Hóa thạch kỳ lạ được phát hiện vào giữa thế kỷ XX. ở bang Illinois của Mỹ, trở thành nơi khởi đầu của một trong những bí ẩn thú vị nhất của cổ sinh vật học. Để vinh danh Frey, người đã tìm ra mẫu đầu tiên. Bí ẩn cổ sinh học Bí ẩn cổ sinh vật học

Những phát hiện mới về cổ sinh vật học đang thay đổi nhận thức của loài pterosaurs - và những loài động vật kỳ lạ nhất từng bay trên trái đất.

Pterosaurus và pterodactyl là hai tên gọi của những sinh vật bay kỳ lạ; đầu tiên trong số họ trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "thằn lằn có cánh", thứ hai - "ngón tay bay".
Lần đầu tiên phần còn lại của một con vật như vậy được tìm thấy vào thế kỷ thứ XVIII. Kể từ đó, các nhà khoa học đã mô tả hơn 200 loài thằn lằn có cánh, nhưng những ý tưởng của người philistine về những con rồng này, loài đã ngự trị trên bầu trời của thời đại Mesozoi trong hơn 160 triệu năm, vẫn được giữ nguyên.
Chúng ta luôn tưởng tượng chúng là những loài bò sát bay vụng về nhưng rất nguy hiểm với mỏ dài và đôi cánh bằng da, di chuyển bằng hai chân sau giống như chim cánh cụt.

Lấy ví dụ, bộ phim A Million Years B.C. năm 1966, trong đó một con khủng long màu tím kêu réo mang nhân vật Raquel Welch đến tổ của cô ấy để nuôi đàn con của cô ấy (cảnh báo spoiler: người đẹp mặc bikini đã trốn thoát). Có gì thay đổi trong 50 năm không? Không hề: trong Jurassic World, được quay vào năm 2015, pterosaurs vẫn mang những người nặng hơn trọng lượng của chúng lên trời. (Đề phòng trường hợp, hãy làm rõ: loài pterosaurs cuối cùng đã chết cách đây 66 triệu năm, tức là cả một cõi vĩnh hằng trước khi con người xuất hiện trên Trái đất.)

Một số lượng lớn các phát hiện cổ sinh vật học gần đây cho phép chúng ta biết rằng pterosaurs có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, và hành vi của chúng cũng rất khác nhau. Hàng trăm loài pterosaurs sống đồng thời, chiếm giữ các hốc sinh thái khác nhau, giống như các loài chim ngày nay. Trong số đó có những con quái vật khổng lồ, chẳng hạn như quetzalcoatl ( Quetzalcoatlus northropi), một trong những sinh vật bay lớn nhất được biết đến ngày nay: đứng bằng bốn chân, anh ta có thể tranh luận với sự lớn lên của một con hươu cao cổ, và sải cánh dài tới 10,5 mét. Nhưng cũng có những con pterosaurs có kích thước như chim sẻ, đậu trên cành cây trong các khu rừng cổ đại, rất có thể đang bắt côn trùng.

Một trong những phát hiện gây tò mò nhất là những quả trứng hóa thạch của một loài khủng long. Bằng cách quét những phôi được bảo quản tốt nhất, các nhà khoa học đã nhìn thấy các phôi dưới lớp vỏ và có thể tìm hiểu về cách chúng phát triển. Một quả trứng thậm chí còn được tìm thấy trong ống dẫn trứng của một con Darwinopterus cái sống ở Trung Quốc, và bên cạnh là một quả trứng khác, dường như bị ép ra dưới sức nặng của tro núi lửa bao phủ con vật. Bà T (tên của con cái này) là con khủng long đầu tiên được xác định chính xác giới tính. Cô ấy không có gia huy trên hộp sọ của mình. Có lẽ những sự phát triển vượt bậc như vậy chỉ tô điểm cho phần đầu của những con đực, vì chúng tô điểm cho những con đực của một số loài chim hiện đại - thiên nhiên đã ban tặng cho chúng một chiếc mào lớn, có màu sắc rực rỡ để thu hút những cá nhân khác giới.

Sau tất cả những phát hiện này, loài pterosaurs dường như đã trở nên gần gũi hơn với chúng ta, nhưng các nhà khoa học vẫn chưa đủ. Và vì vậy, trên đường đến Công viên Quốc gia Big Bend ở tây nam Texas, nhà cổ sinh vật học Dave Martill của Đại học Portsmouth chia sẻ kế hoạch công việc của mình với tôi: đầu tiên, hãy gặp và chiêm ngưỡng một con rắn đuôi chuông; thứ hai, để tìm thấy toàn bộ hộp sọ của quetzalcoatl. Cơ hội hoàn thành mục đầu tiên của chương trình cao hơn rất nhiều.

Điều quan trọng nhất đối với một chuyên gia khủng long là trở thành một người lạc quan. Hãy tưởng tượng rằng vào một ngày như vậy và như vậy bạn sẽ đến đó và tìm thấy ít nhất một thứ gì đó liên quan đến chúng, giống như mua một tờ vé số và ngay lập tức bắt đầu lập kế hoạch bạn sẽ tiêu tiền thắng cược vào việc gì. Hóa thạch khủng long cực kỳ hiếm vì xương của chúng rỗng và mỏng. Đối với quetzalcoatl, chúng ta biết về nó chỉ nhờ một vài mảnh vỡ được tìm thấy ở Công viên Big Bend vào những năm 1970.

Xương rỗng, siêu nhẹ của pterosaurs rất thích hợp cho việc bay, nhưng hiếm khi còn nguyên vẹn như những hài cốt của loài anhanguera này. Trong hầu hết các trường hợp, chúng bị ép chặt, "như thể một sân trượt băng lao qua chúng."

