Tin tức Vũ trụ TV

Nghiên cứu làm sáng tỏ sự tiến hóa của khủng long sớm nhất

Ngày:
Th7 30, 2020
Tóm lược:

Bằng chứng địa chất cho thấy các nhóm khủng long được biết đến sớm chuyển hướng, hỗ trợ cây gia đình khủng long truyền thống.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Cây gia đình khủng long cổ điển có hai phân khu của khủng long sơ khai ở gốc: khủng long Ornithischian, hoặc khủng long hông chim, và Saurischian, hoặc khủng long hông thằn lằn. Trong bức ảnh minh họa này, một bản vẽ của loài Ornithiscian có hình con chim được bao quanh bởi hóa thạch của Pisanosaurus, một con khủng long hai chân nhỏ có hóa thạch đã được phân tích trong một nghiên cứu mới.Hình ảnh: Hình ảnh xương lịch sự của các nhà nghiên cứu. Chỉnh sửa bởi MIT News.
Cây gia đình khủng long cổ điển có hai phân khu của khủng long sơ khai ở gốc: khủng long Ornithischian, hoặc khủng long hông chim, và Saurischian, hoặc khủng long hông thằn lằn. Trong bức ảnh minh họa này, một bản vẽ của loài Ornithiscian có hình con chim được bao quanh bởi hóa thạch của Pisanosaurus, một con khủng long hai chân nhỏ có hóa thạch đã được phân tích trong một nghiên cứu mới.
Hình ảnh: Hình ảnh xương lịch sự của các nhà nghiên cứu. Chỉnh sửa bởi MIT News.

Cây gia đình khủng long cổ điển có hai phân khu của khủng long sơ khai ở gốc: Ornithischians, hay khủng long hông chim, bao gồm Triceratops và Stegosaurus sau này; và Saurischian, hoặc khủng long hông thằn lằn như Brontosaurus và Tyrannosaurus.

Tuy nhiên vào năm 2017, quan điểm cổ điển về sự tiến hóa của khủng long đã bị đặt câu hỏi với bằng chứng rằng có lẽ loài khủng long hông thằn lằn đã tiến hóa đầu tiên – một phát hiện sắp xếp lại đáng kể các nhánh chính đầu tiên của cây gia đình khủng long.

Giờ đây, một nhà địa lý học MIT cùng với các nhà cổ sinh vật học từ Argentina và Brazil, đã tìm thấy bằng chứng ủng hộ quan điểm cổ điển về sự tiến hóa của khủng long. Phát hiện của nhóm được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Khoa học báo cáo (Scientific Reports).

Nhóm nghiên cứu đã tái phân tích hóa thạch của Pisanosaurus, một loài khủng long hai chân nhỏ được cho là loài Ornithiscian được bảo tồn sớm nhất trong hồ sơ hóa thạch. Các nhà nghiên cứu xác định rằng động vật ăn cỏ hông chim có từ 229 triệu năm trước, cũng là khoảng thời gian mà loài Saurischian thằn lằn đầu tiên được cho là đã xuất hiện.

Thời điểm mới cho thấy rằng Ornithiscian và Saurischian lần đầu tiên xuất hiện và chuyển hướng từ một tổ tiên chung gần như cùng lúc, hỗ trợ cho quan điểm cổ điển về sự tiến hóa của khủng long.

Các nhà nghiên cứu cũng xác định niên đại các khối đá từ hệ tầng Ischigualasto, một đơn vị đá trầm tích nhiều lớp ở Argentina, nơi được biết đến là nơi bảo tồn rất nhiều hóa thạch của loài khủng long đầu tiên. Dựa trên những hóa thạch này và những thứ khác trên khắp Nam Mỹ, các nhà khoa học tin rằng khủng long lần đầu tiên xuất hiện ở lục địa phía nam, vào thời điểm đó được hợp nhất với siêu lục địa Pangea. Những con khủng long đầu tiên sau đó được cho là đã chuyển hướng và bay ra khắp thế giới.

Tuy nhiên trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã xác định rằng thời kỳ hình thành Ischigualasto được đặt chồng lên nhau với thời gian của một mỏ địa chất quan trọng khác ở Bắc Mỹ, được gọi là hệ tầng Chinle.

Đội ngũ các nhà nghiên cứu đến từ Argentina, Brazil và Hoa Kỳ, tại thị trấn Villa Unión, tỉnh La Rioja, ArgentinaẢnh của các nhà nghiên cứu
Đội ngũ các nhà nghiên cứu đến từ Argentina, Brazil và Hoa Kỳ, tại thị trấn Villa Unión, tỉnh La Rioja, Argentina
Ảnh của các nhà nghiên cứu

Các lớp giữa của hệ tầng Chinle ở phía tây nam nước Mỹ chứa các hóa thạch của các loài động vật khác nhau, bao gồm cả khủng long dường như tiến hóa hơn so với các loài khủng long sớm nhất. Các lớp dưới cùng của sự hình thành này không có bằng chứng hóa thạch động vật dưới bất kỳ hình thức nào, chứ đừng nói đến khủng long sớm. Điều này cho thấy rằng các điều kiện trong cửa sổ địa chất này đã ngăn cản việc bảo tồn bất kỳ dạng sống nào, kể cả khủng long thời kỳ đầu, nếu chúng đi bộ ở khu vực đặc biệt này trên thế giới.

