Trứng khủng long sẵn sàng tiết lộ bí mật giống loài sau 200 triệu năm

Phôi khủng long cổ xưa nhất trên thế giới được kiểm tra với công nghệ mới nhất là quét ảnh CT hứa hẹn sẽ tiết lộ nhiều bí mật về quá trình lớn lên của chúng.

Vào mùa đông cuối năm 1976, nhà sưu tập hóa thạch nổi tiếng thế giới James Kitching đã làm một cuộc khảo sát gần biên giới với Lesotho của Nam Phi. Trước sự ngạc nhiên của mình, ông đã tìm thấy 6 quả trứng hóa thạch dọc hai bên đường tại một nơi gọi là Rooidraai.

Phải mất 5 năm để các nhà khảo cổ dày dạn kinh nghiệm loại bỏ ma trận đá từ quả trứng để có thể xác định sơ bộ phôi khủng long đầu tiên từ Nam Phi và phôi khủng long cổ xưa nhất trên thế giới.

Nghiên cứu về khủng long thực sự đã bùng nổ trong vòng 40 năm kể từ khi phát hiện khác thường của Kitching và một thỏa thuận được công bố về những con khủng long sơ sinh trong những quả trứng. Tuy nhiên, những bí mật đặc biệt chúng nắm giữ chỉ mới được hoàn toàn biết đến từ bây giờ với sự phát triển của công nghệ. Trong Tháng 6/2015, những quả trứng đã bay tới Grenoble, một thành phố dưới chân dãy núi Alps ở Pháp, nơi chúng đang được quan sát dưới máy quét CT mạnh mẽ tại Phòng Nghiên cứu Phóng xạ synchrotron châu Âu (ESRF).

Những bí mật của phôi khủng long có cha mẹ lang thang khắp Nam Phi 200 triệu năm trước đây trong quá trình ấp trứng sẽ được biết rõ.

Phương pháp hình ảnh x-ray 3D, độ phân giải cao đang phát triển trong cổ sinh vật học. Với những tiến bộ trong phương pháp chụp hình hiện đại, bây giờ chúng ta có thể dùng kỹ thuật số để loại bỏ lớp đá phức tạp trong khi xây dựng mô hình 3D của hệ thống xương bên trong.

Một phần tư thế kỷ sau phát hiện của Kitching

Có những điều trong cổ sinh vật học không thể được tiết lộ ngay mà chúng cần thời gian. Những quả trứng được Kitching tìm thấy đã không được nhắc đến nữa cho đến một phần tư thế kỷ sau đó.

Một nhóm cộng tác nghiên cứu quốc tế, được nhà khảo cổ học nổi tiếng Tiến sĩ Mike Raath dẫn đầu, hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Đại học Toronto và Viện Smithsonian, đã bắt đầu nghiên cứu phôi chi tiết hơn. Diane Scott, một trong những người xử lý sơ bộ hóa thạch tốt nhất trên thế giới, cẩn thận loại bỏ càng nhiều đá bám vào trứng càng tốt để tiến hành việc nghiên cứu phôi.

Một nhóm thứ hai trở lại Rooidraai và khai quật các di tich nơi Kitching phát hiện ra những quả trứng.

Các kết quả của nghiên cứu mới khá ấn tượng. Kết quả của việc chuẩn bị bổ sung, hoàn thành năm 2005, đã tiết lộ hai bộ xương phôi thai gần như hoàn chỉnh của loài khủng long Massospondylus, một động vật ăn cỏ có bàn chân dài 16,5 feet (5m) đi lang thang khắp Nam Phi vào Kỷ Jara sớm. Không giống như những con khủng long Massospondylus trưởng thành, có đầu nhỏ, đi bằng hai chân, phôi này có đầu lớn và khi nở chúng sẽ đi trên bốn chân.

