Chiến thắng đầy bất ngờ của khủng long

Chiến thắng bất ngờ: Dromomeron, một loài tiền khủng long, mon men uống nước ở một vùng đất trù phú giờ là Ghost Ranch ở New Mexico cách đây 212 triệu năm. Koskinomodon, một loài lưỡng cư khổng lồ đang nằm đợi. Minh họa: James Gurney.

Khi tôi mới chỉ là một cậu bé, vào thời điểm chuyển giao của thiên niên kỷ, đúng lúc tôi đang bắt đầu hứng thú với hóa thạch, bảo tàng Field ở Chicago dỡ bỏ bộ xương của khung long Brachiosaurus và thay bằng Tyrannosaurus Rex.

Thật vậy, họ đã đánh đổi bộ xương của một huyền thoại khủng long cho một huyền thoại khác. Một bên là Brachiosaurus, khủng long ăn lá khổng lồ, nặng hơn 10 con voi, cái cổ duyên dáng vượt khỏi khu trưng bày lên đến tận tầng 2 của bảo tàng. Một bên là loài săn mồi to nhất và xấu xa nhất trong lịch sử: một con khủng long với kích thước bằng một cái xe buýt, cùng với những chiếc răng nhọn như đường sắt, có thể nhai tan xương con mồi.

Tôi luôn bị những con khủng long đó thu hút, khi tôi mới chỉ là một cậu bé sống cách đó 75 dặm, giữa những cánh đồng ngô và đậu ở Midwestern. Tôi đến thăm chúng thường xuyên hết mức có thể, bất cứ khi nào tôi thuyết phục cha mẹ tôi lái xe đưa tôi đến. Đứng dưới bộ xương vĩ đại của chúng, tôi cảm thấy như bị thôi miên bởi kích thước và sức mạnh của bất cứ con thú nào từng có bộ xương đó. Nó quá khác biệt với bất cứ con vật nào còn sống hiện nay, và chẳng có gì lạ khi chúng đã cai trị thế giới suốt hơn 150 triệu năm. Ở chúng toát lên một vẻ tráng lệ, khiến chúng ta phải ngưỡng mộ.

Nhưng chúng đã làm thế nào để được như vậy? Đó là một câu hỏi ít khi hiện lên trong tâm trí tôi trong suốt những năm tôi bị ám ảnh bởi chúng. Cũng giống như việc thật khó để tưởng tượng bố mẹ đã từng ở cùng tuổi với tôi, tôi tự cho rằng có lẽ khủng long xuất hiện vào một thời điểm nào đó trong quá khứ, sở hữu hoàn toàn những chiếc cổ dài, cơ thể khổng lồ và hàm răng sắc nhọn. Và ý nghĩ này cũng không quá xa rời những ý kiến được cả giới khoa học đồng thuận trong phần lớn của nửa cuối thế kỉ 20.

Khủng long rất đặc biệt: chúng có tốc độ, sự khéo léo và khả năng trao đổi chất vượt trội, đến mức chúng dễ dàng và nhanh chóng vượt qua những đối thủ trong thời gian đầu mới xuất hiện và rồi nhanh chóng sinh sôi, lan rộng khắp hành tinh và thành lập một đế chế như chúng ta đã biết.

Tuy nhiên, trong 15 năm qua, vô số những mảnh vỡ hóa thạch mới được tìm thấy trên toàn cầu đã mở ra những hiểu biết mới về thế giới vật chất của những con khủng long đầu tiên sinh sống trên Trái đất. Điều đó đã đưa đến những cách tiếp cận mới lạ để xây dựng lại cây gia phả và phân tích xu hướng tiến hóa của chúng, đồng thời thách thức quan điểm lâu đời về thế giới khủng long.

Từ những phát hiện này, có lẽ đã đến lúc chúng ta nên kể một câu chuyện khác về một trong những loài vật bí ẩn và hấp dẫn nhất trong lịch sử Trái đất: sự trỗi dậy của khủng long khá từ từ, và trong suốt 30 triệu năm đầu tiên, chúng bị giới hạn ở một số vùng nhỏ trên thế giới, lép vế với các sinh vật khác. Chỉ sau một vài sự kiện may mắn, chúng mới vươn lên và trở thành bá chủ của cả hành tinh.

