cpsmartyboy
Pearl
Các hóa chất được bảo quản trong hóa thạch khủng long gợi ý rằng, một số loài khủng long có tốc độ trao đổi chất nhanh hơn những loài khác và mang nhiều đặc trưng của loài máu nóng.
Khi những hóa thạch khủng long đầu tiên được công nhận vào giữa thế kỷ 19, các nhà khoa học đã hình dung những sinh vật này về cơ bản là những con thằn lằn khổng lồ, ì ạch. Họ cũng cho rằng khủng long giống như thằn lằn máu lạnh ngày nay, có nghĩa là nhiệt độ cơ thể của chúng phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Tuy nhiên, quan niệm này sau đó đã tạo thành làn sóng tranh luận gay gắt.
Jasmina Wiemann, một nhà cổ sinh vật học phân tử tại Viện Công nghệ California cho biết: “Bức tranh chung mà chúng ta có về sinh lý khủng long đã thay đổi khá nhiều trong vài thập kỷ qua. Sự hiểu biết của chúng ta về những con khủng long trông như thế nào và sống như thế nào có liên quan trực tiếp đến câu hỏi liệu chúng là loài máu lạnh hay máu nóng”.
Một phân tích mới được Wiemann và các cộng sự công bố vào ngày 25/5 trên tạp chí Nature chỉ ra rằng, tổ tiên của loài khủng long là loài máu nóng hoặc có khả năng duy trì nhiệt độ bên trong không đổi.
Các nhà nghiên cứu sử dụng một kỹ thuật mới để ước tính tỷ lệ trao đổi chất của các loài động vật hiện đại và đã tuyệt chủng dựa trên thành phần phân tử trong xương của chúng.
Họ kết luận rằng nhiều loài khủng long phổ biến như Tyrannosaurus rex và các loài sauropod khổng lồ là loài máu nóng nhưng một số loài khủng long như Stegosaurus lại là loài máu lạnh.
Enrico Rezende, một nhà sinh học tiến hóa tại Đại học Công giáo giáo hoàng Chile, người đã nghiên cứu sự tiến hóa của máu nóng gọi những phát hiện này khá ấn tượng.
Kết quả “không quá đáng ngạc nhiên nhưng chắc chắn là tốt nếu có một số ước tính về mức độ trao đổi chất”. Ông đồng thời giải thích rằng việc phân loại khủng long là máu nóng hay máu lạnh về cơ bản là cứng nhắc. Bởi lẽ những phân tích cho thấy, chúng có thể là sự pha trộn giữa cả máu nóng lẫn máu lạnh.
Rezende cho biết, thu nhiệt có thể cho phép khủng long hoạt động nhiều hơn ở các khu vực rộng lớn hơn. Chúng cũng sẽ ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ lạnh, có nghĩa là chúng có thể hoạt động nhiều hơn vào ban đêm và tốt hơn trên địa hình cao hoặc ở vĩ độ cao.
Mặt khác, khủng long máu nóng sẽ cần rất nhiều năng lượng để cung cấp năng lượng cho quá trình trao đổi chất cao của chúng, có nghĩa là chúng sẽ cần dành nhiều thời gian để kiếm ăn.
Rezende chia sẻ: “Hiểu được mức độ trao đổi chất sẽ cho chúng ta biết rất nhiều về cách chúng tương tác và cách các hệ sinh thái này vận hành”.
Theo Lucas Legendre, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Texas ở Austin, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều quy trình khác nhau để khám phá mức độ mà khủng long có thể tự tạo ra nhiệt cho chính mình.
Một bằng chứng đến từ ước tính nhiệt độ cơ thể dựa trên các khoáng chất nhạy cảm với nhiệt độ được bảo quản trong hóa thạch. Các nhà nghiên cứu khác cũng tìm hiểu vòng tăng trưởng ở xương đùi khủng long để đánh giá tốc độ phát triển của động vật.
Legendre và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng kích thước mạch máu và tế bào xương để đưa ra suy đoán rằng, khủng long ăn thịt có tỷ lệ trao đổi chất cao gần với tỷ lệ trao đổi chất của các loài chim ngày nay.