Đội thứ hai cũng khai quật được những phát hiện mới đáng chú ý. Các cuộc khai quật, hoàn thành năm 2012, đã tìm thấy thêm 10 ổ trứng ấp, một số lên đến 54 trứng, rải rác trên các vách đá có mặt nhô ra biển ở Roodraai. Đây là bằng chứng rõ ràng rằng vào 200 triệu năm trước, loài Massospondylus đã trở về sau những năm làm tổ ở Các Bang tự do miền Đông Nam Phi.

Vì vậy, sau 40 năm thứ còn lại để nghiên cứu phôi khủng long Massospondylus là gì? Mặc dù sự chuẩn bị bậc thầy của Diane Scott đã cho thấy nhiều đặc điểm kết cấu của bộ xương nhỏ bên trong trứng, nhưng vẫn có một sự giới hạn khiến nhiều khả năng và đặc điểm vẫn còn bị chôn vùi dưới đá.

Nghiên cứu thêm từ những phát hiện khá khó khăn vì những lý do bổ sung.

Những quả trứng rất nhỏ. Các xương đùi và bắp vế chỉ có đường kính 0,2 inch (1,4 mm).

Hiểu được giải phẫu của phôi thai là một thách thức vì chúng ta không bao giờ có thể chuyển chúng thành mô hình 3D, do chúng mãi mãi dính chặt vào đá.

Tìm hiểu các chi tiết về cách mà loài khủng long con Massospondylus lớn lên đòi hỏi phải nhìn chăm chú vào bên trong bộ xương, nhưng nếu làm điều này với những kỹ thuật nghiên cứu mô, nó sẽ phá hủy những vật mẫu đẹp.

Lời giải đến từ máy quét CT

Giải pháp cho tất cả vấn đề này đến từ máy quét CT mẫu vật. Độ phân giải tia X-ray cần để nghiên cứu phôi thai phải rất cao (sáu micrômet, tương đương 0,02 inch/ 0,6 mm), mà chỉ có một ít cơ sở trên thế giới có khả năng thực hiện các nghiên cứu.

Vào cuối năm 2014, một nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã viết một đề xuất về việc quét những quả trứng tại Phòng Nghiên cứu Phóng xạ synchrotron châu Âu (ESRF). Tại cơ sở này, một vòng tròn lớn chứa các điện tử (gần một cây số hay một nửa dặm chu vi) di chuyển 0.99% của tốc độ ánh sáng liên tục tạo thành các chùm X-ray năng lượng cao. Những chùm này có thể được sử dụng với độ chính xác tuyệt vời để nhìn xuyên qua đá và chụp ảnh các hóa thạch bên trong.

Một vài tuần trước, chúng tôi đã đi đến Grenoble để bắt đầu giai đoạn đầu tiên của bộ sưu tập dữ liệu. Cẩn thận đóng gói ổ 6 quả trứng nguyên gốc trong một hộp có đệm, chúng tôi dàn xếp với các viên chức hải quan tò mò và làm ngạc nhiên nhân viên hàng không ít để ý để có được suốt bảy ngày đêm làm việc chụp hàng nghìn bức ảnh quét X-ray.

Xử lý bộ dữ liệu cực lớn này (hơn 1.000 GB) sẽ mất nhiều tháng làm việc với thiết bị kỹ thuật tinh xảo của Phòng Thí nghiệm ảo Cổ sinh vật học của Đại học Witwatersrand. Những kết quả sơ bộ cho thấy nhiều hứa hẹn. Ổ trứng ấp 200 triệu năm trước đây, được nghiên cứu hơn 40 năm qua nhiều châu lục, khám phá nổi tiếng của Kitching vẫn mang lại lợi ích cho khoa học.

Tác giả bài viết là Jonah Choiniere, một nhà nghiên cứu cấp cao về Cổ sinh vật học Khủng long tại Đại học Witwatersrand. Bài viết ban đầu được đăng tại The Conversation.

Thanh Phong, dịch từ The Epoch Times