Nguồn gốc khiêm tốn

Như rất nhiều các loài sinh vật thành công khác, khủng long sinh ra từ thảm họa. Khoảng 252 triệu năm trước, vào cuối kỷ Permi, một bể Mắc-ma (magma) bắt đầu cuộn trào ầm ầm bên dưới Siberia. Các động vật sống ở bề mặt, một nhóm kỳ lạ gồm các loài lưỡng cư lớn, bò sát da có lông và động vật có vú ăn thịt - không hề hay biết về hiểm họa đang tới. Những dòng đá lỏng chảy qua lớp manti (mantle) và sau đó là lớp vỏ, trước khi tràn ra ngoài qua những vết nứt rộng hàng dặm trên mặt đất.

Trong hàng trăm ngàn, hay có lẽ hàng triệu năm, các vụ phun trào tiếp tục, khiến hơi nóng, bụi, khí độc và dung nham nhấn chìm hàng triệu dặm vuông của khu vực châu Á. Nhiệt độ tăng vọt, đại dương bị axit hóa, hệ sinh thái sụp đổ và có tới 95% các loài ở kỷ Permi đã bị tuyệt chủng.

Đó là sự tuyệt chủng hàng loạt tồi tệ nhất trong lịch sử hành tinh của chúng ta. Nhưng rồi những kẻ sống sót đã loạng choạng bước vào thời kỳ địa chất tiếp theo, Tam Điệp (Triassic). Khi các ngọn núi lửa im lặng và hệ sinh thái ổn định, những sinh vật gan góc này sinh sôi trong một thế giới trống rỗng. Trong số đó có nhiều loài lưỡng cư nhỏ và bò sát, và chúng trở nên đa dạng hơn khi Trái đất hồi phục: ếch, kỳ nhông, rùa, thằn lằn và động vật có vú ngày nay xuất hiện.

Các nhà khoa học biết đến những con vật này từ dấu tay và dấu chân chúng để lại dưới lớp trầm tích sông và hồ phơi bày ở dãy núi Holy Cross ở Ba Lan. Trong hơn 20 năm, Grzegorz Niediwiedzki, người lớn lên ở những ngọn đồi này và hiện là một nhà cổ sinh vật học ở Đại học Uppsala ở Thụy Điển, đã tỉ mỉ thu thập những dấu vết hóa thạch này.

Vào năm 2005, trong khi đang thu lượm hóa thạch gần làng Stryczowice, dọc theo một con suối hẹp với đầy những lùm cây, ông tìm thấy dấu vết của một loài sinh vật kì lạ, dường như không khớp với bất kỳ dấu vết của một loài bò sát hoặc lưỡng cư phổ biến nào.

Các dấu vết kỳ lạ có kích thước bằng bàn chân mèo, tạo thành lối đi hẹp, với các dấu tay năm ngón và phía trước và dấu chân lớn hơn phía sau với ba ngón chân giữa và hai ngón chân cái tõe ra. Người ta gọi chúng là Prorotodactylus.

Tất cả những gì chúng ta biết về sinh vật này đều đến từ những dấu chân của chúng, bởi không có hóa thạch nào được tìm ra.

Vết chân hóa thạch của Protodactylus chỉ ra rằng 250 năm triệu năm trước, một loài tiền khủng long là dinosauromorphs xuất hiện ở nơi giờ đây là Núi Thập Giá (Holy Cross) tại Ba Lan.

Prorotodactylus có niên đại khoảng 250 triệu năm trước, chỉ một hoặc hai triệu năm sau khi núi lửa phun trào. Ban đầu, khi nhìn vào khoảng cách hẹp giữa các chân bên trái và bên phải, rõ ràng chúng thuộc về một nhóm bò sát gọi là bò sát cổ (archosaurs), xuất hiện sau sự tuyệt chủng Permi.

Với tư thế thẳng đứng mới phát triển, chúng chạy nhanh hơn với khoảng cách dài hơn và theo dõi con mồi dễ dàng hơn. Từ những dấu vết của loài bò sát cổ này, rất có thể chúng ta sẽ suy ra được nguồn gốc của khủng long.

