Hóa thạch răng đảo ngược quan niệm khủng long bạo chúa là 'kẻ săn mồi máu lạnh'

Sau hơn 66 triệu năm kể từ thời điểm loài khủng long bạo chúa (Tyrannosaurus rex, hay T. rex) tuyệt chủng, các nhà khoa học lần đầu tiên đo được nhiệt độ cơ thể chính xác của sinh vật săn mồi khét tiếng này. 

Công trình vừa công bố trên tạp chí Science Advances, do nhóm chuyên gia tại Đại học California cơ sở Los Angeles (UCLA) (Mỹ) thực hiện, đã đưa ra con số cụ thể thay vì những dự đoán mang tính gián tiếp trước đây.

Nhóm nghiên cứu đã phân tích mẫu men từ 3 chiếc răng hóa thạch, trong đó có 2 chiếc thuộc về Thomas, bộ xương T. rex dài khoảng 10,3 m được lưu giữ tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quận Los Angeles (Mỹ). 

Phần hộp sọ của bộ xương khủng long bạo chúa Thomas tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quận Los Angeles. Ảnh: Viện Khủng long thuộc Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quận Los Angeles

Kết quả thu được cho thấy, nhiệt độ cơ thể trung bình của loài khủng long này đạt khoảng 36,3 độ C. Mức nhiệt này này gần như tương đương với nhiệt độ trung bình của cơ thể người (ở mức 37 độ C) hay loài voi châu Á (ở mức 36 độ C).

Con số 36,3 độ C đưa T. rex nằm ở ngưỡng dưới của nhóm động vật máu nóng. Mức nhiệt này thấp hơn các loài chim hiện đại vốn có nhiệt độ cơ thể 40-42 độ C, nhưng lại cao hơn hẳn các loài bò sát biến nhiệt. 

Giải mã "chiếc nhiệt kế 66 triệu năm"

Để loại trừ khả năng biến đổi hóa học do địa chất trong quá trình hóa thạch, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm song song trên răng của cá sấu cổ đại thu thập từ cùng một tầng địa chất Hell Creek ở tiểu bang Montana (Mỹ). Mẫu răng cá sấu cho ra kết quả trung bình là 30,9 độ C, qua đó khẳng định chỉ số của T. rex phản ánh chính xác đặc tính sinh học nguyên bản của loài này.

Để thực hiện phép đo nhiệt độ, các nhà khoa học đã áp dụng kỹ thuật địa hóa học nâng cao dựa trên liên kết đồng vị. Thông thường, trong men răng của tất cả các loài động vật có răng đều có sự hiện diện của các dạng đồng vị carbon và oxy hiếm bao gồm carbon 13 và oxy 18. 

Khi men răng hình thành bên trong cơ thể động vật, các cặp đồng vị này sẽ liên kết với nhau theo tỷ lệ phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ. Nhiệt độ cơ thể càng thấp thì số lượng liên kết đồng vị xuất hiện càng nhiều và ngược lại. 

Cấu trúc tinh thể bền vững của men răng đóng vai trò như một chiếc nhiệt kế tiền sử, lưu giữ nguyên vẹn thông tin nhiệt độ từ 66 triệu năm trước.

Một mẩu răng được lấy từ hộp sọ của khủng long bạo chúa Thomas để phục vụ mục đích nghiên cứu. Ảnh: UCLA

Trước đây, phương pháp phân tích liên kết đồng vị đòi hỏi lượng mẫu vật rất lớn khiến nhiều bảo tàng từ chối cung cấp vì lo ngại tổn hại hóa thạch quý giá. Sau hơn 1 thập kỷ kiên trì cải tiến, nhóm nghiên cứu tại UCLA đã giảm tới 90% lượng mẫu cần thiết. 

Nhờ đó, các chuyên gia chỉ cần dùng mũi khoan vomfram cacbua tốc độ thấp để lấy ra khoảng 5 miligram bột men răng, tương đương một lượng cực nhỏ chưa bằng một nhúm muối. 

 Ông Luis Chiappe, Giám đốc Viện Khủng long thuộc Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quận Los Angeles, cho hay: "Hy sinh những phần nhỏ của 2 chiếc răng để tìm hiểu về nhiệt độ cơ thể của T. rex chắc chắn là một sự đánh đổi hoàn toàn xứng đáng".

Lợi thế làm nên kẻ săn mồi đỉnh cao

Phát hiện mới này góp phần xóa bỏ hoàn toàn quan niệm cũ kỹ cho rằng khủng long là những sinh vật bò sát đần độn, máu lạnh và chậm chạp. Việc sở hữu nhiệt độ cơ thể ổn định ở mức 36,3 độ C xác nhận T. rex là động vật máu nóng có khả năng tự điều hòa thân nhiệt thông qua quá trình trao đổi chất. 

"Những gì chiếc răng nói với chúng ta là T. rex ấm hơn môi trường xung quanh nó", Nhà địa chất Aradhna Tripati từ UCLA chia sẻ. "Một con T. rex máu nóng là một con T. rex có thể đi đến hầu như bất cứ đâu trên lục địa, bao gồm cả Bắc Cực. Đó là một con vật rất khác so với một loài bò sát nằm phơi nắng".

Đặc tính máu nóng mang lại cho T. rex sức bền và mức độ hoạt động cao, giúp nó trở thành sinh vật săn mồi đỉnh cao trong thế giới tiền sử. Nhờ thân nhiệt ổn định, loài khủng long này có thể thích nghi với nhiều vùng khí hậu khác nhau, phân bố rộng khắp lục địa Bắc Mỹ từ khu vực Mexico ấm áp cho đến vùng Alaska băng giá.

Đặc tính máu nóng mang lại cho T. rex sức bền và mức độ hoạt động cao, giúp nó trở thành sinh vật săn mồi đỉnh cao trong thế giới tiền sử. Hình minh họa: Roger Harris/SPL/Getty Images

Tuy nhiên, việc duy trì thân nhiệt cao cũng buộc T.rex phải có một chế độ ăn khổng lồ và tích cực săn bắt để nạp đủ năng lượng cho cơ thể.

Dù dữ liệu nhiệt độ đã rất rõ ràng, giới cổ sinh vật học vẫn tiếp tục thảo luận về cơ chế duy trì nhiệt lượng của loài khủng long khổng lồ này. Một số chuyên gia đưa ra giả thuyết T. rex có thể sở hữu cơ chế giữ nhiệt nhờ kích thước cơ thể đồ sộ giúp tích tụ nhiệt lượng lâu dài, tương tự như một phích nước ấm khổng lồ. 

Dù vậy, nhóm nghiên cứu tại UCLA tin rằng kích thước đơn thuần không đủ để tạo ra mức nhiệt cao và ổn định nếu không có sự hỗ trợ của hệ thống trao đổi chất nội tại.

Thành công từ việc lấy nhiệt độ của T. rex đang mở ra triển vọng lớn cho ngành cổ sinh vật học. Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu dự định sẽ tiếp tục áp dụng kỹ thuật tiên tiến này trên các hóa thạch khủng long ăn thực vật như Triceratops, Stegosaurus hay Brachiosaurus để tìm hiểu xem liệu đặc tính máu nóng có phổ biến ở toàn bộ dòng họ khủng long hay không.