Martill và đồng nghiệp Nizar Ibrahim đã dành ba ngày để tìm kiếm xương hóa thạch trong lòng sông khô cạn trên vùng đất của công viên. Họ đi lên và xuống Pterodactyl Ridge (một cái tên đầy hứa hẹn!), Bây giờ và sau đó kiểm tra các bản đồ do người phát hiện ra loài thằn lằn này biên soạn. Họ đi sâu vào tất cả các sắc thái của các tầng địa chất (“Hãy nhìn những biểu hiện này của các chu kỳ Milankovitch!” Martill thốt lên, có nghĩa là những thay đổi định kỳ trong hình dạng quỹ đạo Trái đất và độ nghiêng trục của nó, như được thiết lập bởi nhà thiên văn học người Serbia Milutin Milankovitch lúc ban đầu của thế kỷ 20, ảnh hưởng đến các hành tinh khí hậu, và điều này được phản ánh trong cấu trúc tuần hoàn của trầm tích). Leo lên một sườn núi sa thạch, nơi tưởng chừng như không thể xuống được, Martill chỉ biết rơi xuống: “Nơi của chúng ta đã không biến mất!”, Nhảy xuống và vẫn bình an vô sự.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã không tình cờ gặp một con rắn đuôi chuông, thậm chí cũng không tìm thấy một mảnh xương khủng long nào. Như một sự an ủi, họ bắt gặp xương đùi của một con khủng long khổng lồ, có vẻ như là một con sauropod. Nhưng khủng long không làm họ thích thú.

Rời khỏi vườn quốc gia, các nhà cổ sinh vật học đang phát triển một kế hoạch cho các cuộc tìm kiếm mới về quetzalcoatl - họ thực sự muốn tìm hiểu thêm về loài thằn lằn tuyệt vời này, trong đó mọi thứ đều khác thường: kích thước, ngoại hình và hành vi - điều này có thể được đánh giá bằng số ít hóa thạch còn sót lại từ nó.

VIỆN NGHIÊN CỨU BỆNH NHÂN VÀ CÔNG NGHỆ HÌNH HỌC, BẮC KINH Một số dấu vết của lông hoặc lông tơ đã được bảo tồn ở một số khu vực của hóa thạch Zheholopter từ Trung Quốc. (Lần đầu tiên, các cấu trúc liên hợp như vậy được các nhà cổ sinh vật học Liên Xô phát hiện trong một loài khủng long thuộc kỷ Jura.)

Ý tưởng về pterosaurs đã thay đổi rất nhiều - kể cả về hình dáng và hành vi của chúng. Điều này được giải thích một phần bởi thực tế là, cho đến rất gần đây, các nhà khoa học đã phải đưa ra kết luận dựa trên một số lượng cực kỳ nhỏ các mẫu.

Thành thật mà nói, Pterosaurs khác biệt ở một giải phẫu rất kỳ lạ. Có vẻ như chúng không thích nghi được với cuộc sống trên mặt đất và trên không. Người ta thậm chí từng nghĩ rằng thằn lằn cánh bò trên bụng của chúng, hoặc tưởng tượng chúng đi bằng hai chân sau với các chi trước dài vươn về phía trước, giống như một thây ma, và kéo lê phía sau, giống như một chiếc áo choàng, đôi cánh gấp lại. Sau đó, các dấu vết hóa thạch xác định rằng pterosaurs di chuyển bằng bốn chi, nhưng vẫn chưa rõ chính xác cách thức và vị trí chúng đặt cánh. Và khả năng bay của họ bị nghi ngờ đến mức bị coi là không có khả năng lên khỏi mặt đất, ngoại trừ việc ném mình xuống vách đá.

Nhà vật lý sinh học Michael Habib thuộc Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hạt Los Angeles cho biết: “Việc các cá nhân có đầu và cổ dài gấp 3 hoặc 4 lần cơ thể là điều khá phổ biến. Ngay cả những nghệ sĩ được đào tạo một cách khoa học cũng thường mắc lỗi khi khắc họa chúng. Michael nói: “Họ lấy một con chim làm hình mẫu, chỉ thêm đôi cánh màng và một cái mào cho nó. “Tuy nhiên, tỷ lệ cơ thể của pterosaurs hoàn toàn không phải của gia cầm.”

Habib bắt đầu xác định lại sự hiểu biết thông thường về cơ sinh học của loài pterosaur bằng cách sử dụng, thứ nhất, phương pháp tiếp cận toán học và thứ hai, kiến ​​thức thực tế về giải phẫu động vật có xương sống, mà ông có được trong một công việc khác, cụ thể là trong phòng thí nghiệm của Trường Y Đại học Nam California. Giống như hầu hết các nhà khoa học, Michael tin rằng loài pterosaurs đầu tiên, xuất hiện khoảng 230 triệu năm trước, tiến hóa từ loài bò sát mảnh mai, nhẹ, thích nghi tốt với việc chạy và nhảy. Khả năng nhảy - tóm lấy một con côn trùng đang bay hoặc né tránh hàm răng của kẻ săn mồi - đã phát triển thành khả năng, theo cách nói của Habib, là "nhảy và bay lơ lửng trên không".

Lúc đầu, pterosaurs có lẽ chỉ bay lượn, và sau đó, hàng chục triệu năm trước loài chim (và thậm chí nhiều hơn trước loài dơi), chúng trở thành động vật có xương sống đầu tiên thành thạo cách bay vỗ.

Sử dụng các phương trình được sử dụng trong kỹ thuật hàng không, Habib và các đồng nghiệp của ông đã bác bỏ giả thuyết nhảy vách đá. Ngoài ra, họ đã chứng minh rằng nếu pterosaurs cất cánh từ một vị trí thẳng đứng, đứng bằng hai chân sau, thì các con cái của các loài lớn sẽ gãy vì quá tải. Cởi bỏ tứ chi là thiết thực hơn.

"Bạn cần phải nhảy lên, dựa vào chi trước của bạn, giống như một vận động viên nhảy cao trên cột của anh ấy," Khabib giải thích. Để cất cánh khỏi mặt nước, pterosaurs sử dụng đôi cánh giống như mái chèo khi chèo thuyền: chúng đẩy khỏi mặt nước. Và, một lần nữa, giống như những người chèo thuyền, họ có vai lớn và phát triển, thường kết hợp với bàn chân nhỏ đáng kinh ngạc để giảm thiểu lực cản khi bay.

Cánh của một con khủng long là một lớp màng kéo dài từ vai đến mắt cá chân; nhưng duỗi ngón tay bay cực dài (thứ tư) của cô ấy, tạo thành mép trước của cánh. Các mẫu từ Brazil và Đức cho thấy lớp màng này bị thủng bởi các cơ và mạch máu nhỏ. Độ cứng bổ sung của vách ngăn được cung cấp bởi các sợi protein đã “xuyên qua” nó. Ngày nay, các nhà khoa học tin rằng pterosaurs có thể thay đổi một chút hình dạng của cánh tùy thuộc vào điều kiện bay, co cơ hoặc xoay cổ chân vào trong hoặc ra ngoài.