Ngay khi bò sát cổ xuất hiện, chúng chia thành hai nhánh chính, cạnh tranh nhau trong suốt phần còn lại của kỷ Tam Điệp (Triassic): Pseudosuchia, tổ tiên của cá sấu ngày nay và Avemetatarsalia mà sau đó đã phát triển thành khủng long. Liệu Prorotodactylus thuộc chi nhánh nào?

Để tìm ra câu trả lời, tôi đã thực hiện một nghiên cứu với Niedgwiedzki và Richard J. Butler tại Đại học Birmingham ở Anh. Phân tích của chúng tôi về các dấu vết của chúng, được công bố vào năm 2011, đã tiết lộ sự dị biệt của các dấu chân này giống với đặc trưng của chân khủng long: xương ngón chân sắp xếp giống như là đi nhón gót, nên khi bước đi chỉ có đầu ngón chân chạm đất với lòng bàn chân rất nhỏ với ba ngón chân chính lớn.

Từ đó có thể suy ra Prorotodactylus là một loài khủng long: chúng thực ra không hẳn có thể gọi là khủng long, mà là một thành viên nguyên thủy của phân nhóm Avroatarsalia, bao gồm khủng long và những họ hàng rất gần nhất của chúng. Các thành viên của nhóm này có đuôi dài, cơ bắp chân to và hông có thêm xương liên kết chân với thân, cho phép chúng di chuyển thậm chí nhanh hơn và hiệu quả hơn so với các bò sát cổ khác. Những con khủng long đầu tiên này hầu như không hề đáng sợ.

Hóa thạch chỉ ra rằng chúng chỉ có kích thước của một con mèo nhà, với đôi chân dài và gầy. Và chúng cũng không đông lắm: chỉ có 5% tất cả các dấu vết từ Stryczowice là thuộc về Prorotodactylus, lép vế hoàn toàn so với dấu vết của các loài bò sát nhỏ, động vật lưỡng cư và thậm chí cả các loài săn mồi khác. Tức là đến tận lúc đó, thời đại khủng long vẫn chưa bắt đầu.

Những con khủng long đầu tiên

Trong vòng 15 triệu năm tiếp theo, khủng long tiếp tục đa dạng hóa. Hóa thạch từ khoảng thời gian này cho thấy số lượng các loài ở Ba Lan và sau đó trên khắp thế giới ngày càng tăng. Các dấu vết trở nên lớn hơn và phát triển nhiều hình dạng hơn. Thậm chí, dấu tay đã biến mất ở một số nơi, tức là rất có thể chúng chỉ đi trên hai chân sau thay vì bốn chân như trước, Bộ xương cũng lớn dần lên.

Rồi sau đó, tại một số thời điểm giữa khoảng 240 triệu và 230 triệu năm trước, một trong những dòng dõi khủng long nguyên thủy này đã phát triển thành khủng long thực sự. Nhưng thật ra, sự thay đổi là không nhiều, chỉ dừng lại ở một vài biến đổi nhỏ trong giải phẫu: một vết sẹo dài ở cánh tay trên chỉ ra rằng cơ bắp đã lớn hơn, cấu tạo của đốt sống cổ cho thấy dây chằng trở nên mạnh hơn và khớp nơi xương đùi gặp xương chậu đã mở hơn, cấu trúc như cánh cửa, cho thấy tư thế đứng thẳng vững chãi hơn. Tuy nhiên, chính những sự thay đổi khiêm tốn đó đang đánh dấu sự khởi đầu của một cái gì đó lớn hơn.

Cuộc đua sát sao: Trong phần lớn kỷ Tam Điệp, khủng long là một nhóm động vật “bên lề”, bị áp đảo bởi những loài cùng họ cá sấu như Saurosuchus (1) và lưỡng cư khổng lồ như Metoposaurus (2).

