MÔ PHỎNG 3D CHO THẤY SỪNG VÀ DIỀM CỔ CỦA KHỦNG LONG MẶT SỪNG TIẾN HÓA ĐỂ CHỊU ĐƯỢC CÁC KIỂU GIAO CHIẾN KHÁC NHAU

Một nghiên cứu mới dựa trên các mô hình hộp sọ ba chiều cho thấy các loài khủng long mặt sừng (Ceratopsia) đã tiến hóa những cấu trúc đầu, sừng và diềm cổ phù hợp với các hình thức chiến đấu khác nhau. Kết quả giúp làm sáng tỏ cách nhóm khủng long nổi tiếng này sử dụng "vũ khí" trên đầu trong các cuộc đối đầu giữa những cá thể cùng loài.

Hộp sọ của Triceratops có khả năng chịu được các lực phát sinh khi những chiếc sừng khóa vào nhau. Tranh của Shirin El Ghomari.

Từ lâu, các nhà cổ sinh vật học đã cho rằng những khủng long mặt sừng như Triceratops sử dụng sừng và diềm cổ trong các cuộc tranh chấp nội bộ. Nhiều hóa thạch mang dấu vết chấn thương ở những vị trí đặc trưng trên mặt và diềm cổ đã cung cấp bằng chứng cho giả thuyết này. Tuy nhiên, trước đây giới nghiên cứu vẫn chưa hiểu rõ những loài khủng long này thật sự chiến đấu theo cách nào và các cấu trúc trên đầu của chúng chịu được những lực tác động ra sao.

Để tìm câu trả lời, nhóm nghiên cứu do nhà cổ sinh vật học Eric Austin Ames Jr. cùng các đồng nghiệp tại Đại học Bristol (Anh) thực hiện đã xây dựng các mô hình kỹ thuật số 3D từ sáu hộp sọ đại diện cho năm loài khủng long mặt sừng nằm ở nhiều vị trí khác nhau trên cây tiến hóa của nhóm. Sau đó, họ tiến hành các mô phỏng cơ sinh học nhằm đánh giá mức độ ứng suất phát sinh trong hộp sọ dưới những kiểu tấn công khác nhau.

Trong các mô phỏng, nhóm khoa học thay đổi hướng tác động của lực cũng như cách sử dụng sừng để kiểm tra khả năng chịu đựng của hộp sọ. Theo các tác giả, mức ứng suất càng cao thì nguy cơ hư hỏng cơ học càng lớn. Do đó, những hình thức chiến đấu tạo ra ứng suất thấp hơn nhiều khả năng là các hành vi mà từng loài đã tiến hóa để thực hiện thường xuyên.

Kết quả cho thấy các đại diện cổ xưa của nhóm, xuất hiện cách đây khoảng 125 triệu năm, có hộp sọ ít phù hợp cho chiến đấu. Chẳng hạn, Psittacosaurus, một chi có kích thước nhỏ và không có sừng, không thể chịu đựng tốt bất kỳ dạng giao chiến nào được thử nghiệm. Trong khi đó, Protoceratops có hộp sọ thích hợp hơn với những cú húc trực diện. Các loài xuất hiện muộn hơn và có kích thước lớn hơn như Centrosaurus, Triceratops và Spiclypeus lại cho thấy khả năng thích nghi với nhiều kiểu chiến đấu đa dạng hơn.

Đặc biệt, các mô phỏng cho thấy Centrosaurus có thể là một chuyên gia đâm húc bằng sừng mũi. Hộp sọ của loài này chịu đựng rất tốt các lực tác động theo phương thẳng đứng nhưng hoạt động kém hiệu quả hơn trước các lực ngang từ bên này sang bên kia. Điều đó gợi ý rằng nó có thể sử dụng những cú lao đầu trực tiếp để tấn công đối thủ thay vì đấu vật kéo dài.

Ngược lại, Triceratops và Spiclypeus sở hữu hộp sọ có khả năng chịu được các lực phát sinh khi những chiếc sừng khóa vào nhau. Đặc điểm này phù hợp với kiểu giao chiến đối kháng, trong đó hai cá thể ghìm sừng và vật lộn tương tự cách một số động vật có sừng hiện đại tranh giành lãnh thổ hoặc bạn tình.

Nhóm nghiên cứu cho rằng sừng và diềm cổ của khủng long mặt sừng có thể ban đầu tiến hóa nhằm phục vụ mục đích phô diễn xã hội và thu hút bạn tình, nhưng sau đó được tận dụng cho các cuộc chiến thực sự. Các tác giả nhận thấy sự đa dạng ngày càng lớn về hình dạng sừng trong quá trình tiến hóa của nhóm này đi kèm với sự xuất hiện của nhiều phong cách giao chiến khác nhau. Nghiên cứu, công bố trên tạp chí PeerJ, đồng thời cho thấy những cấu trúc đặc trưng trên đầu khủng long có sừng có thể đã đảm nhận nhiều chức năng cùng lúc, từ phô diễn, cạnh tranh nội bộ cho đến tự vệ trước các loài săn mồi.