Nhóm nghiên cứu chỉ ra về mặt sinh lý học, khủng long thường có nhiều điểm chung với họ hàng gần nhất của chúng là chim hơn là với thằn lằn. Legendre chia sẻ: “Đây là một bằng chứng mới xác nhận điều mà nhiều nhà nghiên cứu đã nói trong thập kỷ qua”.
Matteo Fabbri, nhà cổ sinh vật học tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Field ở Chicago và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết đối với công trình mới, các nhà nghiên cứu đã có cách tiếp cận trực tiếp hơn so với các cuộc điều tra trước đó.
Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra các sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất (quá trình động vật chuyển hóa chất dinh dưỡng và oxy thành năng lượng) được bảo quản trong các xương đùi mới hình thành cũng như đã hóa thạch.
Wiemann nói: “Quá trình trao đổi chất quyết định liệu có tạo ra nhiều nhiệt dư thừa như một phần của quá trình hô hấp hay không và động vật là máu lạnh hay máu nóng”.
Trong quá trình này, các hóa chất được gọi là các loại oxy phản ứng hình thành và tạo ra các phân tử được gọi là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa nâng cao. Những thức ăn thừa này tích tụ và để lại dấu vết. Động vật có tỷ lệ trao đổi chất cao sử dụng nhiều oxy hơn động vật có tỷ lệ trao đổi chất thấp, do đó nó phải có hàm lượng các hợp chất này trong cơ thể cao hơn.
Wiemann và nhóm của cô đã quét xương của 30 động vật hóa thạch và 25 loài chim, động vật có vú và bò sát hiện đại bằng cách sử dụng kỹ thuật quang phổ hồng ngoại biến đổi Raman và Fourier. Điều này cho phép họ đo lường lượng tích lũy của các sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa nâng cao.
Wiemann nói: “Về cơ bản, chúng tôi sử dụng những dữ liệu này để suy ra sự tiến hóa của quá trình trao đổi chất. Những gì chúng tôi phát hiện ra là loài khủng long có tổ tiên là máu nóng”.
Các phát hiện chỉ ra rằng nội nhiệt phát triển độc lập trong nhóm bao gồm khủng long và bò sát bay được gọi là pterosaurs, ở động vật có vú và bò sát biển được gọi là plesiosaurs. Các nhà nghiên cứu đã tính toán tỷ lệ trao đổi chất đặc biệt cao đối với một loài diplodocid cổ dài, Allosaurus và các loài chim, trong khi T-rex có tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn một chút so với các loài khủng long chân đốt ăn thịt khác. Đáng chú ý là một số họ hàng xa hơn của chúng có tỷ lệ trao đổi chất ngang bằng với các loài thằn lằn hiện đại, cho thấy chúng là loài máu lạnh. Chúng bao gồm Stegosaurus, Triceratops và một con khủng long mỏ vịt.
Wiemann chia sẻ: “Điều đó khá thú vị bởi vì nó có nghĩa là phạm vi chuyển hóa ở khủng long rộng hơn rất nhiều so với suy nghĩ ban đầu. Điều đó đặt ra những câu hỏi thú vị là điều gì kích hoạt sự tiến hóa tăng hoặc giảm tỷ lệ trao đổi chất và điều này có ý nghĩa gì đối với lối sống của động vật?”.
Các nhà nghiên cứu trước đây cho rằng máu nóng đã giúp các loài chim và động vật có vú thời tiền sử thích nghi trong cuộc đại tuyệt chủng hàng loạt đã giết chết phần còn lại của loài khủng long khoảng 66 triệu năm trước. Tuy nhiên, bằng chứng cho thấy nhiều loài khủng long kỷ Phấn trắng muộn có tỷ lệ trao đổi chất cao có những đặc điểm khác như kích thước cơ thể. Đó có lẽ là chìa khóa cho sự thành công của những con sống sót”.