Hóa thạch khủng long lâu đời nhất, có niên đại khoảng 230 triệu năm trước, đến từ những vùng có cảnh quan ngoạn mục của Công viên tỉnh Ischigualasto ở Argentina. Các nhà khoa học đã thu thập ở đó trong nhiều thập kỷ, bắt đầu với nhà cổ sinh vật học huyền thoại người Mỹ Alfred Romer vào những năm 1950 và tiếp tục với các nhà nghiên cứu người Argentina Osvaldo Reig và Jose Bonaparte vào những năm 1960.

Gần đây, Paul Sereno của Đại học Chicago và Ricardo N. Martinez của Đại học Quốc gia San Juan ở Argentina đã dẫn đầu các cuộc thám hiểm đến Ischigualasto trong những năm 1980 và 1990. Trong số các hóa thạch mà họ tìm thấy có những hóa thạch thuộc về Herrerasaurus, Eoraptor và các sinh vật khác đại diện cho cả ba nhánh chính của khủng long: những con khủng long chân thú ăn thịt (Theropoda); những con khủng long cổ dài, ăn thực vật (sauropodomorph) và những con khủng long hông chim (Ornithischia) có mỏ.

Vào khoảng giữa của kỷ Tam Điệp, khoảng 230 triệu đến 220 triệu năm trước, ba nhóm khủng long chính này ngày càng sinh sôi nảy nở, trong một thế giới mà chúng ta khó có thể nhận ra được. Thời điểm đó chỉ có một châu lục duy nhất được gọi là Pangea, trải dài từ cực này sang cực khác, được bao quanh bởi một đại dương toàn cầu có tên là Panthalassa. Nhưng đó không phải là ngôi nhà an toàn mà chúng ta vẫn biết. Trái đất ấm hơn nhiều, và vì Pangea tập trung chủ yếu ở xích đạo, một nửa vùng đất luôn nóng như thiêu đốt vào mùa hè trong khi nửa còn lại mát hơn vào mùa đông.

Những khác biệt về nhiệt độ đã thúc đẩy những mùa mưa bão dữ dội, chia cắt Pangea thành các vùng đặc trưng bởi các mức độ mưa và gió khác nhau. Vùng xích đạo nóng đến mức không thể chịu được và rất oi bức, hai bên là các sa mạc cận nhiệt đới. Các khu vực vĩ độ trung bình khá mát và ẩm ướt hơn nhiều.

Khủng long Herrerasaurus, Eoraptor và Ischigualasto sống tập trung ở vùng vĩ độ trung bình với khí hậu tương đối ôn hòa này. Ngoài ra, ở đây còn có những loài khác đến từ Brazil và Ấn Độ, mới được các nhà khoa học biết đến từ những khám phá hóa thạch thú vị gần đây. Nhưng phần còn lại của siêu lục địa thì sao? Liệu những con khủng long thời kỳ đầu có bắt đầu chinh phục những vùng đất khắc nghiệt khác một cách dễ dàng, như những gì chúng ta vẫn thường ca ngợi về khả năng của chúng?

Vào năm 2009, một vài tháng sau cuộc thám hiểm đầu tiên của chúng tôi ở Ba Lan, Butler và tôi đã hợp tác với Octavio Mateus của Bảo tàng Lourinha ở Bồ Đào Nha. Chúng tôi muốn kiểm tra giả thuyết này bằng cách khám phá một vành đai khô cằn cận nhiệt đới ở phía Bắc Pangea Bồ Đào Nha.

Chúng tôi hy vọng tìm thấy khủng long, nhưng thay vào đó lại tìm thấy một nghĩa địa khổng lồ gồm hàng trăm loài lưỡng cư thông minh với kích thước bằng một chiếc xe hơi. Chúng tôi gọi chúng là Metoposaurus Algarvensis . Chúng là những loài cai trị hồ và sông ở kỷ Tam Điệp, tuy nhiên vẫn không thoát khỏi số phận là nạn nhân của sự thay đổi kỳ lạ trong thời tiết.

Chính sự thất thường trong thời tiết ở Pangean đã khiến sông và hồ cạn kiệt. Tiếp tục khai quật, chúng tôi bắt đầu tìm thấy hóa thạch của nhiều loài cá, bò sát cỡ chó poodle và tổ tiên của cá sấu. Tuy nhiên, cho đến ngày nay, chúng tôi vẫn chưa bắt gặp ngay cả chỉ một mẩu xương khủng long. Và có lẽ điều này sẽ không bao giờ xảy ra.