Thay đổi góc của gân đã hóa cứng ở cổ tay, pteroid, có thể phục vụ mục đích tương tự như đảo ngược các thanh trên máy bay hiện đại lớn — tăng lực nâng ở tốc độ thấp.

Ngoài ra, nhiều cơ bắp hơn và tỷ lệ khối lượng cơ thể cao hơn tham gia vào quá trình bay ở chim ăn thịt hơn ở chim. Và trong não của chúng, giống như ở chim (và thậm chí tốt hơn), thùy trán và thùy thị giác, tiểu não và mê cung đã được phát triển: một bộ não như vậy có thể nhanh chóng phản ứng với những thay đổi của tình huống trong chuyến bay và truyền tín hiệu đến nhiều cơ điều chỉnh sức căng của màng.

Nhờ công của Habib và các đồng nghiệp của mình, pterosaurs không còn là sự hiểu lầm có cánh mà là những phi công khéo léo. Nhiều loài dường như đã thích nghi với chuyến bay chậm nhưng rất dài trên quãng đường dài; chúng có thể bay lơ lửng trên đại dương bằng cách sử dụng các dòng nước ấm (nhiệt) yếu và ấm. Cũng có những loài mà Khabib gọi là siêu dị nhân: ví dụ, ở loài khủng long bạo chúa (Nyctosaurus), tương tự như chim hải âu, có sải cánh dài gần 3 mét, khả năng bay lượn, đặc biệt là khoảng cách nó bay cho mỗi mét bay xuống, khá tương đương với đặc điểm tàu ​​lượn thể thao hiện đại.

“Được rồi, mọi thứ đều rõ ràng với đôi cánh,” một nhà cổ sinh vật học bắt đầu sau bài giảng của Khabib. "Nhưng những gì về những người đứng đầu?" Ví dụ, trong Quetzalcoatl, hộp sọ có thể dài 3 mét, trong khi cơ thể chưa đầy một mét. Và ở một con nyctosaurus, một “cột buồm” dài nhô ra từ một hộp sọ khổng lồ, có lẽ, trên đó có gắn một cái mào.

Trả lời câu hỏi, Michael nói về bộ não của loài pterosaurs, khối lượng của nó, giống như của loài chim, chỉ nặng nhẹ trên cái đầu khổng lồ, nói về xương rỗng, giống như của loài chim, và thậm chí còn nhẹ hơn. Độ dày của thành xương đôi khi không vượt quá một milimét, mặc dù thực tế là mô xương được hình thành bởi nhiều lớp đan chéo, tạo nên sức mạnh cho xương (như trong ván ép nhiều lớp). Và từ bên trong, các khoang được vượt qua bởi các vách ngăn để có độ cứng cao hơn. Tất cả điều này cho phép pterosaurs đạt được kích thước cơ thể lớn mà không tăng đáng kể khối lượng.

Những chiếc đầu lâu có mào và cái miệng há hốc to đến nỗi khi nhìn vào chúng, Habib đã phát triển ra “Giả thuyết về sói xám Dire”: “Nếu bạn có một cái miệng lớn, thì bạn có thể nuốt nhiều hơn. Và chiếc mào nhô ra có thể thu hút con cái ”. Chà, quay trở lại câu hỏi của nhà cổ sinh vật học, theo Michael, pterosaurs là "những cái đầu sát thủ bay khổng lồ".

Junchang Lu, một trong những nhà cổ sinh vật học hàng đầu của Trung Quốc, chào đón khách trên một con phố sầm uất ở trung tâm Jinzhou, một thành phố buôn bán lớn ở phía đông bắc của đất nước, và hướng dẫn họ qua một hành lang thiếu ánh sáng của nơi có vẻ là một tòa nhà văn phòng bình thường. Đây thực sự là Bảo tàng Cổ sinh vật học Cẩm Châu. Giám đốc của nó mở cánh cửa của một phòng đựng thức ăn nhỏ không có cửa sổ và những người tham quan sẽ thấy điều gì sẽ là điểm thu hút chính đối với khách tham quan ở bất kỳ bảo tàng nào khác: tất cả các kệ và gần như toàn bộ sàn nhà đều chứa đựng các mẫu vật với sự hoàn chỉnh đáng kinh ngạc, trong tất cả các chi tiết nhỏ nhất , tàn tích của khủng long lông vũ, các loài chim cổ đại và tất nhiên là cả loài pterosaurs.

Trên phiến đá lớn gần bằng vai, dựa vào bức tường đối diện với cửa ra vào, có thể nhìn thấy một con khủng long to lớn, khủng khiếp với sải cánh dài bốn mét và hai chân sau giống gà nhỏ xíu - Zhenyuanopterus (Zhenyuanopterus). Phần đầu thuôn dài của nó bị quay sang một bên và dường như chỉ bao gồm hai hàm, và các răng ngày càng dài ra và chồng lên nhau khi chúng tiến gần đến phần đầu của miệng. Lu giải thích: “Điều này là để giúp câu cá dễ dàng hơn khi nổi trên mặt nước. Zhenyuanopter chỉ là một trong số ba chục loài pterosaurs mà ông đã mô tả kể từ năm 2001 (nhiều loài vẫn còn trên kệ chờ được nghiên cứu).

BẢO TÀNG KHOA HỌC VÀ THIÊN NHIÊN QUỐC GIA, TOKYO Hộp sọ của loài Anhanguera ăn cá đã được bảo tồn ở vị trí tự nhiên - trước sự thích thú của các nhà cổ sinh vật học.

Bảo tàng Cẩm Châu là một trong mười bảo tàng cổ sinh vật học nằm rải rác xung quanh tỉnh Liêu Ninh, là một kho tàng thực sự về hóa thạch khủng long và một trong những khu vực nơi phát hiện ra những phát hiện đã đưa Trung Quốc đi đầu trong lĩnh vực cổ sinh vật học trong thời gian gần đây.

Ngoài ra, Liêu Ninh là đấu trường chính của sự ganh đua, và những người ngoài cuộc so sánh những gì đang xảy ra ở đây, tuy nhiên, không hoàn toàn chính đáng, với “cuộc chiến tranh xương máu” gây ra với nhau vào thế kỷ 19 bởi những người tiên phong trong ngành cổ sinh vật học người Mỹ, Othniel Charles Marsh và Edward Drinker Cope.

