Có thể khó tưởng tượng, nhưng ngày xửa ngày xưa, khủng long không thống trị thế giới của chúng. Khi chúng mới bắt nguồn, chúng chỉ là những động vật ăn thịt nhỏ, hai chân bị lu mờ bởi một loạt các loài bò sát khác.

Làm thế nào mà họ đến để cai trị?

Các đồng nghiệp của tôi và tôi gần đây đã nghiên cứu xương hóa thạch của những con khủng long được biết đến sớm nhất và các đối thủ không phải khủng long của chúng để so sánh tốc độ tăng trưởng của chúng. Chúng tôi muốn tìm hiểu xem những con khủng long đầu tiên có đặc biệt theo cách chúng phát triển hay không – và liệu điều này có thể giúp chúng có chỗ đứng trong thế giới thay đổi nhanh chóng của chúng hay không.

Trước khủng long – Cái chết vĩ đại

Sự sống trên Trái đất đã phát triển mạnh mẽ cách đây 250 triệu năm. Khủng long vẫn chưa tiến hóa. Thay vào đó, động vật lưỡng cư khổng lồ và bò sát lưng buồm được gọi là therapsids phát triển mạnh.

Nhưng trong nháy mắt thời gian địa chất, trong khoảng thời gian khoảng 60.000 năm, các nhà khoa học ước tính 95% tất cả các sinh vật sống đã tuyệt chủng. Được gọi là sự tuyệt chủng Permi hoặc Great Dying, nó là sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lớn nhất trong năm sự kiện tuyệt chủng hàng loạt được biết đến trên Trái đất.

Hầu hết các nhà khoa học đồng ý rằng sự chết gần như hoàn toàn này là do hoạt động núi lửa rộng lớn ở Siberia ngày nay, bao phủ hàng triệu dặm vuông với dung nham. Kết quả là các khí độc hại và nhiệt kết hợp để đẩy nhiệt độ toàn cầu lên đáng kể, cuối cùng dẫn đến axit hóa đại dương, mất oxy trong nước biển và sự sụp đổ hệ sinh thái sâu sắc, cả trên đất liền và trong đại dương.

Chỉ có một vài người may mắn sống sót vượt qua.

Những người sống sót và con cháu của họ

Trong khoảng trống sinh thái sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt, trên sân khấu Trái đất chữa bệnh, tổ tiên của khủng long lần đầu tiên tiến hóa – cùng với tổ tiên của ếch, kỳ nhông, thằn lằn, rùa và động vật có vú ngày nay. Đó là buổi bình minh của kỷ Trias, kéo dài từ 252 triệu năm trước đến 201 triệu năm trước.

Nói chung, những sinh vật sống sót sau Great Dying không đặc biệt đáng chú ý. Một nhóm động vật, được gọi là Archosauria, bắt đầu với các kế hoạch cơ thể tương đối nhỏ và đơn giản. Chúng là những người ăn linh hoạt và có thể sống trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Archosaurs cuối cùng chia thành hai bộ lạc – một nhóm bao gồm cá sấu hiện đại và họ hàng cổ xưa của chúng và nhóm thứ hai bao gồm các loài chim hiện đại, cùng với tổ tiên khủng long của chúng.

Nhóm thứ hai này đi bằng ngón chân và có cơ bắp chân to. Họ cũng có thêm các kết nối giữa xương lưng và xương hông cho phép họ di chuyển hiệu quả trong thế giới mới.

Thay vì cạnh tranh trực tiếp với các loài archosaur khác, có vẻ như nhóm tổ tiên khủng long này đã khai thác các hốc sinh thái khác nhau – có thể bằng cách ăn các loại thực phẩm khác nhau hoặc sống ở các khu vực địa lý hơi khác nhau. Nhưng ban đầu, những con archosaur giống khủng long ít đa dạng hơn nhiều so với tổ tiên cá sấu mà chúng sống cùng.

Dần dần, dòng dõi khủng long tiếp tục tiến hóa. Phải mất hàng chục triệu năm trước khi khủng long trở nên phong phú đủ để bộ xương của chúng xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch.

Hóa thạch khủng long lâu đời nhất được biết đến đến từ một khu vực ở Argentina hiện được gọi là Công viên tỉnh Ischigualasto. Đá ở đó có niên đại khoảng 230 triệu năm trước.

Khủng long Ischigualasto bao gồm cả ba nhóm khủng long: khủng long chân thú ăn thịt, tổ tiên của sauropod khổng lồ và ornithischia ăn thực vật. Chúng bao gồm Herrerasaurus, Sanjuansaurus, Eodromaeus, Eoraptor, Chromogisaurus, Panphagia và Pisanosaurus.