Ma-rốc và vùng biển phía Đông Bắc Mỹ là nơi có thể tìm thấy những khu vực với nhiều hóa thạch quý giá trong khoảng từ 230 triệu đến 220 triệu năm trước. Và ở đây, điều tương tự như những gì chúng ta đã thấy ở Bồ Đào Nha lại lặp lại: rất nhiều động vật lưỡng cư và bò sát nhưng không có khủng long. Tất cả những nơi này nằm trong khu vực khô cằn của Pangea.

Từ đó chúng ta có thể thấy rằng, trong thời kì sơ khai của quá trình tiến hóa, khủng long đa dạng hóa khá chậm, chủ yếu tập trung ở những khu vực ôn hòa ẩm ướt, chứ không thể tiến ra sa mạc.

Đó chẳng phải là một câu chuyện dễ tin: thay vì một sinh vật vượt trội, sinh sổi nảy nở khắp Pangea ngay thời điểm bắt đầu, khủng long chẳng thể chống lại được cái nóng. Vậy nhưng, ngay tại thời điểm chúng ta nghĩ rằng khủng long không bao giờ có thể thoát khỏi số phận ấy, hai điều may mắn bất ngờ xảy đến.

Đầu tiên là, trong khu vực ẩm ướt, loài động vật ăn cỏ lớn và chiếm ưu thế lúc bấy giờ - một loại bò sát tên là rhynchizards và anh em họ có vú của chúng được gọi là dicynodont đi vào suy tàn rồi biến mất hoàn toàn ở một số khu vực chưa rõ lí do. Việc chúng suy yếu vào khoảng 225 triệu đến 215 triệu năm trước đã tạo cơ hội cho các loài sauricomom nguyên thủy ăn thực vật như Saturnalia, một loài khủng long cổ với kích thước chỉ bằng con chó và chiếc cổ hơi dài, nắm lấy một vị trí quan trọng.

Trước đó, các tiền thân của loài khủng long này là động vật ăn cỏ ở các khu vực ẩm ướt trên Bắc bán cầu và Nam bán cầu. Cơ may thứ hai chính là việc vào khoảng 215 triệu năm trước, khủng long cuối cùng đã xâm nhập vào các sa mạc ở Bắc bán cầu. Điều này có lẽ là do sự dịch chuyển của gió mùa và lượng carbon dioxide trong khí quyển làm giảm bớt sự khác biệt giữa ẩm ướt và các khu vực khác, khiến cho khủng long di cư giữa các khu vực địa lý một cách dễ dàng hơn.Tuy nhiên, chúng vẫn còn một chặng đường dài phía trước.

Những bằng chứng tốt nhất về những con khủng long sống ở sa mạc đầu tiên này được tìm thấy từ các khu vực một lần nữa bị bỏ hoang ngày nay, ở vùng đất đầy màu sắc của miền Tây Nam nước Mỹ.

Trong hơn một thập kỷ, một nhóm các nhà nghiên cứu trẻ đã khai quật khu vực Hayden Quary, một khu vực giàu hóa thạch ở Ghost Ranch ở New Mexico. họ đã tìm thấy rất nhiều xương động vật lưỡng cư có liên quan chặt chẽ với Metoposaurus, cá sấu nguyên thủy, và một loạt các loài bò sát có thể bơi và leo cây. Ngoài ra còn có hóa thạch của khủng long trong mỏ đá Hayden, mặc dù không nhiều: chỉ có một vài khủng long chân thú săn mồi (theropod), mỗi loài được đại diện bởi một vài hóa thạch. Không có loài ăn thực vật: không có loài nào có cổ dài - mặc dù tổ tiên của chúng rất phổ biến ở các khu vực ẩm ướt, không có loài nào là tổ tiên của loài chim ăn thịt (Ornithischia).

Nhóm nghiên cứu lập luận rằng, một lần nữa, khủng long lại hứng chịu sự khắc nghiệt của thời tiết: sa mạc là một môi trường không ổn định với nhiệt độ và lượng mưa dao động lớn, với những trận cháy rừng dữ dội trong một số thời điểm trong năm và những đợt ẩm ướt ở những khoảng thời gian khác.