Hai bên của sự cạnh tranh này là Lu, đại diện cho Học viện Khoa học Địa chất Trung Quốc, và Shaolin Wang, người có văn phòng tập trung nhiều hóa thạch tại Viện Cổ sinh vật có xương sống và Cổ nhân loại ở Bắc Kinh. Những chuyên gia này, như Marsh và Cope, đã làm việc cùng nhau từ rất sớm trong sự nghiệp trước khi đi theo con đường riêng, và kể từ đó họ đối xử với nhau bằng thái độ thù địch, tuy nhiên, điều này không được quảng cáo. “Hai con hổ không thể sống trên cùng một ngọn núi,” đồng nghiệp Shunxing Jiang của họ cười khúc khích.

Trong thập kỷ rưỡi trôi qua kể từ đó, Lu và Wang đã hơn một lần bỏ xa nhau về số lượng khám phá, và họ cùng nhau mô tả hơn 50 loài pterosaurs mới - gần một phần tư tất cả những gì được biết đến ngày nay. Tuy nhiên, một số loài mới này cuối cùng sẽ được công nhận là từ đồng nghĩa của loài trước đây, như thường thấy trong cổ sinh vật học. Tuy nhiên, các bên đối thủ sẽ còn phải khám phá nhiều hơn nữa trong tương lai. “Họ sẽ phải làm việc cả ngày trong mười năm để mô tả mọi thứ mà họ đã đào được,” một trong những vị khách nhận xét với vẻ ghen tị. Nghe vậy, Lü nhướng mày ngạc nhiên, "Tôi nghĩ mười năm sẽ không đủ."

Thành công của các nhà khoa học Trung Quốc không chỉ được giải thích bởi sự cạnh tranh, mà còn bởi thực tế là họ đã đến đúng nơi, đúng thời điểm. Trung Quốc, cùng với Đức, Brazil, Hoa Kỳ và Anh, là một trong số ít quốc gia trên thế giới nơi 90% tổng số hóa thạch pterosaur được tìm thấy. Điều này xảy ra không phải vì pterosaurs chỉ sống ở những vùng lãnh thổ mà các quốc gia này hiện đang tọa lạc - các mảnh xương của chúng được tìm thấy hầu như ở khắp mọi nơi. Chỉ là hài cốt của họ được bảo tồn đầy đủ hơn ở đây.

Tính độc quyền này được thể hiện rõ trong ví dụ của tỉnh Liêu Ninh. Lu cho biết vào đầu kỷ Phấn trắng, một cộng đồng sinh vật rất đa dạng phát triển trong các khu rừng địa phương và các hồ nước ngọt nông - khủng long, các loài chim đầu tiên, nhiều loài pterosaurs và côn trùng. Do thỉnh thoảng núi lửa phun trào trong khu vực lân cận, nhiều động vật đã chết dưới lớp tro bụi và rơi xuống đáy hồ đầy bùn. Các nạn nhân của những thảm họa như vậy được chôn cất rất nhanh, thậm chí đôi khi không được cung cấp oxy cho hài cốt, các mô của họ bị khoáng hóa nhanh hơn thời gian phân hủy, và do đó vẫn sống sót. Các nhà cổ sinh vật học gọi những địa điểm như vậy là Lagerstätte (Lagerstätte trong tiếng Đức có nghĩa là "tiền gửi"). Và tất cả, những phát hiện như vậy vẫn phải được mổ xẻ trong nhiều tháng - làm sạch đá để có thể nhìn thấy tất cả các đặc điểm của chúng, tất nhiên, bao gồm cả sự trợ giúp của tất cả các loại kính hiển vi mạnh mẽ.

Chỉ ở những nơi như Bảo tàng Khủng long Beipiao hoặc cuộc triển lãm thằn lằn cánh gần đây tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Bắc Kinh, bạn mới bắt đầu cảm nhận các hóa thạch một cách khác biệt — như một phần của sự đa dạng tuyệt vời trước đây.

Lấy ví dụ, Jeholopterus, một loài khủng long có miệng rộng giống ếch mà các nhà khoa học tin rằng đã săn chuồn chuồn và các loài côn trùng khác. Đây là Ikrandraco, được đặt theo tên của những sinh vật có cánh trong Thế thần, có thể bay thấp trên mặt nước và đánh cá bằng một chiếc keel giống như sừng trên hàm dưới của nó. Đây là một loài chim dzhungaripter (Dsungaripterus) được tìm thấy ở miền Bắc Trung Quốc với chiếc mỏ mỏng cong lên trên, nó móc những động vật thân mềm và động vật không xương sống khác để sau đó dùng răng lao nghiền nát vỏ và vỏ của chúng.

Và tất cả những điều này đã biến mất vào cuối kỷ Phấn trắng, 66 triệu năm trước. Điều gì đã xảy ra với loài pterosaurs, loài cuối cùng bị tuyệt chủng hoàn toàn? Có thể những con vật mà họ săn bắt đã biến mất? Hay, trong quá trình tiến hóa, chúng đã đạt đến tỷ lệ khổng lồ đến mức không thể sống sót sau một thảm họa toàn cầu, như sự sụp đổ của một tiểu hành tinh, trong khi những con chim nhỏ vẫn sống sót?

Tuy nhiên, khi bạn nhìn vào những di vật được bảo quản hoàn hảo của chúng trong bảo tàng, bạn sẽ không nghĩ đến điều đó - một điều đáng kinh ngạc đã xảy ra: có vẻ như những sinh vật này đã sẵn sàng tự giải thoát khỏi sự giam cầm trong đá và tìm kiếm những mảnh vỡ còn sót lại của chúng để bay lên trên trái đất một lần nữa.

Bấm vào hình kính lúp ở góc phải của hình để xem toàn bộ.

VKontakte Facebook Odnoklassniki

Kể từ khi được phát hiện ở Patagonia vào năm 1891, Necrolestes đã là một bí ẩn.

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, bao gồm cả nhà khoa học John Wible của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Carnegie, đã có một khám phá đáng kinh ngạc về loài Necrolestes patagonensis, tên có nghĩa là "kẻ trộm mộ" vì lối sống ngầm của nó. Hóa thạch động vật có vú được nhắc đến nhiều nhất từ ​​Nam Mỹ này đã là một bí ẩn cổ sinh vật học trong hơn 100 năm.

