myle.vnreview
Writer
Phân tích lông vũ mắc kẹt trong hổ phách làm sáng tỏ con đường tiến hóa dẫn đến khả năng bay của loài chim đầu tiên.
Một nghiên cứu của Trung Quốc đã phát hiện ra rằng lông vũ khủng long mắc kẹt trong hổ phách Miến Điện đã làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của lông bay, một bước thiết yếu cho phép loài chim đầu tiên vượt qua họ hàng khủng long của chúng trong việc chinh phục bầu trời.
Hóa thạch lông vũ
Thông qua nghiên cứu cấu trúc chi tiết về lông vũ có niên đại từ 99 triệu năm trước đến kỷ Phấn trắng (145 đến 66 triệu năm), các nhà nghiên cứu đã có thể hiểu sâu hơn về cách lông vũ tiến hóa trong thời đại này.
"Lông vũ đóng vai trò quan trọng đối với khả năng bay của loài chim", nhóm nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) dẫn đầu cho biết trong một bài báo được công bố trên tạp chí Science Bulletin được bình duyệt vào ngày 13 tháng 5.
Một đặc điểm thiết yếu trong quá trình tiến hóa của loài chim là sự phát triển của lông vũ giúp tạo ra lực đẩy và lực nâng.
Mặc dù loài chim hiện đại là hậu duệ trực tiếp của loài khủng long, nhưng các nhà khoa học tin rằng hầu hết các loài khủng long có lông vũ trong thế giới cổ đại không có khả năng bay như vậy, mặc dù có bằng chứng cho thấy một số loài có thể lướt hoặc có khả năng bay.
Khi hầu hết mọi người hình dung về loài khủng long biết bay, thì những sinh vật mà họ tưởng tượng có đôi cánh lớn, nhiều thịt thực chất là loài bò sát không phải khủng long sống cùng thời đại, chẳng hạn như loài thằn lằn bay.
Sự tiến hóa của lông vũ là một phần thiết yếu trong quá trình tiến hóa từ loài khủng long giống chim thành loài chim thực sự đầu tiên, mặc dù việc nghiên cứu điều này rất khó khăn vì lông vũ không được bảo quản tốt trong hồ sơ hóa thạch.
Hóa thạch được bảo quản trong hổ phách mang đến cơ hội độc đáo để nghiên cứu các cấu trúc mềm, vì các vật thể mắc kẹt trong nhựa cây cứng vẫn bị mắc kẹt theo thời gian.
Nhóm nghiên cứu đã có thể để có được thông tin cấu trúc ba chiều về lông vũ, cung cấp bằng chứng mới cho các giai đoạn tiến hóa của lông vũ và giúp tái tạo con đường tiến hóa dẫn đến khả năng bay của loài chim đầu tiên.
Một chiếc lông vũ bao gồm rachis, trục trung tâm của lông vũ và hai hàng râu hoặc nhánh ở mỗi bên. Mỗi râu cũng có một hàng râu giống như sợi tóc ở mỗi bên.
Ở những loài chim biết bay hiện đại, râu ở một bên có những móc nhỏ, trong khi râu ở bên kia có các rãnh chốt lại với nhau như Velcro.
Điều này tạo ra một cơ chế móc và rãnh liên kết tạo thành một bề mặt chắc chắn, kín khí, có khả năng chống lại lực xé của không khí trong khi bay.
Các móc và gai ở đầu râu cũng tạo thành một cơ chế khóa bổ sung được gọi là hệ thống khóa trượt, lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu CAS mô tả cách đây vài năm.
Các nhà nghiên cứu cho biết: "Những cơ chế hiệp đồng này mang lại cho lông chim độ bền cực cao và khả năng tự phục hồi cao".
Các mô hình tiến hóa hiện tại bao gồm năm giai đoạn phát triển của lông vũ, với sự phát triển của các sợi lông tơ xảy ra ở giai đoạn ba và cơ chế liên kết xuất hiện ở giai đoạn bốn.
"Tuy nhiên, thông tin liên quan đến quá trình tiến hóa của các sợi lông tơ và lông tơ [từ giai đoạn ba đến giai đoạn bốn] bị hạn chế do những thách thức trong việc bảo tồn các cấu trúc siêu nhỏ này trong quá trình hóa thạch", nhóm nghiên cứu cho biết.