Thực vật gặp khó khăn trong việc tạo ra các cộng đồng ổn định, điều đó có nghĩa là khủng long ăn thực vật không có nguồn thức ăn ổn định. Do đó, khoảng 20 triệu năm sau khi chúng bắt đầu xuất hiện và thậm chí sau khi chúng đã đảm nhận vai trò động vật ăn cỏ lớn trong hệ sinh thái ẩm ướt, chuyển hướng di cư sang các sa mạc nhiệt đới, khủng long vẫn chưa tiến hành một cuộc cách mạng toàn cầu.

Sự cạnh tranh khốc liệt

Bất cứ khi nào bạn nhìn vào kỉ Tam Điệp, từ khi con khủng long đầu tiên xuất hiện khoảng 230 triệu năm trước cho đến giai đoạn kết thúc của chúng vào 201 triệu năm trước, câu chuyện vẫn như vậy. Chỉ có một vài loài khủng long có thể sống ở một số nơi thế giới, và bất cứ nơi nào chúng có mặt, dù trong rừng ẩm ướt hay sa mạc khô cằn, chúng đều được bao quanh bởi những loài động vật lớn hơn, phổ biến hơn và đa dạng hơn.

Ví dụ, những con khủng long thời kì đầu chỉ chiếm khoảng 10 đến 20% tổng hệ sinh thái. Tình hình tương tự được tìm thấy ở Brazil và, hàng triệu năm sau, tại mỏ đá Hayden. Trong mọi trường hợp, khủng long đã bị áp đảo bởi động vật có vú, động vật lưỡng cư khổng lồ và bò sát. Hơn cả, chúng còn bị những người anh em họ thân thiết tên gọi là pseudosuchia, lấn át.

Tuy nhiên, nhiều cây đại thụ trong lĩnh vực cổ sinh vật học, bao gồm Robert Bakker và Alan Charig, lại lập luận rằng khủng long rất dễ thích nghi, với tốc độ, sức chịu đựng và sự thông minh của chúng, đã nhanh chóng hạ gục anh em họ cá sấu cổ và các đối thủ khác trong kỷ Tam Điệp. Nhưng ý tưởng này dường như không đồng nhất với các bằng chứng hóa thạch. Có cách nào tôi có thể kiểm chứng chúng hay không?

Sau khi đắm mình vào các tài liệu thống kê, tôi nhận ra rằng hai thập kỷ trước các nhà cổ sinh vật học nghiên cứu động vật không xương sống đã đưa ra một phương pháp đo lường sự đa dạng giải phẫu trong một nhóm các loài mà đến nay đã bị các nhà nghiên cứu khủng long bỏ qua.

Phép đo này được gọi là chênh lệch hình thái. Nếu tôi có thể theo dõi sự chênh lệch trong sự đa dạng của khủng long và cá sấu cổ ở kỷ Tam Điệp, tôi có thể biết liệu chúng có trở nên đa dạng hơn hay không và với tốc độ như thế nào, từ đó suy ra chúng thành công một cách dần dần hay đột ngột trong cuộc chiến sinh tồn, và liệu một nhóm có chiếm ưu thế so với nhóm còn lại.

Và kết quả là trong suốt thời kì Tam Điệp, pseudosuchia, hay cá sấu cổ, đa dạng về mặt giải phẫu hơn, điều cho cho biết chúng có chế độ ăn đa dạng hơn và nhiều cách kiếm ăn hơn. Dù cả hai đều phát triển và trở nên đa dạng, cá sấu cổ luôn vượt xa khủng long. Vậy là trái ngược với quan điểm phổ biến rằng khủng long là động vật siêu hạng vượt trội lấn át hết đối thủ, chúng thực sự đã thua những con cá sấu cổ trong phần lớn thời gian chung sống lâu dài.