Sự kiên trì trong nghiên cứu, những khám phá hóa thạch gần đây và giải phẫu so sánh đã giúp các nhà nghiên cứu đặt chính xác loài Necrolestes kỳ lạ 16 triệu năm tuổi, với mõm cao và các chi lớn có rãnh, trong cây tiến hóa của động vật có vú. Khám phá này đã thay đổi đáy của nguồn gốc tiến hóa của hóa thạch đến 45 triệu năm trước, chứng minh rằng họ động vật có vú đã sống sót sau sự kiện tuyệt chủng kết thúc thời đại của loài khủng long. Thực tế này là một ví dụ về hiệu ứng Lazarus, khi nó chỉ ra rằng một nhóm sinh vật sống lâu hơn nhiều so với dự kiến. Việc giao Necrolestes cho họ hàng của chúng trong hồ sơ hóa thạch trả lời một câu hỏi lâu nay, nhưng lại đặt ra những câu hỏi mới, nhắc nhở chúng ta rằng vẫn còn nhiều điều chúng ta chưa biết về hậu quả toàn cầu của cuộc tuyệt chủng hàng loạt cách đây 65 triệu năm, một khám phá rằng thách thức giả định rằng các hiện tượng được nghiên cứu và ghi chép cẩn thận xảy ra ở miền tây Bắc Mỹ đã xảy ra trên khắp thế giới. Một bài báo khoa học về việc làm sáng tỏ bí ẩn Necrolestes sẽ xuất hiện trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Bí ẩn cổ sinh vật học

Kể từ khi được phát hiện ở Patagonia vào năm 1891, Necrolestes đã là một bí ẩn. Đồng tác giả John Wible của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Carnegie cho biết: “Necrolestes là một trong những loài động vật có ảnh, nếu chúng xuất hiện trong sách giáo khoa, sẽ kèm theo chú thích:“ Chúng tôi không biết nó là gì ”. nhà nghiên cứu về động vật có vú và thành viên của nhóm khoa học bao gồm các nhà nghiên cứu từ Úc và Argentina. Weeble được biết đến với công trình nghiên cứu về nguồn gốc và mối quan hệ tiến hóa giữa ba nhóm động vật có vú hiện đại: động vật có vú (động vật có vú ăn vi khuẩn như con người), thú có túi (động vật có vú có túi như opossum) và động vật có vú đẻ trứng (như thú mỏ vịt).

Động vật có vú thời Miocen Necrolestes patagonensis xuất hiện trên thế giới này 16 triệu năm trước ở Patagonia, Argentina ngày nay. Necrolestes hiện được xếp vào một trong những loài được cho là đã tuyệt chủng ngay sau sự tuyệt chủng của những loài khủng long lớn vào cuối kỷ Phấn trắng. Ảnh từ Phys.org

Mặc dù được bảo quản tuyệt vời, các hóa thạch bí ẩn vẫn di chuyển từ tổ chức này sang tổ chức khác và từ nhà thám hiểm này sang nhà thám hiểm khác, và việc phân loại các Necrolestes thay đổi theo mỗi lần di chuyển mới. Gần đây nhất là một vài năm trước đây, Necrolestes vẫn chưa thể được xếp vào nhóm động vật có vú. Một lần quét CAT vùng tai vào năm 2008 đã dẫn đến một giả thuyết được đưa ra bởi một nhóm nghiên cứu khác đã phân loại Necrolestes là động vật có túi. Khám phá này khiến Weebl, đồng tác giả của tác phẩm, và Guillermo Rugier của Đại học Louisville, Kentucky, hấp dẫn. Là một chuyên gia về động vật có vú Nam Mỹ, Rougière không tin rằng việc xác định "thú có túi" là chính xác và đã cố gắng phân loại các loài động vật này của riêng mình. Rougière thừa nhận: “Dự án này khiến tôi hơi sợ hãi, bởi vì chúng tôi phải thách thức một cách giải thích đã tồn tại trong 100 năm.

Trong quá trình chuẩn bị các hóa thạch để nghiên cứu thêm, Rougière đã khám phá ra các đặc điểm hộp sọ và các đặc điểm giải phẫu chưa từng thấy trước đây. Dựa trên những dữ kiện mới được phát hiện này, nhóm nghiên cứu đã đi đến kết luận rằng Necrolestes không thuộc về động vật có túi hay động vật có vú, mà người ta vẫn luôn gán cho nó. Rất có thể, trên thực tế, Necrolestes thuộc về một nhánh hoàn toàn bất ngờ của cây tiến hóa, được cho là đã tuyệt chủng 45 triệu năm trước khi Necrolestes xuất hiện.

Giải phẫu bí ẩn

Một trong những câu hỏi hóc búa của Necrolestes là không thể gán các đặc điểm giải phẫu của chúng cho bất kỳ loại phân loại nào. Với đặc điểm cơ thể là mõm nhô cao, cấu trúc cơ thể rắn chắc và bàn chân ngắn, rộng, các nhà nghiên cứu luôn tin rằng chúng phải được xếp vào nhóm động vật có vú đào hang. Động vật có vú đào hang có xương đùi rộng (xương cánh tay trên) thích nghi để đào hang và đào hầm. Hầm của Necrolestes rộng hơn bất kỳ loài động vật có vú đào hang nào khác và chỉ ra rằng Necrolestes đặc biệt chuyên đào hang, thậm chí có thể nhiều hơn bất kỳ động vật có vú đào hang nào khác, nhưng đặc điểm này không làm cho nhiệm vụ phân loại trở nên dễ dàng hơn. Những chiếc răng hình tam giác đơn giản của Necrolestes phục vụ tốt cho việc kiếm ăn của các động vật không xương sống dưới lòng đất. Tuy nhiên, cho đến gần đây, các đặc điểm của răng không giúp ích được gì nhiều trong việc phân loại Necrolestes, bởi vì răng của chúng rất đơn giản nên không thể xác định rõ ràng sự giống nhau của chúng với bất kỳ loài động vật có vú nào khác.

