Khoảng 66 triệu năm trước, trên bán đảo Yucatán ở Mexico, một tiểu hành tinh rộng 12 km đã đâm xuống Trái đất. Vụ va chạm gây ra một vụ nổ mà ngày nay khó có thể tưởng tượng được - mạnh gấp mấy tỷ lần quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima.
Hầu hết các loài động vật trên lục địa Châu Mỹ đều bị hủy diệt ngay lập tức. Tác động cũng gây ra sóng thần trên toàn thế giới. Hàng tấn bụi được phóng vào bầu khí quyển, khiến hành tinh chìm trong bóng tối. "Mùa đông hạt nhân" này gây ra sự tuyệt chủng của nhiều loài động thực vật.
Biểu tượng của sự tuyệt chủng được nói đến nhiều nhất sau này là: khủng long. Nhưng những con khủng long đã sống như thế nào trước thảm họa khủng khiếp này? Đây là câu hỏi được các nhà khoa học thuộc Đại học Montpellier, Pháp trả lời trong nghiên cứu mới của mình, kết quả vừa được công bố trên tạp chí khoa học Nature Communications.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu 6 họ khủng long, chúng là những đại diện nhất và đa dạng nhất trong 40 triệu năm trước sự xuất hiện của tiểu hành tinh.
Ba trong số các họ này là loài ăn thịt thuộc các họ: họ Tyrannosauridae, họ Dromaeosauridae (bao gồm cả các loài động vật nổi tiếng trong các bộ phim Công viên kỷ Jura) và họ Troodontidae (khủng long nhỏ tương tự như chim).
Ba họ còn lại là động vật ăn cỏ: họ Ceratopsidae (đặc biệt là Triceratops), họ Hadrosauridae (họ có tính đa dạng nhất) và họ Ankylosauridae (đặc biệt là loài ankylosaur, một loài khủng long được bao phủ bởi bộ giáp xương với một đuôi giống như một chiếc chùy).
Các nhà khoa học biết rằng tất cả các họ này đã sống sót cho đến cuối kỷ Phấn trắng được đánh dấu bằng sự va chạm của tiểu hành tinh. Mục tiêu của các nhà khoa học là xác định xem các họ này đa dạng hóa - hình thành các chi mới - hoặc tuyệt chủng ở tốc độ nào.
-
- Hình dáng có thể có của loài Ankylosaurus dựa trên các bức ảnh hóa thạch và tái tạo bộ xương của Carpenter 2004. (Ảnh: Mariana Ruiz Villarreal LadyofHats / Wikimedia, CC BY)
Trong 5 năm, các nhà khoa học đã tổng hợp tất cả thông tin đã biết về các họ này để cố gắng tìm ra có bao nhiêu họ trong số các loài khủng long có trên Trái đất vào một thời điểm cụ thể và những loài nào thuộc mỗi nhóm. Trong cổ sinh vật học, mỗi hóa thạch được cung cấp một dãy số duy nhất để truy xuất nguồn gốc, điều này cho phép chúng ta theo dõi nó qua các tài liệu khoa học theo thời gian.
Công việc thật tẻ nhạt - các nhà khoa học đã kiểm kê hầu hết các hóa thạch đã biết cho 6 họ này, đại diện cho hơn 1.600 cá thể từ khoảng 250 loài. Không dễ dàng để phân loại chính xác từng loài và xác định niên đại của chúng một cách chính xác: một nhà nghiên cứu có thể đã đưa ra hồ sơ về ngày tháng và loài nhất định, sau đó người khác có thể kiểm tra lại và thực hiện một phân tích khác. Trong những trường hợp này, các nhà khoa học phải thực hiện các cuộc trao đổi riêng - nếu họ có quá nhiều nghi ngờ, thì họ đã loại bỏ hóa thạch khỏi nghiên cứu.
Khi mỗi hóa thạch đã được phân loại đúng cách, các nhà khoa học đã sử dụng mô hình thống kê để ước tính số lượng loài tiến hóa theo thời gian cho mỗi họ. Do đó, các nhà khoa học có thể lần theo dấu vết của các loài đã biến mất từ 160 đến 66 triệu năm trước và ước tính thêm một lần nữa cho mỗi loài, tỷ lệ xác định loài - sự tiến hóa của các loài mới - và sự tuyệt chủng theo thời gian.
