THÀNH PHẦN PROTEIN TRONG LÔNG VŨ CỦA KHỦNG LONG RẤT GIỐNG LÔNG VŨ CỦA CHIM HIỆN ĐẠI

[Mê Khủng Long TV] Khủng long cổ đại giống chim ngày nay đến mức nào? Câu hỏi này chính là trọng tâm của một nghiên cứu mới, trong đó các nhà khoa học đã nghiên cứu sự thay đổi của protein hiện diện trong lông vũ ở khủng long qua hàng triệu năm dưới nhiệt độ cực cao.

Các nghiên cứu trước đây cho rằng, lông vũ của khủng long chứa loại protein khiến chúng mềm hơn lông vũ của chim hiện đại. Nhưng mới đây, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học College Cork (University College Cork, UCC), Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL) và một số cơ quan nghiên cứu khác vừa khám phá ra rằng, lông vũ của khủng long có thành phần protein rất giống với chim hiện đại. Điều đó có nghĩa là cấu tạo hóa học của lông vũ ở chim ngày nay nhiều khả năng đã có khởi nguồn sớm hơn nhiều so với những gì chúng ta phỏng đoán trước đó, có thể là khoảng 125 triệu năm trước đó.

"Thật sự thú vị khi khám phá những điểm tương tự mới giữa khủng long và chim," theo Tiffany Slater, nhà cổ sinh vật học tại UCC và là tác giả chính của nghiên cứu mới. "Sử dụng tia X và tia hồng ngoại, chúng tôi nhận thấy lông vũ từ giống khủng long Sinornithosaurus chứa rất nhiều beta-protein, giống hệt lông vũ của chim ngày nay. Khám phá này chứng thực giả thuyết của chúng tôi rằng khủng long cũng có lông vũ cứng - giống như chim hiện đại."

Một mẫu hóa thạch khủng long Sinornithosaurus.

Mấu chốt của vấn đề chính là hỗn hợp protein. Những xét nghiệm trước đây trên lông vũ của khủng long chủ yếu tìm thấy alpha-keratin protein, do đó suy ra lông vũ của khủng long mềm hơn, trong khi lông vũ của chim hiện đại giàu beta-keratin protein, giúp làm lông vũ cứng chắc hơn, thích hợp cho việc bay. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn đặt nghi vấn rằng liệu sự khác biệt có phản ánh đúng bản chất hóa học của lông vũ khi khủng long còn sống không, hay chỉ là hệ quả của quá trình hóa thạch suốt nhiều triệu năm.

Để tìm câu trả lời, Slater và đồng nghiệp tại UCC là Maria McNamara đã phối hợp với các nhà khoa học tại SSRL để phân tích các mẫu lông vũ có niên đại 125 triệu năm từ giống khủng long Sinornithosaurus và giống chim sơ khai Confuciusornis, cũng như một mẫu lông chim 50 triệu năm tuổi khác từ Mỹ.

Để phát hiện protein trong lông vũ cổ đại, các nhà nghiên cứu đã đặt hóa thạch lông vũ trước tia X cực mạnh của SSRL, để phát hiện xem có sự hiện diện của các thành phần chính có trong beta-protein hay không. Điều này giúp họ xác định beta-protein trong mẫu vật có ở trạng thái "nguyên bản" hay đã thay đổi theo thời gian - và sự thay đổi đó diễn tiến như thế nào về mặt hóa học.

Nhóm nghiên cứu cũng tiến hành những thí nghiệm riêng biệt mô phỏng nhiệt độ tác động lên hóa thạch theo thời gian. Những thí nghiệm này cho thấy alpha-protein có thể hình thành trong hóa thạch như một hệ quả của quá trình hóa thạch, chứ không phải là thành phần của lông vũ khi con khủng long còn sống.

Phân tích chỉ ra rằng một số lông vũ hóa thạch chứa nhiều alpha-protein, nhưng chúng không hề có mặt tại đó ngay từ đầu mà chỉ hình thành sau một thời gian dưới sự tác động của nhiệt độ cực cao.

"Thí nghiệm của chúng tôi giúp giải thích rằng sự không nhất quán về mặt hóa học là kết quả của quá trình phân hủy protein xảy ra khi hóa thạch hình thành," Slater nói. "Do đó mặc dù một số lông vũ khủng long có bảo quản dấu vết của những beta-protein nguyên bản, các mẫu lông vũ hóa thạch khác lại chứa alpha-protein hình thành trong quá trình hóa thạch."

"Quan niệm về việc thành phần protein có thể thay đổi theo thời gian thường là một khía cạnh bị bỏ qua khi chúng ta nhìn vào những dấu ấn sinh học từ xa xưa," Sam Webb, nhà khoa học tại SSRL nói. "Việc so sánh kết quả quang phổ tia X của chúng tôi với các phép đo trên các mẫu vật lông vũ được nung nóng trong các thí nghiệm giúp chúng tôi hiệu chỉnh các phát hiện của mình."

"Rõ ràng là dấu vết của các phân tử sinh học cổ đại có thể tồn tại qua hàng triệu năm, nhưng chúng ta không thể đọc trực tiếp dữ liệu hóa thạch được bởi ngay cả những mô mềm hóa thạch trông có vẻ được bảo quản tốt cũng đã bị nấu chín và chèn ép trong suốt quá trình hóa thạch," theo McNamara, một trong các tác giả của nghiên cứu.

"Chúng tôi đang phát triển các công cụ mới để tìm hiểu điều gì xảy ra trong quá trình hóa thạch và mở khóa những bí ẩn về hóa học của hóa thạch. Điều này sẽ giúp chúng ta có những góc nhìn mới đầy thú vị về quá trình tiến hóa."