Bí mật được tiết lộ

Năm 2012, loài động vật có vú đã tuyệt chủng Necrolestes, được tái phát hiện với thế giới, trở thành chiếc chìa khóa mở ra bí mật về những “thợ đào của trái đất”. Được đồng tác giả Rougière phát hiện ở Nam Mỹ, Necrolestes thuộc bộ Meridiolestida, một nhóm động vật có vú đã tuyệt chủng ít được biết đến sống vào cuối kỷ Phấn trắng và đầu kỷ Paleocen (100 triệu năm trước) ở Nam Mỹ.

Hệ quả tiến hóa

Sự tuyệt chủng hàng loạt kết thúc thời đại khủng long đã quét sạch hàng nghìn loài động vật. Trong số những người biến mất có Meridiolestida, một nhóm động vật có vú thuộc họ Necrolestes, làm gián đoạn đường tiến hóa của chúng, như các nhà khoa học từng nghĩ. Cho đến khi xác định cuối cùng của Necrolestes, chỉ có một thành viên của Meridiolestida được biết là sống sót sau khi tuyệt chủng, và loài này cũng tuyệt chủng ngay sau đó, vào đầu kỷ Đệ tam (65,8 triệu năm trước). Do đó, Necrolestes là đại diện duy nhất còn lại của các nhóm được cho là đã tuyệt chủng. Weebl bình luận: “Đây là ví dụ rõ ràng nhất về hiệu ứng Lazarus. "Có thể nào một loài đã tồn tại trên Trái đất quá lâu mà không ai biết về nó?"

Rougière nói: “Về mặt nào đó, Necrolestes tương tự như thú mỏ vịt hiện đại, mặc dù chúng không có điểm chung nào khác ngoài những đặc điểm chung. Có rất ít thú mỏ vịt, chúng chỉ được tìm thấy ở Úc và chiếm một vị trí nhất định trong số các loài động vật có vú hiện đại, giống như Necrolestes là một dòng biệt lập chỉ sống ở Nam Mỹ, và có rất ít đại diện của chi chúng so với một số lượng lớn các loài thú có túi.

Gần đây, các nhà cổ sinh vật học, sử dụng công nghệ mới nhất, đã phát hiện ra một con rắn trong lớp trầm tích có tuổi đời 95 triệu năm. Vâng, không chỉ là một con rắn, mà còn có ... hai chân sau. Khám phá này giúp xác định tổ tiên của loài rắn, cũng như tìm hiểu cách thức những loài bò sát này bị mất chân trong quá trình tiến hóa, điều cho đến nay vẫn là một trong những bí ẩn của cổ sinh vật học.

Những hóa thạch này có niên đại 95 triệu năm tuổi, được tìm thấy vào năm 2000 tại ngôi làng Al Nammura của Lebanon. Phần còn lại thuộc về con rắn Eupodophis descouensi. Loài bò sát này đạt chiều dài 50 cm. Những bộ hài cốt sau khi vớt được đã được chuyển đến Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên (Paris) để nghiên cứu thêm.

Và gần đây, một nhóm các nhà khoa học do Tiến sĩ Alexandra Usse dẫn đầu, sử dụng tia X, đã tiến hành quét từng lớp mẫu và dựa trên kết quả của nó, đã xây dựng một mô hình máy tính của vật thể đang nghiên cứu ở định dạng 3D. . Hóa ra con rắn này có chi sau, mặc dù rất giảm.

Hình ảnh cho thấy khá rõ cấu trúc bên trong xương bàn chân của rắn cổ đại phần lớn giống với cấu tạo chân của thằn lằn sống trên cạn hiện đại. Đúng, đùi và ống chân Eupodophis descouensi rất ngắn, cũng có xương cổ chân, nhưng bàn chân và các ngón tay đã bị thiếu. Hơn nữa, vật trưng bày chỉ có một chân không có, và chân thứ hai được giấu trong đá, nhưng một cuộc kiểm tra bằng tia X đã có thể cho các nhà khoa học thấy ngay cả cô ấy. Vì cả hai chân được sắp xếp theo cùng một cách, chúng ta có thể yên tâm cho rằng việc thiếu vắng một số bộ phận của chi không phải là kết quả của chấn thương hoặc dị dạng, mà là một dấu hiệu cho thấy sự bắt đầu của việc giảm chân ở tổ tiên loài rắn.

"Khám phá cấu trúc bên trong của chi sau Eupodophis cho phép bạn khám phá quá trình thoái triển chi trong quá trình tiến hóa của loài rắn. Hiện tại, chỉ có ba con rắn hóa thạch với chi sau và chi trước bị mất được bảo tồn. Họ thuộc ba nhóm khác nhau - đây là Haasiophis,Pachyophis và Eupodophis. Các nhóm hóa thạch khác của rắn không có chi. Tuy nhiên, dựa trên cấu trúc giải phẫu của chúng, người ta tin rằng chúng vẫn còn chân tay, nhưng sau đó đã biến mất.

Bây giờ chúng ta thậm chí có thể nói làm thế nào, rất có thể, việc giảm như vậy đã diễn ra. Những nghiên cứu này cho thấy tổ tiên của loài rắn bị mất tứ chi không phải là kết quả của bất kỳ thay đổi giải phẫu nào trong cấu trúc của xương, mà rất có thể liên quan đến việc giảm thời kỳ tăng trưởng. Trưởng nhóm nghiên cứu, nhà cổ sinh vật học Alexandra Usse, cho biết do một số thay đổi về gen, các bàn chân không có thời gian để hình thành hoàn chỉnh trong thời kỳ phôi thai, vì vậy những con rắn được sinh ra với đôi chân hơi “chưa hoàn thiện”.

Nhân tiện, phiên bản này cũng được xác nhận bởi các nghiên cứu của các nhà phôi học trong nước. Cách đây không lâu, khi nghiên cứu cái gọi là gen Hox (đây là những gen chịu trách nhiệm hình thành cơ thể của phôi thai trong giai đoạn phát triển ban đầu) của rắn và thằn lằn, các nhà khoa học phát hiện ra rằng loài sau này thiếu gen Hox-12a. , và cả Hox-13a và Hox- 13b. Được biết, những gen này chịu trách nhiệm hình thành phần cuối phía sau cơ thể của loài bò sát, cũng như sự xuất hiện và phát triển của các chi sau. Kết quả là đột biến, kết quả là một trong những gen biến mất hoàn toàn, dường như dẫn đến việc các chân sau không còn phát triển bình thường, và sự thay đổi ở hai "người hàng xóm" của nó đã dẫn đến sự biến mất hoàn toàn của các chi này.

