng 247–200 triệu năm trước, một giai đoạn quan trọng trong lịch sử tiến hóa của khủng long.

Thông tin từ phân hóa thạch đã giúp các nhà nghiên cứu hiểu được cách khủng long phát triển như thế nào cách đây 200 triệu năm. (Nguồn: Nature)

Phân tích các bromalite cho thấy, chúng không chỉ phản ánh kích thước và chế độ ăn của khủng long mà còn cung cấp cái nhìn toàn diện về môi trường sống của chúng.

Dựa vào hình dạng và thành phần của bromalite, kết hợp với xương và dấu chân hóa thạch cùng khu vực, nhóm nghiên cứu đã xác định được loài động vật tạo ra chúng.

Họ nhận thấy rằng kích thước và sự đa dạng của các bromalite tăng dần theo thời gian, phản ánh sự xuất hiện của các loài động vật lớn hơn và chế độ ăn phong phú hơn.

Để phân tích chi tiết các bromalite, nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ tiên tiến tại Cơ sở bức xạ Synchrotron châu Âu ở Grenoble, Pháp. Với tia X sáng hơn tia X y tế tới 10 nghìn tỷ lần, các nhà khoa học đã quét cấu trúc bên trong hóa thạch ở cấp độ phân tử.

Nhờ đó, họ phát hiện những tàn tích kỳ diệu như xương cá bị nghiền nát, côn trùng nguyên vẹn hay thậm chí nửa thân cá còn nguyên.

Một số hóa thạch phân có hình xoắn ốc, cho thấy chúng thuộc về những loài động vật có ruột xoắn. Những tàn tích này không chỉ làm rõ chế độ ăn của khủng long mà còn hé lộ cách chúng tương tác với môi trường, từ săn mồi đến tiêu hóa.

Tiến hóa để thống trị

Từ những phát hiện thu thập được, nhóm nghiên cứu đã xây dựng nên một lộ trình tiến hóa gồm 5 giai đoạn để giải thích sự thống trị của khủng long.

Ban đầu, tổ tiên khủng long là loài ăn tạp, tiêu thụ cả thực vật lẫn động vật. Sau đó, chúng phân nhánh thành các loài ăn cỏ và ăn thịt đầu tiên.

Một bước ngoặt xảy ra khi hoạt động núi lửa gia tăng, làm thay đổi môi trường và đa dạng hóa thực vật. Điều này tạo điều kiện cho các loài khủng long ăn cỏ lớn phát triển, kéo theo sự xuất hiện của các loài ăn thịt khổng lồ vào đầu kỷ Jura.

Với khả năng thích nghi vượt trội, khủng long đã duy trì vị thế bá chủ suốt hàng triệu năm, trước khi tuyệt chủng cách đây 66 triệu năm do sự kiện thiên thạch.

Nghiên cứu cũng đưa ra câu trả lời về lý do khủng long vượt trội hơn so với các loài bò sát cổ đại khác. Tư thế thẳng đứng với chân đặt ngay dưới cơ thể giúp chúng nhanh nhẹn và hiệu quả hơn. Ngoài ra, sự linh hoạt trong chế độ ăn đã giúp chúng thích nghi tốt hơn với những biến đổi khí hậu và môi trường.

Ví dụ, hóa thạch bromalite của dicynodonts, một loài bò sát cổ đại có đầu giống rùa, cho thấy chúng chủ yếu ăn cây lá kim và có chế độ ăn rất hạn chế. Ngược lại, phân của loài khủng long ăn cỏ sauropodomorph chứa đa dạng thực vật, bao gồm cả dương xỉ – một loại cây có thể gây độc nhưng được giải độc nhờ than củi trong chế độ ăn.

Lawrence H. Tanner, một nhà cổ sinh vật học không tham gia nghiên cứu, nhận định rằng các hóa thạch từ Ba Lan là những bức ảnh chụp nhanh về quá trình chuyển đổi từ thế giới ít khủng long sang thời kỳ chúng thống trị. Ông cho rằng việc áp dụng phương pháp phân tích này ở các địa điểm khác có thể mở rộng tầm nhìn toàn cầu về sự tiến hóa của khủng long.

Nghiên cứu cho thấy sự thành công của khủng long không chỉ nằm ở ưu thế tiến hóa mà còn ở khả năng thích nghi linh hoạt với môi trường. Grzegorz Niedzwiedzki, đồng tác giả nghiên cứu, kết luận bằng một bài học đơn giản nhưng ý nghĩa: "Ăn rau để sống lâu hơn".

Xuân Minh