Phát hiện hóa thạch 'Gà địa ngục' ăn trái cây đầu tiên

Với chiếc mỏ không răng và cấu trúc hàm đặc biệt, loài vật được đặt tên Infernogallus jamesi, hay còn gọi là "Gà địa ngục", có thể đã thích nghi để ăn các loại quả mềm trong những khu rừng cổ đại ở Bắc Mỹ.

Sự tiến hóa của loài khủng long này diễn ra đồng bộ với sự phát triển mạnh mẽ của thực vật có hoa và cây ăn quả trong thời kỳ đó. (Ảnh: IFL Science)

Hóa thạch của loài khủng long này được phát hiện vào tháng 7/2011 tại Hệ tầng Hell Creek, khu vực ngày nay thuộc Mỹ. Vào cuối kỷ Phấn trắng, nơi đây là vùng rừng ẩm ướt, có nhiều loài thực vật có hoa và những loại quả đầu tiên đang xuất hiện, tạo nên một hệ sinh thái phong phú.

Tên gọi Infernogallus kết hợp từ Latin inferno, nghĩa là "địa ngục", gợi nhắc đến Hell Creek và gallus, nghĩa là "gà". Phần tên jamesi nhằm tưởng nhớ James William Boyd, ông nội của một trong những tác giả nghiên cứu, người đã khơi dậy niềm đam mê cổ sinh vật học cho người này.

Hóa thạch được bảo tồn rất tốt, gần như giữ lại toàn bộ bộ xương ngoại trừ phần đuôi. Dựa vào mẫu vật, các nhà khoa học xác định Infernogallus jamesi có kích thước tương đương một con gà tây, nặng khoảng 12 kg và thuộc nhóm khủng long Caenagnathidae, nổi bật với cơ thể mảnh khảnh và chiếc mỏ không răng.

Điều khiến phát hiện này trở nên đáng chú ý là nó có thể giúp giải đáp câu hỏi lâu nay về chế độ ăn của nhóm khủng long nói trên.

Hộp sọ nhỏ hé lộ cách khủng long nhai thức ăn

Trong nhiều năm, các nhà cổ sinh vật học đã tranh luận về thức ăn của những loài thuộc nhóm Caenagnathidae. Một số giả thuyết cho rằng chúng ăn trứng, côn trùng hoặc thịt, trong khi những ý kiến khác nghiêng về chế độ ăn thực vật. Việc thiếu những bằng chứng trực tiếp khiến câu hỏi này vẫn chưa có lời giải thống nhất.

Infernogallus jamesi mang đến cơ hội nghiên cứu đặc biệt vì đây là một hóa thạch gần như hoàn chỉnh, đồng thời sở hữu hộp sọ nguyên vẹn duy nhất được biết đến trong nhóm. Phần xương hàm dưới đã bị vỡ, khiến việc nghiên cứu cấu trúc hàm trở nên khó khăn.

"Hộp sọ của nó vừa vặn trong lòng bàn tay", Tiến sĩ Tom Dudgeon, một trong những tác giả nghiên cứu. Ông cho biết các nhà khoa học vẫn có thể quan sát rõ chiếc mỏ và vị trí hốc mắt trên mẫu hóa thạch.

Để tìm hiểu kỹ hơn, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp chụp cắt lớp vi tính (CT), sau đó tái dựng kỹ thuật số các xương vùng mặt. Những hình ảnh này cho phép họ xem xét các cấu trúc bên trong hộp sọ và so sánh chúng với đặc điểm giải phẫu của các loài chim hiện đại.

Theo Tiến sĩ Greg Funston thuộc Đại học Stony Brook (Mỹ), quá trình xử lý hình ảnh khá phức tạp vì mẫu hóa thạch rất dễ vỡ, khiến những vết nứt nhỏ cũng hiện rõ trên ảnh chụp. Hộp sọ còn lớn hơn một chút so với trường quan sát của máy quét, buộc nhóm phải chụp ba hình ảnh chồng lấn rồi ghép chúng lại.