Legendre cho biết, những phát hiện sẽ cần được xác minh với các phân tích sâu hơn bao gồm nhiều loài động vật đã tuyệt chủng. Tuy nhiên, các sản phẩm phụ trao đổi chất mà Wiemann và nhóm của cô đã khảo sát cung cấp một nguồn dữ liệu mà các nhà nghiên cứu có thể so sánh với các đặc điểm khác. Thực tế là họ đã sử dụng phương pháp mới này bổ sung thêm một phần của câu đố. Hy vọng rằng trong vài năm tới chúng ta sẽ có thể đưa ra một bức tranh chính xác hơn về cách khủng long và họ hàng gần của chúng có thể tạo ra nhiệt trao đổi chất.
Nguồn: Popsci
Jasmina Wiemann, một nhà cổ sinh vật học phân tử tại Viện Công nghệ California cho biết: “Bức tranh chung mà chúng ta có về sinh lý khủng long đã thay đổi khá nhiều trong vài thập kỷ qua. Sự hiểu biết của chúng ta về những con khủng long trông như thế nào và sống như thế nào có liên quan trực tiếp đến câu hỏi liệu chúng là loài máu lạnh hay máu nóng”.
Một phân tích mới được Wiemann và các cộng sự công bố vào ngày 25/5 trên tạp chí Nature chỉ ra rằng, tổ tiên của loài khủng long là loài máu nóng hoặc có khả năng duy trì nhiệt độ bên trong không đổi.
Các nhà nghiên cứu sử dụng một kỹ thuật mới để ước tính tỷ lệ trao đổi chất của các loài động vật hiện đại và đã tuyệt chủng dựa trên thành phần phân tử trong xương của chúng.
Họ kết luận rằng nhiều loài khủng long phổ biến như Tyrannosaurus rex và các loài sauropod khổng lồ là loài máu nóng nhưng một số loài khủng long như Stegosaurus lại là loài máu lạnh.
Enrico Rezende, một nhà sinh học tiến hóa tại Đại học Công giáo giáo hoàng Chile, người đã nghiên cứu sự tiến hóa của máu nóng gọi những phát hiện này khá ấn tượng.
Kết quả “không quá đáng ngạc nhiên nhưng chắc chắn là tốt nếu có một số ước tính về mức độ trao đổi chất”. Ông đồng thời giải thích rằng việc phân loại khủng long là máu nóng hay máu lạnh về cơ bản là cứng nhắc. Bởi lẽ những phân tích cho thấy, chúng có thể là sự pha trộn giữa cả máu nóng lẫn máu lạnh.
Không có một định nghĩa tuyệt đối về khủng long máu nóng và máu lạnh
Thằn lằn hoặc cá sấu hiện đại phải phơi mình dưới ánh nắng mặt trời để tăng nhiệt độ cơ thể, trong khi các loài động vật máu nóng như chim và động vật có vú không cần làm điều này.Rezende cho biết, thu nhiệt có thể cho phép khủng long hoạt động nhiều hơn ở các khu vực rộng lớn hơn. Chúng cũng sẽ ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ lạnh, có nghĩa là chúng có thể hoạt động nhiều hơn vào ban đêm và tốt hơn trên địa hình cao hoặc ở vĩ độ cao.
Mặt khác, khủng long máu nóng sẽ cần rất nhiều năng lượng để cung cấp năng lượng cho quá trình trao đổi chất cao của chúng, có nghĩa là chúng sẽ cần dành nhiều thời gian để kiếm ăn.
Rezende chia sẻ: “Hiểu được mức độ trao đổi chất sẽ cho chúng ta biết rất nhiều về cách chúng tương tác và cách các hệ sinh thái này vận hành”.
Theo Lucas Legendre, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Texas ở Austin, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều quy trình khác nhau để khám phá mức độ mà khủng long có thể tự tạo ra nhiệt cho chính mình.
Một bằng chứng đến từ ước tính nhiệt độ cơ thể dựa trên các khoáng chất nhạy cảm với nhiệt độ được bảo quản trong hóa thạch. Các nhà nghiên cứu khác cũng tìm hiểu vòng tăng trưởng ở xương đùi khủng long để đánh giá tốc độ phát triển của động vật.
