VÌ SAO CÁ SẤU KHÔNG THỂ BAY CÒN CHIM THÌ CÓ THỂ?

Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Paleobiology đã đưa ra lời giải cho câu hỏi tưởng chừng đơn giản: vì sao cá sấu không thể bay, trong khi những họ hàng tiến hóa xa xưa của chúng - chim - lại làm được điều đó. Dù cá sấu và chim hiện nay khác biệt gần như hoàn toàn, chúng thực chất đều thuộc nhóm động vật cổ đại Archosauria ("thằn lằn chúa"), xuất hiện khoảng 250 triệu năm trước. Từ tổ tiên chung này, hai nhánh tiến hóa tách ra: một dẫn đến cá sấu (nhánh Pseudosuchia), một dẫn đến khủng long và sau đó là chim (nhánh Avemetatarsalia).

Ảnh: Unsplash.

Trong hàng trăm triệu năm, các dấu vết của tổ tiên chung gần như bị xóa sạch. Cá sấu ngày nay là động vật biến nhiệt, phụ thuộc vào môi trường để điều chỉnh thân nhiệt và có tốc độ trao đổi chất thấp. Chúng thường chậm chạp, chỉ bộc lộ sức mạnh trong những khoảnh khắc săn mồi hoặc giao chiến. Ngược lại, chim là động vật hằng nhiệt, sở hữu tốc độ trao đổi chất cao, cho phép duy trì thân nhiệt ổn định và thực hiện những chuyến bay kéo dài mà không kiệt sức.

Theo nhóm nghiên cứu, ngay cả khi cá sấu có cánh, sự khác biệt về trao đổi chất cũng khiến chúng không thể bay. Tuy nhiên, phát hiện quan trọng hơn nằm ở chỗ: tổ tiên của cá sấu có thể từng là động vật hằng nhiệt, chứ không phải biến nhiệt như quan niệm lâu nay. Điều này đảo ngược giả định truyền thống rằng động vật hằng nhiệt chỉ xuất hiện trong nhánh khủng long - chim.

Manh mối đầu tiên đến từ cấu trúc tim của cá sấu hiện đại. Chúng có tim bốn ngăn, đặc điểm chỉ thấy ở chim và động vật có vú, vốn liên quan trực tiếp đến nhu cầu duy trì áp lực máu cao để phục vụ trao đổi chất mạnh. Dù cá sấu ngày nay có nhịp tim và áp lực máu thấp, cấu trúc tim này cho thấy tổ tiên của chúng từng cần hệ tuần hoàn mạnh hơn, phù hợp với lối sống hằng nhiệt.

Để kiểm chứng giả thuyết, các nhà khoa học đã phân tích kích thước lỗ xương chân - nơi mạch máu đi qua - ở 81 loài hóa thạch thuộc cả hai nhánh cá sấu và khủng long - chim. Kết quả cho thấy cả hai nhánh đều có dấu hiệu của tốc độ trao đổi chất cao trong phần lớn lịch sử tiến hóa. Chỉ đến khoảng 66 triệu năm trước, thời điểm phần lớn khủng long tuyệt chủng, cá sấu mới chuyển sang trạng thái biến nhiệt.

Theo nhóm tác giả, sự thay đổi này có thể liên quan đến việc cá sấu chuyển sang lối sống săn mồi phục kích dưới nước. Động vật biến nhiệt có thể giảm nhịp tim và tiêu thụ năng lượng, giúp chúng nín thở lâu hơn để ẩn mình và tấn công con mồi. Không có loài động vật hằng nhiệt nào ngày nay có thể duy trì kiểu săn mồi này vì chúng không thể nín thở đủ lâu.

Việc trở lại trạng thái biến nhiệt có thể đã giúp tổ tiên cá sấu sống sót qua sự kiện tuyệt chủng cuối Kỷ Phấn Trắng, khi vụ va chạm tiểu hành tinh quét sạch phần lớn các loài khủng long. Trong khi chim tiếp tục phát triển khả năng bay, cá sấu lại thích nghi với môi trường nước và lối sống phục kích, dẫn đến hình thái và sinh lý như ngày nay.

Nghiên cứu này góp phần làm rõ lịch sử tiến hóa phức tạp của nhóm động vật cổ đại Archosauria, đồng thời cho thấy sự linh hoạt đáng kinh ngạc của quá trình tiến hóa. Thay vì một con đường tiến hóa tuyến tính, các loài có thể thay đổi chiến lược sinh lý để thích nghi với môi trường và sinh tồn qua những biến động lớn của Trái Đất.