Những con khủng long đầu tiên này chỉ đại diện cho một phần nhỏ động vật được tìm thấy từ khoảng thời gian đó. Trong thế giới cổ đại này, những con archosaur giống cá sấu đứng đầu. Chúng có một loạt các hình dạng cơ thể, kích cỡ và lối sống, dễ dàng vượt qua những con khủng long đầu tiên trong cuộc đua đa dạng.

Mãi cho đến gần cuối kỷ Trias, khi một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt khác do núi lửa gây ra xảy ra, khủng long mới có được cơ hội may mắn.

Sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Trias đã giết chết 75% sự sống trên Trái đất. Nó đã tàn sát các archosaurs giống cá sấu nhưng để lại những con khủng long đầu tiên tương đối nguyên vẹn, mở đường cho sự thống trị của chúng.

Chẳng bao lâu sau, khủng long đã đi từ đại diện cho ít hơn 5% động vật trên Trái đất đến chiếm hơn 90%.

Xương kể câu chuyện về sự tăng trưởng

Các cộng tác viên của tôi từ Đại học Nacional de San Juan, Argentina và tôi tự hỏi liệu sự trỗi dậy của khủng long có thể được củng cố, một phần, bởi tốc độ phát triển của chúng hay không. Chúng ta biết, thông qua nghiên cứu bằng kính hiển vi về xương hóa thạch, những con khủng long sau này có tốc độ tăng trưởng nhanh – nhanh hơn nhiều so với các loài bò sát hiện đại. Nhưng chúng tôi không biết liệu điều đó có đúng với những con khủng long đầu tiên hay không.

Chúng tôi quyết định kiểm tra các mẫu vi mô được bảo quản trong xương đùi từ năm loài khủng long được biết đến sớm nhất và so sánh chúng với sáu loài bò sát không phải khủng long và một họ hàng sớm của động vật có vú. Tất cả các hóa thạch chúng tôi nghiên cứu đến từ khoảng thời gian 2 triệu năm trong Hệ tầng Ischigualasto của Argentina.

Xương là một kho lưu trữ lịch sử tăng trưởng bởi vì, ngay cả trong hóa thạch, chúng ta có thể thấy những khoảng trống nơi các mạch máu và tế bào đục lỗ mô khoáng hóa. Khi chúng ta nhìn vào các tính năng này dưới kính hiển vi, chúng ta có thể thấy chúng được tổ chức như thế nào. Sự tăng trưởng càng chậm xảy ra, các tính năng vi mô có tổ chức sẽ càng nhiều. Với sự tăng trưởng nhanh hơn, các tính năng vi mô của xương càng vô tổ chức.

Chúng tôi phát hiện ra những con khủng long đầu tiên phát triển liên tục, không dừng lại cho đến khi chúng đạt đến kích thước đầy đủ. Và họ thực sự đã có tốc độ tăng trưởng cao, ngang bằng và, đôi khi, thậm chí còn nhanh hơn so với con cháu của họ. Nhưng nhiều người đương thời không phải khủng long của họ cũng vậy. Có vẻ như hầu hết các loài động vật sống trong hệ sinh thái Ischigualasto đều phát triển nhanh chóng, với tốc độ giống với động vật có vú và chim sống hơn là động vật bò sát sống.

Dữ liệu của chúng tôi cho phép chúng tôi thấy sự khác biệt tinh tế giữa các động vật có liên quan chặt chẽ và những động vật chiếm các hốc sinh thái tương tự. Nhưng trên hết, dữ liệu của chúng tôi cho thấy tăng trưởng nhanh là một chiến lược sinh tồn tuyệt vời sau hậu quả của sự hủy diệt hàng loạt.

Các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác điều gì đã khiến khủng long và tổ tiên cổ đại của chúng có thể sống sót qua hai trong số những cuộc tuyệt chủng rộng lớn nhất mà Trái đất từng trải qua. Chúng tôi vẫn đang nghiên cứu khoảng thời gian quan trọng này, xem xét các chi tiết như chân và cơ thể được xây dựng để vận động hiệu quả, thẳng đứng, những thay đổi tiềm năng trong cách những con khủng long đầu tiên có thể thở và cách chúng lớn lên. Chúng tôi nghĩ rằng có lẽ tất cả những yếu tố này, kết hợp với may mắn, cuối cùng đã cho phép khủng long trỗi dậy và cai trị.

Theo: Growing quickly helped the earliest dinosaurs and other ancient reptiles flourish in the aftermath of mass extinction (theconversation.com)