Nhóm nghiên cứu chỉ ra về mặt sinh lý học, khủng long thường có nhiều điểm chung với họ hàng gần nhất của chúng là chim hơn là với thằn lằn. Legendre chia sẻ: “Đây là một bằng chứng mới xác nhận điều mà nhiều nhà nghiên cứu đã nói trong thập kỷ qua”.
Matteo Fabbri, nhà cổ sinh vật học tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Field ở Chicago và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết đối với công trình mới, các nhà nghiên cứu đã có cách tiếp cận trực tiếp hơn so với các cuộc điều tra trước đó.
Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra các sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất (quá trình động vật chuyển hóa chất dinh dưỡng và oxy thành năng lượng) được bảo quản trong các xương đùi mới hình thành cũng như đã hóa thạch.
Wiemann nói: “Quá trình trao đổi chất quyết định liệu có tạo ra nhiều nhiệt dư thừa như một phần của quá trình hô hấp hay không và động vật là máu lạnh hay máu nóng”.
Trong quá trình này, các hóa chất được gọi là các loại oxy phản ứng hình thành và tạo ra các phân tử được gọi là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa nâng cao. Những thức ăn thừa này tích tụ và để lại dấu vết. Động vật có tỷ lệ trao đổi chất cao sử dụng nhiều oxy hơn động vật có tỷ lệ trao đổi chất thấp, do đó nó phải có hàm lượng các hợp chất này trong cơ thể cao hơn.
Wiemann và nhóm của cô đã quét xương của 30 động vật hóa thạch và 25 loài chim, động vật có vú và bò sát hiện đại bằng cách sử dụng kỹ thuật quang phổ hồng ngoại biến đổi Raman và Fourier. Điều này cho phép họ đo lường lượng tích lũy của các sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa nâng cao.
Wiemann nói: “Về cơ bản, chúng tôi sử dụng những dữ liệu này để suy ra sự tiến hóa của quá trình trao đổi chất. Những gì chúng tôi phát hiện ra là loài khủng long có tổ tiên là máu nóng”.
Các phát hiện chỉ ra rằng nội nhiệt phát triển độc lập trong nhóm bao gồm khủng long và bò sát bay được gọi là pterosaurs, ở động vật có vú và bò sát biển được gọi là plesiosaurs. Các nhà nghiên cứu đã tính toán tỷ lệ trao đổi chất đặc biệt cao đối với một loài diplodocid cổ dài, Allosaurus và các loài chim, trong khi T-rex có tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn một chút so với các loài khủng long chân đốt ăn thịt khác. Đáng chú ý là một số họ hàng xa hơn của chúng có tỷ lệ trao đổi chất ngang bằng với các loài thằn lằn hiện đại, cho thấy chúng là loài máu lạnh. Chúng bao gồm Stegosaurus, Triceratops và một con khủng long mỏ vịt.
Các nhà nghiên cứu trước đây cho rằng máu nóng đã giúp các loài chim và động vật có vú thời tiền sử thích nghi trong cuộc đại tuyệt chủng hàng loạt đã giết chết phần còn lại của loài khủng long khoảng 66 triệu năm trước. Tuy nhiên, bằng chứng cho thấy nhiều loài khủng long kỷ Phấn trắng muộn có tỷ lệ trao đổi chất cao có những đặc điểm khác như kích thước cơ thể. Đó có lẽ là chìa khóa cho sự thành công của những con sống sót”.
Legendre cho biết, những phát hiện sẽ cần được xác minh với các phân tích sâu hơn bao gồm nhiều loài động vật đã tuyệt chủng. Tuy nhiên, các sản phẩm phụ trao đổi chất mà Wiemann và nhóm của cô đã khảo sát cung cấp một nguồn dữ liệu mà các nhà nghiên cứu có thể so sánh với các đặc điểm khác. Thực tế là họ đã sử dụng phương pháp mới này bổ sung thêm một phần của câu đố. Hy vọng rằng trong vài năm tới chúng ta sẽ có thể đưa ra một bức tranh chính xác hơn về cách khủng long và họ hàng gần của chúng có thể tạo ra nhiệt trao đổi chất.
Nguồn: Popsci