Tuy nhiên, câu hỏi về nguồn gốc của loài rắn vẫn là một trong những điều bí ẩn nhất trong giới cổ sinh vật học. Các nhà khoa học tin rằng những loài bò sát này đã tiến hóa khoảng 150 triệu năm trước từ một số nhóm thằn lằn. Hiện vẫn chưa rõ đây là nhóm gì cũng như lý do tại sao những con rắn trở nên dài và cụt chân.

Theo một quan điểm, việc mất chi có liên quan đến việc chuyển sang lối sống thủy sinh. Ở dưới nước, không cần bàn chân, di chuyển đến đó, uốn cong cơ thể theo kiểu rắn sẽ có lợi hơn nhiều. Phiên bản này được xác nhận bởi thực tế rằng một trong những con rắn hai chân cổ đại, Pachyophis, là một động vật sống dưới nước.

Những bất lợi của phiên bản này là thực tế là trong số các loài rắn nguyên thủy không có những con sống độc lập dưới nước, chúng chỉ xuất hiện trong số các đại diện tiên tiến của nhóm, ví dụ, rắn biển ( Hydrophiinae). Ngoài ra, trong hồ sơ cổ sinh vật học, rắn cực kỳ hiếm trong trầm tích biển và nước ngọt, điều này khá kỳ lạ, vì hệ động vật ở những khu chôn cất như vậy được bảo tồn tốt hơn vài bậc so với trên cạn, và chúng bắt gặp thường xuyên hơn. Cũng chống lại phiên bản này một thực tế là, ngoài việc không có tứ chi, rắn nguyên thủy không có cách thích nghi nào khác đối với cuộc sống dưới nước.

Theo một giả thuyết khác, tổ tiên của loài rắn là thằn lằn đào hang bị mất tứ chi do chúng sống dưới lòng đất gây hại nhiều hơn lợi. Phiên bản này được xác nhận bởi thực tế là những con rắn nguyên thủy thuộc nhóm rắn mù ( Họ Typhlopidae) thực sự là những động vật sống dưới lòng đất. Cách sống trong hang, rõ ràng, cũng được thực hiện bởi các hóa thạch Haasiophis và Eupodophis. Người ta cũng biết rằng đại diện của nhiều nhóm thằn lằn, ví dụ, da ( Họ Scincidae), thằn lằn không chân ( Họ Anniellidae), trục xoay ( Họ Anguidae) hoặc scalefoot ( Họ Pygopodidae), trong quá trình chuyển sang lối sống đào hang, chúng cũng bị mất các chi (đồng thời, không có một trường hợp nào bị mất chân ở thằn lằn sống dưới nước được biết đến).

Vì vậy, rất có thể, tổ tiên của loài rắn thực sự dẫn đầu lối sống đào hang. Đó là lý do tại sao họ cần một cơ thể dài (nó dễ dàng chui qua mặt đất hơn). Cũng liên quan đến điều này, chúng dần dần mất đi lỗ mở bên ngoài của tai (để đất không bị tắc nghẽn), các chi và mí mắt chuyển động (không cần chúng ở dưới lòng đất, mắt không bị khô trong đất ẩm), và Đổi lại, họ có được một lớp màng trong suốt hình thành từ mí mắt hợp nhất, bảo vệ mắt (đó là lý do tại sao dường như con rắn đang thôi miên chúng ta, ánh nhìn của nó bất động).

Trong một thời gian dài, những con thằn lằn thuộc nhóm thằn lằn giám sát được coi là tổ tiên của loài rắn ( Varanidae). Những con thằn lằn này, giống như rắn, có một chiếc lưỡi dài và có thể di chuyển, một cơ quan của Jacobson rất phát triển chịu trách nhiệm về quá trình hóa học, một khớp cử động bổ sung của các nhánh của hàm dưới và cũng có cấu trúc đốt sống tương tự như rắn. Ngoài ra, loài thằn lằn không tai sống ở Indonesia ( Lanthanotidae), như tên gọi của chúng, giống như rắn, không có lỗ thông tai ngoài. Tuy nhiên, các chi tiết về cấu trúc của hộp sọ ở thằn lằn và rắn theo dõi rất khác nhau, ngoài ra, phân tích phân tử DNA cho thấy hai nhóm này ở rất xa nhau. Ngoài ra chống lại phiên bản này cũng được chứng minh bởi thực tế là trong số những con thằn lằn giám sát không có (và dường như chưa bao giờ có) đại diện dẫn đầu một lối sống hoàn toàn ngầm.

Nhưng với một nhóm thằn lằn hiện đại khác được gọi là tắc kè ( Gekkonidae), loài rắn có những đặc điểm cấu tạo phổ biến hơn nhiều (để biết tắc kè là ai và chúng nổi tiếng vì điều gì, hãy đọc bài "Bí mật của những người leo núi ban đêm"). Đặc biệt, hộp sọ của rắn và tắc kè hoàn toàn không có vòm thái dương (do xương hợp tử tạo thành) và có khớp xương hàm dưới có thể cử động được. Mí mắt của nhiều loài tắc kè, cũng như của rắn, đã phát triển cùng nhau và tạo thành một lớp vỏ ngoài trong suốt của mắt. Và, cuối cùng, trong số những con thằn lằn này có những con có lối sống đào hang.

Đặc trưng nhất ở đây là các đại diện của phân họ động vật có vảy, đã được đề cập ở trên. Các đại diện của nó, sống ở Úc và New Guinea, có thân hình thuôn dài giống rắn và cực kỳ giống rắn về ngoại hình. Sự giống nhau này cũng được nhấn mạnh bởi sự vắng mặt của các chi trước và giảm đáng kể các chi sau, thường trông giống như các chi ngắn có vảy đôi khi kết thúc bằng móng vuốt, cũng như không có lỗ mở bên ngoài của tai. Tất nhiên, ít có khả năng động vật chân vảy là tổ tiên trực tiếp của rắn, tuy nhiên, rõ ràng đây là một trong những họ hàng gần nhất của chúng.

Ngoài ra, dữ liệu từ các nghiên cứu phân tử cũng cho rằng tắc kè là họ hàng gần nhất với rắn về mặt cấu trúc DNA.