Jahandar Ramezani, nhà khoa học nghiên cứu thuộc Khoa học khí quyển và hành tinh, người đồng tác giả nghiên cứu từ Bộ Trái đất của MIT nói: “Nếu các thành tạo Chinle và Ischigualasto trùng nhau về thời gian thì khủng long sơ khai có thể không tiến hóa đầu tiên ở Nam Mỹ, nhưng cũng có thể đã đi lang thang ở Bắc Mỹ cùng thời gian. Những người anh em họ phía bắc của chúng có thể không được bảo tồn.”

Các nhà nghiên cứu khác trong nghiên cứu là tác giả đầu tiên Julia Desojo từ Bảo tàng Đại học Quốc gia La Plata và một nhóm các nhà cổ sinh vật học từ các tổ chức trên khắp Argentina và Brazil.

Các nhà cổ sinh vật bọc các mảnh xương hóa thạch trong áo khoác thạch cao trước khi vận chuyển đến phòng thí nghiệm để chuẩn bị và nghiên cứu chi tiết
Các nhà cổ sinh vật bọc các mảnh xương hóa thạch trong áo khoác thạch cao trước khi vận chuyển đến phòng thí nghiệm để chuẩn bị và nghiên cứu chi tiết

“Theo bước chân”

Hóa thạch khủng long sớm nhất được tìm thấy trong hệ tầng Ischigualasto tập trung trong khu vực hiện là một công viên tỉnh được bảo vệ có tên là “Thung lũng mặt trăng” ở tỉnh San Juan. Sự hình thành địa chất cũng mở rộng ra ngoài công viên, mặc dù có ít hóa thạch của khủng long thời kỳ đầu. Thay vào đó, Ramezani và các đồng nghiệp của mình tìm cách nghiên cứu một trong những khối đá có thể tiếp cận được của cùng một tảng đá, bên ngoài công viên.

Họ tập trung vào Hoyada del Cerro Las Lajas, một khu vực ít được nghiên cứu về hệ tầng Ischigualasto, ở tỉnh La Rioja, một nhóm các nhà cổ sinh vật học khác đã khám phá vào những năm 1960.

Desojo chia sẻ: “Nhóm của chúng tôi đã nắm trong tay một số ghi chú hiện trường và khai quật hóa thạch từ những nhà cổ sinh vật học đầu tiên này và nghĩ rằng chúng ta nên theo bước chân của họ để xem những gì chúng ta có thể học được”.

Trải qua bốn cuộc thám hiểm từ 2013 đến 2019, nhóm nghiên cứu đã thu thập hóa thạch và đá từ nhiều tầng khác nhau của Las Lajas, bao gồm hơn 100 mẫu hóa thạch mới, mặc dù không có hóa thạch nào trong số đó là khủng long. Tuy nhiên, họ đã phân tích các hóa thạch và thấy chúng tương đương nhau, ở cả hai loài và tuổi tương đối, với các hóa thạch không độc hại được tìm thấy trong khu vực công viên của cùng một hệ tầng Ischigualasto. Họ cũng phát hiện ra rằng hệ tầng Ischigualasto ở Las Lajas dày hơn và hoàn thiện hơn đáng kể so với các thác nước trong công viên. Điều này khiến họ tự tin rằng các lớp địa chất ở cả hai địa điểm đã được lắng đọng trong cùng khoảng thời gian quan trọng.

Ramezani sau đó đã phân tích các mẫu tro núi lửa được thu thập từ một số lớp của các thác nước Las Lajas. Tro núi lửa chứa zircon, một khoáng chất mà ông tách ra khỏi phần còn lại của trầm tích và được đo bằng các đồng vị của urani và chì, các tỷ lệ tạo ra tuổi của khoáng chất.

Các tinh thể siêu nhỏ của zircon khoáng chất chứa urani được tách ra khỏi các mẫu đá và được phân tích bằng kỹ thuật đồng vị U-Pb tại Phòng thí nghiệm đồng vị MIT. Các zona này mang lại tuổi chính xác là 221,82 ± 0,10 Ma cho hệ tầng Ischigualasto trên.
Các tinh thể siêu nhỏ của zircon khoáng chất chứa urani được tách ra khỏi các mẫu đá và được phân tích bằng kỹ thuật đồng vị U-Pb tại Phòng thí nghiệm đồng vị MIT. Các zona này mang lại tuổi chính xác là 221,82 ± 0,10 Ma cho hệ tầng Ischigualasto trên.

Với kỹ thuật có độ chính xác cao này, Ramezani đã xác định các mẫu từ đỉnh và đáy của lộ, và thấy rằng các lớp trầm tích, và bất kỳ hóa thạch nào được bảo tồn trong chúng, đã được gửi từ 230 triệu đến 221 triệu năm trước. Vì nhóm nghiên cứu xác định rằng các lớp đá xếp lớp ở Las Lajas và công viên phù hợp với cả hai loài và thời gian tương đối, giờ đây chúng cũng có thể xác định tuổi chính xác của các thác nước giàu hóa thạch của công viên.