Dù tốn nhiều công sức, phương pháp này giúp các nhà nghiên cứu thu thập được những chi tiết về vòm miệng mà mắt thường không thể quan sát từ bề mặt hóa thạch. Chính các chi tiết đó đã góp phần làm sáng tỏ cấu trúc cơ hàm khác thường của loài khủng long.

Chiếc hàm không dành cho việc nghiền xương

Bằng cách so sánh đặc điểm xương hóa thạch với dữ liệu giải phẫu của nhiều loài động vật khác, nhóm nghiên cứu nhận thấy Infernogallus jamesi không có cấu trúc hàm phù hợp để tạo ra lực cắn mạnh nhằm nghiền nát xương.

Thay vào đó, các cơ ở phần dưới miệng phát triển theo cách cho phép hàm di chuyển qua lại khi nhai. Đặc điểm này gợi ý rằng loài khủng long có thể thường xuyên xử lý những loại thức ăn mềm hơn, đặc biệt là thực vật.

Cấu trúc vòm miệng cũng củng cố giả thuyết này. Vòm miệng của Infernogallus cong xuống dưới, khác với kiểu cấu trúc thường thấy ở một số loài có quan hệ họ hàng. Khi kết hợp với cách sắp xếp các cơ hàm, đặc điểm đó cho thấy loài vật có thể đã thích nghi với việc nhai thức ăn theo chuyển động từ trước ra sau.

Nhóm nghiên cứu cho rằng kiểu nhai này đặc biệt phù hợp với những loại quả có phần thịt mềm bao quanh hạt cứng ở giữa, tương tự quả anh đào ngày nay. Các nhà khoa học cũng tìm thấy những vết khía trên mỏ hóa thạch. Dấu vết này tương tự những đặc điểm thường xuất hiện trên mỏ của một số loài động vật ăn trái cây hiện đại, cung cấp thêm bằng chứng cho giả thuyết về chế độ ăn của Infernogallus.

Theo Funston, khi xem xét sự kết hợp giữa cấu trúc hàm, vòm miệng và các dấu vết trên mỏ, nhóm nghiên cứu nhận thấy loài khủng long này có nhiều điểm tương đồng về chức năng với một số loài chim ăn trái cây ngày nay.

Funston cho rằng rất khó tìm được một loài động vật hiện đại hoàn toàn tương đồng với Infernogallus jamesi. Nếu phải lựa chọn một hình ảnh để hình dung, ông mô tả nó giống chim cassowary với chiếc đầu của một con vẹt.

Khủng long có giúp phát tán trái cây trong rừng cổ đại?

Phát hiện này còn mở ra câu hỏi rộng hơn về mối quan hệ giữa khủng long và sự phát triển của thực vật có quả trong kỷ Phấn trắng.

Các loại quả có phần thịt mềm bao quanh hạt được cho là đã xuất hiện trước khi những loài Caenagnathidae tiến hóa. Sau đó, trái cây trở nên lớn hơn và phổ biến hơn vào giai đoạn cuối kỷ Phấn trắng, cũng là thời kỳ nhóm khủng long này phát triển mạnh.

Sự trùng hợp về thời gian đặt ra khả năng rằng chế độ ăn của một số loài khủng long có thể đã gắn với quá trình phát triển của thực vật có quả. Nếu chúng ăn quả rồi thải hạt ra những khu vực khác, chúng có thể đã góp phần phát tán hạt giống trong các khu rừng cổ đại, tương tự vai trò của nhiều loài động vật ngày nay.

Những bằng chứng về cấu trúc hộp sọ và hàm của Infernogallus chủ yếu giúp các nhà khoa học suy luận về chế độ ăn, chứ chưa trực tiếp chứng minh loài vật này đã phát tán hạt giống như thế nào.

Theo Funston, các đặc điểm giải phẫu khác thường của nhóm Caenagnathidae có thể đã tiến hóa một phần để thích nghi với việc ăn trái cây. Dù vậy, cần thêm hóa thạch và bằng chứng để xác định mức độ phụ thuộc vào trái cây của từng loài cũng như vai trò của chúng trong hệ sinh thái cuối kỷ Phấn trắng.