Kẻ biết nắm bắt cơ hội

Những phân tích thống kê đã đưa chúng tôi đến một kết luận mang tính đột phá: những con khủng long đầu tiên không hề đặc biệt, ít nhất là so với sự đa dạng của các loài động vật khác cùng thời kỳ. Nếu bạn sống và khảo sát quang cảnh Pangea vào thời điểm đó, có lẽ bạn còn coi khủng long là một loài khá yếu. Và trong một cuộc cá cược, bạn sẽ đặt vào một loài động vật nào khác, ví dụ như những con cá sấu cổ với sự đa dạng sinh học đáng nể, để chiếm ưu thế, trở nên khổng lồ và rồi chinh phục thế giới. Nhưng tất nhiên, chúng ta biết rằng chính loài khủng long mới là kẻ thắng cuộc, phát triển vượt trội và thậm chí hậu duệ của chúng còn tồn tại đến tận ngày nay với hơn 10.000 loài chim. Ngược lại, chỉ có hai chục loài cá sấu hiện đại ở thời kì của chúng ta.

Vậy làm thế nào mà khủng long cuối cùng đã giành lấy vương miện từ anh em họ cá sấu? Yếu tố lớn nhất dường như là một sự may mắn khác, và hoàn toàn nằm ngoài sự kiểm soát của khủng long. Tới cuối của kỉ Tam Điệp, những lực địa chất lớn đã kéo Pangea từ cả phía Đông và phía Tây, khiến siêu lục địa này bị nứt gãy.

Ngày nay, Đại Tây Dương đã lấp đầy khoảng trống đó, nhưng vào thời điểm bấy giờ, nó biến thành một ống dẫn cho mắc-ma (magma). Trong hơn nửa triệu năm, sóng thần dung nham tràn ngập trên phần lớn vùng trung tâm của Pangea, tương tự như các vụ phun trào núi lửa khổng lồ đã đóng cửa Permi 50 triệu năm trước.

Giống như những lần phun trào trước đó, điều này cuối cũng gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt. Các con cá mập thuộc dòng cá sấu đã bị tiêu diệt, chỉ có một vài loài bao gồm tổ tiên của cá sấu và cá sấu ngày nay có thể chịu đựng được. Khủng long, mặt khác, dường như không cảm nhận được sự ảnh hưởng của thảm họa này. Tất cả các chi chính của khủng long đều đã đi vào giai đoạn tiếp theo của các kỷ địa chất, Thời kỳ kỷ Jura.

Khi thế giới đang đi xuống địa ngục, khủng long lại phát triển mạnh, tận dụng bằng một cách nào đó sự hỗn loạn xung quanh chúng. Tôi ước mình có một câu trả lời hợp lý cho câu hỏi: Điều gì đặc biệt ở khủng long đã khiến chúng có một lợi thế so với cá sấu cổ, hay chúng chỉ đơn giản là vô tình thoát khỏi vụ tai nạn máy bay, được cứu bởi sự may mắn tuyệt đối khi rất nhiều người khác thiệt mạng? Đây là một câu đố cho các thế hệ nhà cổ sinh vật học tiếp theo tiếp tục mày mò giải quyết. Dù lý do là gì, kết quả đối với khủng long cũng thật viên mãn: được giải thoát bởi sự thống trị của cá sấu cổ, những con khủng long này đã có cơ hội phát triển thịnh vượng trong kỷ Jura.

Chúng trở nên đa dạng hơn, phong phú hơn và lớn hơn bao giờ hết. Các loài khủng long hoàn toàn mới đã tiến hóa và di cư rộng rãi, có một vị trí tự hào trong hệ sinh thái trên cạn trên toàn thế giới. Và cả thế giới đã được chiêm ngưỡng những con khủng long chân thằn lằn (sauropod) khổng lồ làm rung chuyển Trái đất khi chúng bước đi, tổ tiên ăn thịt của T-rex bắt đầu phát triển kích cỡ, và rồi một loạt các con khủng long chân thú (theropod) trở nên nhỏ hơn, cánh tay dài hơn và bắt đầu có những bộ lông để che phủ cơ thể - tổ tiên của loài chim sau này.

Khủng long cuối cùng đã trở thành những kẻ thống trị. Mặc dù phải chờ sau 30 triệu năm đằng đẵng, nhưng cuối cùng, chúng cũng chiến thắng.