Hơn nữa, “cửa sổ” này trùng lặp đáng kể với khoảng thời gian mà trầm tích được lắng đọng, hàng ngàn km về phía bắc, trong hệ tầng Chinle.

“Trong nhiều năm, mọi người nghĩ rằng sự hình thành Chinle và Ischigualasto không trùng lặp, và dựa trên giả định đó, họ đã phát triển một mô hình tiến hóa diachronous, nghĩa là khủng long sớm nhất xuất hiện ở Nam Mỹ trước tiên, sau đó lan ra các khu vực khác trên thế giới bao gồm cả Bắc Mỹ, “Ramezani nói. “Hiện tại chúng tôi đã nghiên cứu rộng rãi cả hai thành tạo, và chỉ ra rằng tiến hóa diachronous không thực sự dựa trên địa chất âm thanh.”

Một cây gia đình được bảo tồn

Nhiều thập kỷ trước khi Ramezani và các đồng nghiệp của mình lên đường tới Las Lajas, các nhà cổ sinh vật học khác đã khám phá khu vực và khai quật vô số hóa thạch, bao gồm cả tàn dư của Pisanosaurus mertii, một loài động vật ăn cỏ nhỏ, được bảo tồn nhẹ. Các hóa thạch hiện đang được bảo tồn trong một bảo tàng Argentina và các nhà khoa học đã qua lại về việc liệu đó có phải là một con khủng long thực sự thuộc nhóm Ornithiscian hay “khủng long cơ bản” – một loại khủng long tiền kỳ với các đặc điểm gần như , nhưng không hoàn toàn đầy đủ với khủng long.

Những con khủng long mà chúng ta nhìn thấy trong kỷ Jura và kỷ Phấn trắng rất tiến hóa, và những con mà chúng ta có thể xác định một cách độc đáo nhưng vào cuối Triassic, tất cả chúng trông rất giống nhau, vì vậy rất khó để phân biệt chúng với nhau và với khủng long cơ bản.

Cộng tác viên Max Langer của ông từ Đại học São Paulo ở Brazil đã miệt mài tái lập hóa thạch Pisanosaurus được bảo tồn tại bảo tàng và kết luận, dựa trên một số đặc điểm giải phẫu quan trọng, rằng nó thực sự là một con khủng long – và hơn thế nữa, nó được bảo tồn sớm nhất Mẫu vật Ornithiscian. Dựa trên việc hẹn hò của Ramezani về sự thoát ra ngoài và sự giải thích của Pisanosaurus, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng loài khủng long đầu chim xuất hiện sớm nhất vào khoảng 229 triệu năm trước – cùng thời điểm với các đối tác của loài thằn lằn.

Quang cảnh thực địa của hệ tầng Ischigualasto giàu hóa thạch (tiền cảnh) với dãy núi Sierra de Famatina ở đường chân trời
Quang cảnh thực địa của hệ tầng Ischigualasto giàu hóa thạch (tiền cảnh) với dãy núi Sierra de Famatina ở đường chân trời

Ramezani kết luận: “Bây giờ chúng ta có thể nói rằng loài Ornithiscian sớm nhất xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch vào khoảng cùng thời gian với người Saurisch, vì vậy chúng ta không nên vứt bỏ cây gia đình thông thường. Có tất cả những cuộc tranh luận về việc khủng long xuất hiện ở đâu, chúng đa dạng như thế nào, cây gia đình trông như thế nào. Rất nhiều câu hỏi được gắn với địa lý học, vì vậy chúng tôi cần những hạn chế độ tuổi thực sự tốt, mạnh mẽ để giúp trả lời những câu hỏi này.”

Nghiên cứu này chủ yếu được tài trợ bởi Hội đồng nghiên cứu khoa học và kỹ thuật quốc gia (Argentina) và Quỹ hỗ trợ nghiên cứu nhà nước São Paulo (Brazil). Nghiên cứu đồng bộ địa lý tại Phòng thí nghiệm đồng vị MIT đã được hỗ trợ một phần bởi Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Viện Công nghệ Massachusetts . Bản gốc được viết bởi Jennifer Chu. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Julia B. Desojo, Lucas E. Fiorelli, Martín D. Ezcurra, Agustín G. Martinelli, Jahandar Ramezani, Átila. NHƯ Da Rosa, M. Belén von Baczko, M. Jimena Trotteyn, Felipe C. Montefeltro, Miguel Ezpeleta, Max C. Langer. Hệ tầng Ischigualasto Triassic muộn tại Cerro Las Lajas (La Rioja, Argentina): tetrapods hóa thạch, đồng hồ bấm giờ độ phân giải cao và tương quan động vật . Báo cáo khoa học , 2020; 10 (1) DOI: 10.1038 / s41598-020-67854-1

Bài viết liên quan

Bài viết mới