Một số lông vũ được tìm thấy trong hổ phách kỷ Phấn trắng có các móc có thể nhận dạng được, nhưng vẫn chưa rõ liệu chúng có các rãnh tương ứng hay không, nghĩa là không có bằng chứng trực tiếp nào về lịch sử tiến hóa đằng sau các cơ chế khóa.
Khi kiểm tra hai loại lông vũ được tìm thấy trong hổ phách Miến Điện, được chỉ định là Loại I và Loại II, nhóm nghiên cứu đã phân loại chúng thành giai đoạn ba và giai đoạn bốn tương ứng.
Lông vũ Loại I giống với lông vũ nguyên thủy được tìm thấy ở các loài theropod không phải là chim - hoặc khủng long ba ngón - hơn là các loài chim hiện đại, với các sợi lông tơ hơi cong và không có cơ chế rãnh móc.
Lông vũ loại II có trục lông dày hơn và các sợi lông không đối xứng giống như lông bay hiện đại, với các rãnh và móc rõ ràng tạo thành cơ chế lồng vào nhau. Hình dạng của các sợi lông cho phép không khí đi qua, cho thấy hiệu suất khí động học yếu.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy các nốt sần trên các sợi lông của một mẫu vật, đây là bằng chứng lâu đời nhất về hệ thống khóa trượt ở lông vũ cho đến nay.
Nhóm nghiên cứu cho biết: "Phát hiện này cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thấy, bên cạnh cơ chế móc và rãnh, hệ thống khóa trượt cũng có mặt trong kỷ Phấn trắng".
Phát hiện của họ chỉ ra rằng giai đoạn thứ tư của quá trình tiến hóa lông vũ có thể được chia thành hai phần: giai đoạn đầu tiên không có cơ chế móc và giai đoạn thứ hai có cơ chế móc và cơ chế khóa trượt.
Nhóm nghiên cứu cũng nghiên cứu các melanosome – bào quan của các tế bào sắc tố lưu trữ melanin – trong lông vũ kỷ Phấn trắng và phát hiện ra rằng lông loại I có thể có màu đen với ánh đỏ, trong khi lông loại II có màu xám hoặc màu đen “giống chim cánh cụt”.
Một nghiên cứu của Trung Quốc đã phát hiện ra rằng lông vũ khủng long mắc kẹt trong hổ phách Miến Điện đã làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của lông bay, một bước thiết yếu cho phép loài chim đầu tiên vượt qua họ hàng khủng long của chúng trong việc chinh phục bầu trời.
Hóa thạch lông vũ
Thông qua nghiên cứu cấu trúc chi tiết về lông vũ có niên đại từ 99 triệu năm trước đến kỷ Phấn trắng (145 đến 66 triệu năm), các nhà nghiên cứu đã có thể hiểu sâu hơn về cách lông vũ tiến hóa trong thời đại này.
"Lông vũ đóng vai trò quan trọng đối với khả năng bay của loài chim", nhóm nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) dẫn đầu cho biết trong một bài báo được công bố trên tạp chí Science Bulletin được bình duyệt vào ngày 13 tháng 5.
Một đặc điểm thiết yếu trong quá trình tiến hóa của loài chim là sự phát triển của lông vũ giúp tạo ra lực đẩy và lực nâng.
Mặc dù loài chim hiện đại là hậu duệ trực tiếp của loài khủng long, nhưng các nhà khoa học tin rằng hầu hết các loài khủng long có lông vũ trong thế giới cổ đại không có khả năng bay như vậy, mặc dù có bằng chứng cho thấy một số loài có thể lướt hoặc có khả năng bay.
Khi hầu hết mọi người hình dung về loài khủng long biết bay, thì những sinh vật mà họ tưởng tượng có đôi cánh lớn, nhiều thịt thực chất là loài bò sát không phải khủng long sống cùng thời đại, chẳng hạn như loài thằn lằn bay.
Sự tiến hóa của lông vũ là một phần thiết yếu trong quá trình tiến hóa từ loài khủng long giống chim thành loài chim thực sự đầu tiên, mặc dù việc nghiên cứu điều này rất khó khăn vì lông vũ không được bảo quản tốt trong hồ sơ hóa thạch.