Mâu thuẫn gia đình khủng long

Có lẽ cuộc tranh luận sôi nổi nhất trong giới nghiên cứu khủng long đương đại là về việc làm thế nào mà khủng long chân thú (Theropod), Sauricomom và Ornithischia có thể được sắp xếp trên cây phả hệ. Năm 1887, nhà cổ sinh vật học người Anh Harry Govier Seeley đã khảo sát một loạt các hóa thạch mới từ châu Âu và miền Tây nước Mỹ, sau đó lập luận rằng khủng long có thể được tách thành hai loại khác nhau dựa trên cấu trúc xương hông của chúng.

Cả Therind và Saurepadomor đều có mào lược xương mu (pubic bone) hướng ra trước như thằn lằn hiện đại. Vì vậy, chúng có thể được đặt trong một nhóm với tên gọi là Saurischia (nhánh khủng long có xương như thằn lằn. Loài Ornithischian, với xương mu hướng ra phía sau như chim của thời hiện đại, được coi là một nhánh riêng (nhánh khủng long có hông như chim). Sự phân đôi cơ bản này vẫn tồn tại đến ngày nay, được coi như sơ đồ phân loại khủng long tiêu chuẩn mà tôi và tất cả các đồng nghiệp được học từ thời sinh viên. Tuy nhiên có thể không chính xác.

Trong một nghiên cứu gây chấn động được công bố trong tờ Nature năm ngoái, nghiên cứu sinh tiến sĩ Matthew Baron của đại học Cambridge và các đồng nghiệp đã trình bày một phả hệ khủng long mới dựa trên phân tích một bộ dữ liệu mở rộng của khủng long sơ khai và các đặc điểm giải phẫu của chúng.

Ở cây của họ, cả theropod và ornithischia được gộp thành một nhóm mà họ gọi là Omithoscelida, trong khi saurepadomor nằm bên ngoài, trên một chi riêng biệt. Thay vì saurischia và ornithischia, sự phân loại mới này chia ra làm hai nhóm gồm ornithoscelida so với saurepadomorph.

Ngay sau khi nghiên cứu đó được công bố, tôi đã được Max C. Langer, một nhà cổ sinh vật học người Brazil tiếp cận. Ông đã hoài nghi về phả hệ mới và tuyển dụng một nhóm các chuyên gia về khủng long sơ khai để tìm hiểu về bộ dữ liệu của Baron. Vì tôi đã nghiên cứu các dấu vết tại Ba Lan và các hóa thạch quan trọng khác từ kỉ Tam Điệp nên Langer yêu cầu tôi trở thành một phần của nhóm.

Trong vòng một tháng, chúng tôi cẩn thận xem xét bộ dữ liệu và ghi nhận những bất đồng của chúng tôi đối với việc cách các nhóm khác mô tả các tính năng nhất định. Sau đó chúng tôi phân tích các đặc điểm với những điểm mà chúng tôi đã sửa chữa.

Kết quả của cây phả hệ lại trở về với saurischia và ornithischia, mặc dù các thử nghiệm thống kê cho thấy rằng sự sắp xếp này không phải hẳn là vượt trội so với cây phả hệ của Baron. Chúng tôi đã trình bày kết quả của mình trong một bài báo trên tờ Nature vào mùa thu năm 2017.

Những kết quả này chỉ ra rằng các nhà khoa học không có một hiểu biết đủ rõ ràng về hình dạng của cây phả hệ khủng long. Dường như sự vội vã của những khám phá mới ở Argentina, Brazil, Ba Lan và những nơi khác trong 15 năm qua đã khiến cho bức tranh bị vấy bẩn.

Chúng tôi thực sự tin rằng các thành viên đầu tiên của ba dòng dõi khủng long lớn có sự tương đồng đáng kể về kích thước cơ thể và giải phẫu. Điều này làm cho việc xác định các mối quan hệ của chúng trở nên khó khăn. Có lẽ điều này sẽ được các nhà cổ sinh vật học thế hệ tiếp theo giải đáp, và rất có thể, chúng ta sẽ lại dựa vào những hóa thạch mới được tìm thấy để giải quyết.

Stephen Brusatte

Hạnh Duyên dịch