Để ước tính các tỷ lệ này, các nhà khoa học đã phải tính đến một số yếu tố gây nhiễu. Hồ sơ hóa thạch bị sai lệch: nó không đồng đều về thời gian và không gian, và một số loại khủng long đơn giản là không để lại hóa thạch tốt như những loài khác. Đây là một vấn đề thường xuất hiện trong cổ sinh vật học khi ước tính động lực của sự đa dạng trong quá khứ.
Các mô hình phức tạp có thể giải thích cho việc bảo quản không đồng đều theo thời gian và giữa các loài. Làm như vậy, hồ sơ hóa thạch trở nên đáng tin cậy hơn để ước tính số lượng loài tại bất kỳ thời điểm nào. Nhưng điều quan trọng là phải thận trọng, bởi vì chúng ta đang nói về các ước tính, và những ước tính này có thể thay đổi nếu chúng ta tìm thấy thêm hóa thạch, ví dụ, hoặc các mô hình phân tích mới.
Một sự suy giảm mạnh
Kết quả của các nhà nghiên cứu cho thấy số lượng các loài khủng long đã giảm mạnh từ 10 triệu năm trước khi thiên thạch tấn công Trái đất làm xóa sổ hẳn loài khủng long. Sự suy giảm này đặc biệt thú vị vì nó diễn ra trên toàn thế giới và ảnh hưởng đến cả các nhóm ăn thịt như khủng long bạo chúa và các nhóm ăn cỏ như triceratops.
Một số loài suy giảm mạnh, như ankylosaurs và ceratopsians, và chỉ có một loài trong số 6 loài - troodontid - cho thấy sự suy giảm rất nhỏ, diễn ra trong 5 triệu năm tồn tại cuối cùng của khủng long.
-
- a) Động lực học về sự hình thành loài (màu xanh) và tỷ lệ tuyệt chủng (màu đỏ) theo thời gian của 6 loài khủng long. b) Tỷ lệ đa dạng hóa theo thời gian. (Ảnh: Fabien Contamine)
Điều gì có thể đã gây ra sự sụt giảm mạnh mẽ này? Một giả thuyết là biến đổi khí hậu: vào thời điểm đó, Trái đất đã trải qua thời kỳ lạnh đi toàn cầu từ 7 đến 8 ° C.
Chúng ta biết rằng khủng long cần một khí hậu ấm áp để quá trình trao đổi chất của chúng hoạt động tốt. Như chúng ta thường nghe, chúng không phải là động vật máu lạnh như cá sấu hoặc thằn lằn, cũng không phải động vật sinh nhiệt (máu nóng), như động vật có vú hoặc chim. Chúng là trung nhiệt, một hệ thống trao đổi chất giữa bò sát và động vật có vú và cần khí hậu ấm áp để duy trì nhiệt độ và do đó thực hiện các chức năng sinh học cơ bản. Sự giảm nhiệt độ này hẳn đã có một tác động rất mạnh đến chúng.
Cần lưu ý rằng các nhà khoa học nhận thấy sự sụt giảm đáng kinh ngạc giữa động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt: loài ăn cỏ giảm nhẹ hơn loài ăn thịt. Có khả năng là sự suy giảm của động vật ăn cỏ gây ra sự suy giảm của động vật ăn thịt. Đây là những gì các nhà khoa học gọi là tuyệt chủng theo tầng.
Đòn loại trực tiếp
Một câu hỏi lớn vẫn còn: điều gì sẽ xảy ra nếu tiểu hành tinh không va chạm với Trái đất? Loài khủng long cũng sẽ tuyệt chủng do sự suy giảm đã bắt đầu hay chúng có thể phục hồi?
Rất khó để nói. Nhiều nhà cổ sinh vật học tin rằng nếu khủng long còn sống sót thì các loài linh trưởng và con người sẽ không bao giờ xuất hiện trên Trái đất.
Những gì chúng ta có thể nói là các hệ sinh thái vào cuối kỷ Phấn trắng đã phải chịu áp lực đáng kể do sự biến đổi khí hậu và những thay đổi lớn trong thảm thực vật, và tiểu hành tinh đã giáng đòn cuối cùng.
Điều này thường xảy ra trong trường hợp các loài biến mất: đầu tiên chúng suy giảm và chịu áp lực, sau đó một sự kiện khác xen vào và kết liễu một nhóm có thể đã trên bờ vực tuyệt chủng.
Theo The Conversation