Theo những dữ liệu này, tắc kè và rắn tách ra khỏi những loài có vảy khác cách đây 180 triệu năm, và sự phân tách của các nhóm này xảy ra muộn hơn một chút, khoảng 150-165 triệu năm trước. Đó là khoảng thời gian, theo các nhà cổ sinh vật học, nhóm này xuất hiện. Vì vậy, đó là nơi tất cả kết hợp với nhau.

Vì vậy, một phương pháp nghiên cứu mới đã giúp các nhà khoa học lấp đầy khoảng trống trong lịch sử của loài bò sát và giải quyết một trong những bí ẩn hấp dẫn nhất của quá trình tiến hóa. Cần lưu ý rằng các nhà cổ sinh vật học nói chung đặt nhiều hy vọng vào kỹ thuật này. Nó cho phép bạn có được hình ảnh với độ phân giải vài micrômét - ít hơn hàng nghìn lần so với máy chụp cắt lớp của bệnh viện.

Sự gia tăng mạnh mẽ về đa dạng sinh học xảy ra trong kỷ Cambri đã được chuẩn bị trong một thời gian dài bởi quá trình tiến hóa phân tử, điều này cuối cùng dẫn đến sự bùng nổ đa dạng loài trong kỷ Cambri.

Trilobite là một trong những động vật chân đốt cổ đại, chúng xuất hiện vào kỷ Cambri (ảnh của mattheaton).

Trong sinh học, có một nghịch lý nổi tiếng về sự bùng nổ kỷ Cambri. Bản chất của nó là từ một thời điểm nào đó sự sống trên trái đất bắt đầu thể hiện rất nhiều dạng, dấu vết của chúng có thể được tìm thấy trong các hóa thạch thời tiền sử. Khoảnh khắc này xảy ra trong kỷ Cambri - nhưng trước đó, không có dấu hiệu nào về các dạng sống trong tương lai. Những bước nhảy vọt mang tính cách mạng trong tự nhiên là tương đối hiếm, và nếu chúng ta nói về quy mô hành tinh, chúng hoàn toàn không thể tin được. Trong khi đó, người ta có cảm giác rằng các sinh vật có được cùng một lúc, như thể được bán hàng loạt, một số lượng lớn các tính năng mới đáng kinh ngạc và bắt đầu nhanh chóng phân tán thành các nhóm có hệ thống.

Tất nhiên, người ta có thể cho rằng có sự can thiệp của thần thánh hoặc một số người ngoài hành tinh đã chuyển một túi các loài mới xuống Trái đất. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã không ngừng cố gắng tìm ra ít nhất một lời giải thích khoa học nào đó cho bí ẩn cổ sinh vật học. Charles Darwin đã suy nghĩ về vấn đề "sự xuất hiện" đột ngột của các loài hóa thạch mới - và đưa ra kết luận rằng trong những trường hợp như vậy, các nhà khảo cổ học và cổ sinh vật học cần phải "đào sâu hơn" theo mọi nghĩa.

Một nhóm các nhà sinh học tiến hóa từ một số trường đại học Mỹ đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Science, trong đó trình bày kết quả của một cuộc suy nghĩ lại khác về bí ẩn của vụ nổ kỷ Cambri. Các nhà khoa học đã điều chỉnh lại mối quan hệ giữa hài cốt của các sinh vật cổ đại, có tính đến những phát hiện mới nhất, cũng như tuổi khảo cổ của những phát hiện này. Mối quan hệ phả hệ của các loài hóa thạch với con cháu hiện đại của chúng đã được làm rõ. Ngoài ra, dữ liệu từ di truyền học phân tử đã được sử dụng: các nhà nghiên cứu đã tái tạo lại phả hệ của một số gen được tìm thấy trong 118 loài hiện đại. Tất cả cùng nhau, nó giúp làm rõ các điểm phân nhánh trên cây phả hệ và xác định chính xác thời điểm một nhóm cụ thể bắt đầu con đường tiến hóa của riêng mình.

Nhìn chung, các kết luận của các nhà nghiên cứu đều đi đến thực tế là cuộc cách mạng Cambri có trước một quá trình tiến hóa vô hình lâu dài. Qua hàng triệu năm, các sinh vật đã tích lũy những thay đổi di truyền và sinh hóa mà trong kỷ Cambri dẫn đến sự xuất hiện của các dạng sống khác nhau: những thay đổi bên trong tích lũy cuối cùng dẫn đến những thay đổi bên ngoài. Các tác giả so sánh điều này với cuộc cách mạng công nghiệp: các phát minh, cải tiến công nghệ nhỏ được tích lũy trong một thời gian dài mà không thay đổi nhiều về phương tiện sản xuất, cho đến cuối cùng chúng dẫn đến sự chuyển dịch công nghệ toàn cầu.

Những thay đổi di truyền tích lũy đã được cân bằng trong một thời gian bởi môi trường bên ngoài và các mối quan hệ giữa các loài. Và từ quan điểm sinh hóa, các sinh vật khác nhau đã có trước kỷ Cambri có thể khác biệt đáng kể với nhau, chứng tỏ sự đa dạng sinh học tuyệt vời. Sau đó, những thay đổi sinh thái nhỏ nhất đáng lẽ đã đủ để cho phép những thay đổi tích lũy biểu hiện ra bên ngoài. Nhân tiện, một trong những giả thuyết rất táo bạo, mặc dù khá gây tranh cãi được đưa ra trong bài báo là khẳng định rằng các loài động vật Precambrian ăn thịt lẫn nhau nhiều hơn: đây có thể là một trong những lý do khiến di tích hóa thạch Precambrian khan hiếm hơn.

Điều này không có nghĩa là giả thuyết mới đã không thu hút được sự chú ý của các nhà phê bình. Do đó, một trong những tuyên bố chống lại các tác giả là họ đã không tính đến cái gọi là gen mồ côi, chiếm khoảng 30% tổng số gen động vật. Những gen này không có "họ hàng" tương đồng, và nhiều người tin rằng chính sự xuất hiện đột ngột của chúng có thể gây ra sự bùng nổ đa dạng sinh học trong kỷ Cambri. Tuy nhiên, trong giả thuyết này, than ôi, có từ "đột nhiên", mà từ đó khoa học luôn cố gắng loại bỏ bằng mọi cách.