Theo một nghiên cứu mới, việc sinh sản và tăng trưởng chậm ở loài chim khổng lồ Úc có thể đã góp phần khiến chúng tuyệt chủng
Càng chậm lớn thì càng dễ tuyệt chủng
Ngày nay, loài chim không biết bay lớn nhất trên thế giới là đà điểu. Nó cao khoảng 2,7 mét và có thể nặng tới 150kg. Nhưng hàng triệu năm trước, đà điểu sẽ phải “lép vế” trước một số loài chim không biết bay khác.
Dromornithidae, thường được gọi là mihirung, chim sấm hay vịt quỷ, là một nhánh các loài chim Úc lớn không biết bay sống từ thế Oligocen đến thế Pleistocen. Tất cả hiện đã tuyệt chủng.
Loài lớn nhất trong số đó là Dromornis stirtoni, sống vào cuối thế Miocene của Úc, khoảng 8 triệu năm trước. Một loài khác, Vorombe titan, sống vào giai đoạn sau đó ở Madagascar, ngoài khơi bờ biển phía nam châu Phi. Chúng được cho là đã tuyệt chủng vào thế kỷ 17 sau khi con người đến những khu vực này. Các phát hiện hóa thạch cho thấy cả hai loài đều cao khoảng 3 mét và nặng hơn gấp đôi so với đà điểu.
Ngày nay, tất cả những gì còn lại của những loài chim này là xương hóa thạch của chúng và, trong trường hợp của Vorombe titan, một số quả trứng. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học không biết nhiều về đặc điểm sinh học của các loài chim; chẳng hạn như sự khác biệt về mặt thể chất giữa Dromornis stirtoni đực và cái cho đến hiện tại vẫn chưa rõ ràng.
Gần đây, GS Anusuya Chinsamy-Turan (Khoa Khoa học Sinh học, ĐH Cape Town) đã cùng các đồng nghiệp của mình là Trevor Worthy và Warren Handley từ Đại học Flinders của Úc, xem xét cấu trúc hiển vi của xương Dromornis stirtoni. Việc này giúp xác định sự khác biệt về kích thước giữa con đực và con cái. Sau đó, họ sẽ đánh giá những con chim khổng lồ phát triển với tốc độ như thế nào và so sánh chúng với những con khác, cũng như những “hậu duệ” của nó.
Chúng tôi phát hiện ra rằng Dromornis stirtoni phát triển chậm hơn nhiều so với loài Genyornis newtoni; và Genyornis newtoni lại phát triển chậm hơn nhiều so với loài đà điểu emu cùng sống trong khoảng 40.000 năm trước và vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay. Tốc độ sinh trưởng chậm khiến Dromornis stirtoni dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi khí hậu.
Đây là một phát hiện quan trọng trong bối cảnh môi trường bị suy thoái do biến đổi khí hậu gây ra hiện nay: rõ ràng là các loài động vật chậm lớn sẽ dễ bị tuyệt chủng nhất.
Phân tích cấu trúc xương
Trước đó, GS Anusuya Chinsamy-Turan đã tiến hành một số công trình về mô học xương (bone histology) và mô hình tăng trưởng của một số loài đã tuyệt chủng. Chúng bao gồm các loài aepyornithids (chim voi) – chẳng hạn như Vorombe titan, loài chim to lớn đặc hữu ở Madagascar – và một số loài chim Đại Trung Sinh, cũng như họ hàng khủng long của chúng.
Mặc dù những hóa thạch này đã tồn tại hàng triệu năm, nhưng cấu trúc hiển vi của xương (mô học) vẫn được bảo tồn nguyên vẹn và cung cấp cho chúng ta cái nhìn độc đáo về quá trình sinh trưởng của loài vật khi còn sống. Ở một số loài động vật, các vòng sinh trưởng (như vòng cây) xuất hiện và cho chúng ta biết tuổi của con vật cũng như thông tin về sức khỏe của nó.
Giáo sư Trevor Worthy thuộc Đại học Flinders so sánh xương chân của Dromornis cổ đại và xương của đà điểu emu thời hiện đại. Ảnh: Đại học Flinders.
Bằng cách áp dụng hình thái học hình học (geometric morphology) lên xương của Dromornis stirtoni, nhóm nghiên cứu có thể xác định rằng con cái có khối lượng cơ thể trung bình khoảng 441kg trong khi con đực nặng trung bình 528kg.
