VÌ SAO CHÚNG TA CHƯA TÌM THẤY NHỮNG KHỦNG LONG PHI ĐIỂU "TÍ HON"?

Một nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Evolution cho thấy câu hỏi lớn trong tiến hóa khủng long không chỉ là vì sao một số loài trở nên khổng lồ, mà còn là vì sao ngay cả những loài nhỏ nhất cũng không bao giờ đạt đến kích thước thật sự "tí hon". Công trình do các nhà khoa học thuộc Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ và Đại học Princeton thực hiện, sử dụng mô hình toán học để phân tích sự tiến hóa kích thước cơ thể ở các nhóm động vật có xương sống.

Những loài khủng long phi điểu tí hon dường như không tồn tại trong dữ liệu hóa thạch. Ảnh: Alvaro Keading / AMNH.

Theo nhóm nghiên cứu, các yếu tố về sinh lý và năng lượng có thể giải thích kích thước của động vật có vú, chim và rùa, nhưng lại không lý giải được vì sao khủng long phi điểu vẫn duy trì kích thước lớn bất thường trong suốt lịch sử tiến hóa. Kết quả nghiên cứu của họ cho thấy sự cạnh tranh với các loài thú nhỏ thời kỳ đầu có thể đã ngăn khủng long tiến hóa thành những dạng cơ thể nhỏ như chuột hay chim sẻ, vốn rất phổ biến trong hệ sinh thái hiện đại.

Roger Benson, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết việc thiếu vắng các loài khủng long tí hon có thể thú vị không kém sự tồn tại của những loài khổng lồ. Ông nhấn mạnh rằng trước đây các nhà khoa học đã biết khủng long từng kìm hãm sự tiến hóa kích thước lớn ở thú, và nghiên cứu mới gợi ý rằng thú có thể đã "đáp trả" bằng cách giới hạn khả năng thu nhỏ kích thước của khủng long.

Trong khi loài khủng long phi điểu lớn nhất có thể nặng hơn 80 tấn, những loài khủng long phi điểu nhỏ nhất được biết đến (chẳng hạn như các loài trong chi Microraptor) cũng nặng gần 450 gram, tương đương một con thỏ lớn. Con số này lớn hơn hơn 200 lần so với chim ruồi ong, loài chim nhỏ nhất thế giới, và lớn hơn rất nhiều so với các loài thú hay bò sát nhỏ nhất hiện nay.

Khoảng trống kích thước ở nhóm khủng long trở nên nổi bật khi so sánh với hệ động vật hiện đại: khoảng 75% loài thú và 90% loài chim ngày nay có kích thước nhỏ hơn cả loài khủng long phi điểu nhỏ nhất. Stephanie Lechki, tác giả chính của nghiên cứu, cho rằng để hiểu nguồn gốc đa dạng sinh học hiện đại, cần lý giải vì sao những dạng khủng long tí hon dường như đã "biến mất" khỏi lịch sử tiến hóa.

Một giả thuyết thường được nhắc đến là các hóa thạch của khủng long nhỏ chưa được tìm thấy do xương quá mảnh và khó bảo tồn. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng điều này khó thuyết phục, bởi các tầng hóa thạch vẫn thường lưu giữ xương của những động vật nhỏ hơn nhiều như thú, thằn lằn hay lưỡng cư. Nếu từng tồn tại những loài khủng long cỡ chuột, ít nhất một phần trong số đó phải xuất hiện cùng các loài nhỏ khác trong cùng lớp trầm tích.

Để kiểm tra các giả thuyết, nhóm khoa học đã sử dụng mô hình toán học dự đoán kích thước tối ưu của động vật dựa trên khả năng hấp thụ năng lượng và sinh sản. Mô hình này hoạt động tốt với thú, chim và rùa, nhưng không phù hợp với rắn, thằn lằn, cá sấu và đặc biệt là khủng long phi điểu. Ngay cả khi mở rộng phạm vi các giả định sinh lý, mô hình vẫn không thể giải thích vì sao phần lớn khủng long lại lớn hơn nhiều so với giá trị dự đoán.

Điều này cho thấy sinh lý học không phải yếu tố duy nhất quyết định kích thước khủng long. Các yếu tố sinh thái như cạnh tranh, săn mồi và sự phân chia ngách sinh thái có thể đã đóng vai trò quan trọng trong việc giới hạn kích thước tối thiểu của chúng.

Nghiên cứu cũng mang đến góc nhìn mới về sự xuất hiện của chim, nhóm hậu duệ duy nhất còn sống của khủng long phi điểu. Dù tiến hóa từ khủng long phi điểu, chim hiện đại lại có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với bất kỳ loài khủng long phi điểu nào. Sự thu nhỏ kích thước này diễn ra nhanh chóng sau khi chim xuất hiện vào đầu Kỷ Phấn Trắng.

Nhóm nghiên cứu cho rằng sự phát triển của khả năng bay đã mở ra những cơ hội sinh thái hoàn toàn mới, giúp chim thoát khỏi các ràng buộc từng giới hạn tổ tiên khủng long phi điểu của chúng. Khi chiếm lĩnh các ổ sinh thái trên không, chim có thể tiến hóa đến những kích thước mà các loài khủng long khác không thể đạt được.

Roger Benson nhận định đây vẫn là câu hỏi lớn của cổ sinh vật học: tổ tiên của khủng long phi điểu có thể rất nhỏ, hậu duệ của chúng – chim – cũng có thể rất nhỏ, nhưng bản thân khủng long phi điểu dường như bị “cấm” tiến hóa thành những dạng tí hon. Ông cho rằng cần tiếp tục nghiên cứu để hiểu rõ hơn các áp lực sinh thái đã định hình kích thước cơ thể của khủng long phi điểu qua hàng chục triệu năm.