Phát hiện thú vị về loài chim trong thời kỳ đầu tiến hóa từ khủng long

Những phát hiện mới từ việc phân tích bộ xương hóa thạch 120 triệu năm tuổi của loài chim đã tuyệt chủng Jeholornis đưa ra bằng chứng sớm nhất về loài chim ăn lá. Bộ xương hóa thạch được khai quật từ vùng đông bắc Trung Quốc đã đánh dấu sự tiến hóa sớm nhất được biết đến của loài chim ăn thực vật trên cây.

Loài Jeholornis có kích thước bằng một con gà lôi, một thành viên của dòng chim nguyên thủy. Loài Jeholornis có răng và một cái đuôi dài xương xẩu giống như họ hàng khủng long lông vũ săn mồi. Tuy nhiên, phân tích bằng kính hiển vi về tàn tích hóa thạch trong dạ dày của loài chim thời kỳ đầu sống trên cây này, đã chứng minh rằng Jeholornis không phải là động vật ăn thịt. Jeholornis đã ăn lá cây của một nhóm thực vật có hoa được gọi là mộc lan, như cây quế.

Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Viện Cổ sinh vật có xương sống và cổ sinh vật học (IVPP) của Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc thực hiện. Kết quả vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications vào ngày 28.7.

Ngày nay, mối quan hệ chặt chẽ giữa chim và thực vật có hoa (thực vật hạt kín) là phổ biến. Trong mối quan hệ cộng sinh này, các loài chim thụ phấn cho hoa của thực vật hạt kín, ăn quả và phát tán hạt của chúng. Tuy nhiên, hồ sơ hóa thạch lại không cung cấp nhiều bằng chứng về nguồn gốc tiến hóa của mối quan hệ sinh thái chặt chẽ này.

Sự hiện diện của đá mề (gastrolith - được sử dụng để nghiền các bộ phận của thực vật trong quá trình tiêu hóa ở vùng dạ dày) của bộ xương hóa thạch cho phép các nhà cổ sinh vật học xác định rằng chế độ ăn của một số loài chim thời kỳ đầu gồm cả thực vật. Bằng chứng trực tiếp hơn về thực vật trong chế độ ăn của các dòng chim thời kỳ đầu đến từ các bộ xương hóa thạch khác của Jeholornis với trái cây và hạt hóa thạch được bảo quản trong hệ thống tiêu hóa của chúng.

Tiến sĩ Li Zhiheng từ IVPP cho biết: “Các hóa thạch từ quần thể sinh vật Jehol ở Trung Quốc cho chúng ta thấy rằng ngay trong giai đoạn đầu quá trình tiến hóa của loài chim, chúng đã chuyển từ hành vi săn mồi sang sử dụng đôi cánh để bay vào cây để có thể ăn quả, hạt và lá của cây giống như rất nhiều loài ngày nay”.

Để hiểu rõ hơn về chế độ ăn của chim thời kỳ đầu, nhóm các nhà khoa học quốc tế này đã tìm kiếm dấu tích thực vật hóa thạch siêu nhỏ trong phần còn lại của dạ dày bên trong bộ xương chim cổ đại. Đây là một phương pháp chưa từng được thử trước đây. Mục đích của họ là tìm kiếm phytolith, là những cấu trúc vi mô cứng được làm từ silica opaline (silicon dioxide) do thực vật tạo ra bên trong và giữa các tế bào của chúng.

Các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu khu vực xung quanh dạ dày hóa thạch để cố gắng tìm tàn tích phytolith của thực vật. Họ đã thu thập được hàng trăm phytolith sau khi xử lý các mẫu nhỏ bằng axit và các hóa chất khác để loại bỏ gần như mọi thứ không phải là phytolith.

Tiến sĩ Wu Yan từ IVPP, thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Sau khi so sánh với hơn 4.000 loại phytolith hiện đại, chúng ta có thể thấy rằng hầu hết các phytolith hóa thạch từ dạ dày đều đến từ lá của loài cây mộc lan. Các mẫu tương tự của đá xung quanh bộ xương chim hóa thạch không tạo ra dấu tích phytolith nào, giúp xác nhận rằng các phytolith được phục hồi đại diện cho một phần chế độ ăn của chim.

Để hỗ trợ thêm cho giả thuyết về việc ăn lá ở loài chim sơ khai này, các nhà cổ sinh vật học cũng so sánh hàm dưới của loài chim này với các loài chim hiện đại với nhiều chế độ ăn khác nhau. Tiến sĩ Hu Han từ Đại học Oxford cho biết: “Một phân tích thống kê chi tiết hơn về hình dạng 3 chiều của hàm dưới của Jeholornis cho thấy có hình dạng tương đồng với các loài chim chủ yếu ăn thực vật hiện giờ như loài hoatzin từ vùng rừng nhiệt đới ở Nam Mỹ”.

Thực vật có hoa là chìa khóa cho sự đa dạng của thế giới chim hiện đại vì nhiều loài sử dụng mật hoa và các bộ phận khác nhau của thực vật để cung cấp năng lượng cho việc bay di chuyển và kiếm mồi, đồng thời nhiều màu lông sáng của các loài chim cũng đến từ việc ăn thực vật.

Tiến sĩ Thomas Stidham từ IVPP, thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Chúng ta có thể thấy gì từ loài chim sống trên cây, ăn chay, đã tuyệt chủng này? Quá trình tiến hóa của loài chim liên quan đến thực vật có hoa trong hơn 100 triệu năm với chế độ ăn trái cây, hạt và thậm chí cả lá cây… bắt đầu từ khi chúng vẫn còn răng và chiếc đuôi khủng long dài”.