Tiếp theo, họ muốn tìm hiểu tốc độ tăng trưởng của loài. Để làm được điều đó, nhóm đã nghiên cứu cấu trúc hiển vi của xương dài của những con non nhỏ, con chưa trưởng thành và con trưởng thành.
GS Anusuya Chinsamy-Turan phát hiện ra rằng những cá thể non đã trải qua quá trình tăng trưởng nhanh chóng nhưng kế sau đó là một giai đoạn tăng trưởng bị kìm hãm. Chúng có ít nhất 15 điểm tăng trưởng, cho thấy rằng chúng cần ít nhất 15 chu kỳ tăng trưởng (năm) để đạt kích thước cơ thể trưởng thành.
Giống như ở chuột túi hiện đại, các giai đoạn ngừng tăng trưởng rất có thể tương ứng với những tháng mùa hè khô nóng – thời điểm các loài chim bị căng thẳng nhiệt và cần dồn năng lượng để đối phó với tình trạng đó thay vì tăng trưởng.
Mô hình tăng trưởng
Đây là một phát hiện thú vị, nhưng nhóm nghiên cứu nhận ra rằng nghiên cứu sẽ giá trị hơn nếu họ có thể so sánh nó với các mô hình tăng trưởng ở các loài tương tự và ở các loài còn tồn tại – chưa bị tuyệt chủng.
Vì vậy, “chúng tôi đã xem xét vi cấu trúc xương của loài sống gần đây nhất thuộc dòng chim sấm – một loài chim không biết bay khổng lồ khác có tên là Genyornis newtoni. Nó chỉ mới tuyệt chủng khoảng 40.000 năm trước”, GS Chinsamy-Turan cho hay.
Kết quả cho thấy Genyornis, cao khoảng 2,5 mét và nặng khoảng 240kg, lớn nhanh hơn nhiều so với Dromornis. Nó đạt kích thước cơ thể trưởng thành trung bình trong khoảng một đến hai năm, mặc dù đôi khi nó cần tới bốn năm.
Nhóm nghiên cứu đề xuất rằng quỹ đạo tăng trưởng nhanh có thể đã giúp Genyornis thích nghi với thời kỳ bất ổn, hỗn loạn trong kỷ Pleistocene (từ khoảng 2,5 triệu năm trước đến khoảng 12.000 năm trước), khi Úc ngày càng khô cằn. Thay vì mất quá nhiều thời gian để lớn, chúng có thể đạt kích thước trưởng thành nhanh hơn và sinh sản sớm hơn.
Nhưng quỹ đạo tăng trưởng tương đối nhanh này không đủ để bảo vệ Genyornis khỏi một mối đe dọa khác: con người. Con người đã đến lục địa Úc khoảng 55.000 năm trước. Đến khoảng 49.000 năm trước, chúng ta đã đến Dãy núi Flinders, nhìn ra Hồ Callabonna, nơi ta sẽ “chạm trán” với cả Genyornis và đà điểu emu.
Đà điểu emu nhỏ hơn khoảng sáu lần so với Genyornis và có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn mà không có bất kỳ sự gián đoạn nào trong quá trình tăng trưởng của chúng. Ngoài ra, chúng còn đẻ nhiều trứng hơn trong mỗi mùa sinh sản. Có nhiều bằng chứng chắc chắn cho thấy người bản địa đã thu thập và ăn trứng Genyornis. Genyornis đã không thể đẻ trứng kịp và con của chúng cũng không phát triển đủ nhanh để theo kịp áp lực này; cuối cùng chúng đã bị tuyệt chủng vào khoảng 40.000 năm trước.
Trong khi đó, đà điểu emu, tất nhiên, vẫn tồn tại. “Chúng tôi cho rằng chiến lược sinh sản và tăng trưởng nhanh chóng của đà điểu emu đã cho phép chúng phục hồi số lượng với tốc độ nhanh hơn sau thời gian khó khăn, nhờ đó chúng tồn tại cho đến ngày nay”, giáo sư kết luận.
Hoàng Nhi tổng hợp
Nguồn:
Putting the bones of giant, extinct ‘thunderbirds’ under the microscope reveals how they grew