Hóa thạch được bảo quản trong hổ phách mang đến cơ hội độc đáo để nghiên cứu các cấu trúc mềm, vì các vật thể mắc kẹt trong nhựa cây cứng vẫn bị mắc kẹt theo thời gian.
Nhóm nghiên cứu đã có thể để có được thông tin cấu trúc ba chiều về lông vũ, cung cấp bằng chứng mới cho các giai đoạn tiến hóa của lông vũ và giúp tái tạo con đường tiến hóa dẫn đến khả năng bay của loài chim đầu tiên.
Một chiếc lông vũ bao gồm rachis, trục trung tâm của lông vũ và hai hàng râu hoặc nhánh ở mỗi bên. Mỗi râu cũng có một hàng râu giống như sợi tóc ở mỗi bên.
Ở những loài chim biết bay hiện đại, râu ở một bên có những móc nhỏ, trong khi râu ở bên kia có các rãnh chốt lại với nhau như Velcro.
Điều này tạo ra một cơ chế móc và rãnh liên kết tạo thành một bề mặt chắc chắn, kín khí, có khả năng chống lại lực xé của không khí trong khi bay.
Các móc và gai ở đầu râu cũng tạo thành một cơ chế khóa bổ sung được gọi là hệ thống khóa trượt, lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu CAS mô tả cách đây vài năm.
Các nhà nghiên cứu cho biết: "Những cơ chế hiệp đồng này mang lại cho lông chim độ bền cực cao và khả năng tự phục hồi cao".
Các mô hình tiến hóa hiện tại bao gồm năm giai đoạn phát triển của lông vũ, với sự phát triển của các sợi lông tơ xảy ra ở giai đoạn ba và cơ chế liên kết xuất hiện ở giai đoạn bốn.
"Tuy nhiên, thông tin liên quan đến quá trình tiến hóa của các sợi lông tơ và lông tơ [từ giai đoạn ba đến giai đoạn bốn] bị hạn chế do những thách thức trong việc bảo tồn các cấu trúc siêu nhỏ này trong quá trình hóa thạch", nhóm nghiên cứu cho biết.
Một số lông vũ được tìm thấy trong hổ phách kỷ Phấn trắng có các móc có thể nhận dạng được, nhưng vẫn chưa rõ liệu chúng có các rãnh tương ứng hay không, nghĩa là không có bằng chứng trực tiếp nào về lịch sử tiến hóa đằng sau các cơ chế khóa.
Khi kiểm tra hai loại lông vũ được tìm thấy trong hổ phách Miến Điện, được chỉ định là Loại I và Loại II, nhóm nghiên cứu đã phân loại chúng thành giai đoạn ba và giai đoạn bốn tương ứng.
Lông vũ Loại I giống với lông vũ nguyên thủy được tìm thấy ở các loài theropod không phải là chim - hoặc khủng long ba ngón - hơn là các loài chim hiện đại, với các sợi lông tơ hơi cong và không có cơ chế rãnh móc.
Lông vũ loại II có trục lông dày hơn và các sợi lông không đối xứng giống như lông bay hiện đại, với các rãnh và móc rõ ràng tạo thành cơ chế lồng vào nhau. Hình dạng của các sợi lông cho phép không khí đi qua, cho thấy hiệu suất khí động học yếu.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy các nốt sần trên các sợi lông của một mẫu vật, đây là bằng chứng lâu đời nhất về hệ thống khóa trượt ở lông vũ cho đến nay.
Nhóm nghiên cứu cho biết: "Phát hiện này cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thấy, bên cạnh cơ chế móc và rãnh, hệ thống khóa trượt cũng có mặt trong kỷ Phấn trắng".
Phát hiện của họ chỉ ra rằng giai đoạn thứ tư của quá trình tiến hóa lông vũ có thể được chia thành hai phần: giai đoạn đầu tiên không có cơ chế móc và giai đoạn thứ hai có cơ chế móc và cơ chế khóa trượt.
Nhóm nghiên cứu cũng nghiên cứu các melanosome – bào quan của các tế bào sắc tố lưu trữ melanin – trong lông vũ kỷ Phấn trắng và phát hiện ra rằng lông loại I có thể có màu đen với ánh đỏ, trong khi lông loại II có màu xám hoặc màu đen “giống chim cánh cụt”.
