Phát hiện dấu vết máu trong hóa thạch khủng long 115 triệu năm tuổi

Nghiên cứu được công bố mới đây trên tạp chí Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ (PNAS), do nhóm chuyên gia thuộc Đại học Curtin, Australia, dẫn đầu. Bằng việc kết hợp kỹ thuật hiển vi hiện đại với phân tích hóa học, các nhà khoa học đã phát hiện những cấu trúc siêu nhỏ giống hồng cầu cùng dấu vết của heme - thành phần quan trọng trong hemoglobin, protein giúp vận chuyển oxy trong máu. Đáng chú ý, đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu báo cáo phát hiện dấu hiệu hóa học của heme ngay tại vị trí những cấu trúc nghi là hồng cầu trong hóa thạch khủng long. Tuy nhiên, giới khoa học vẫn chưa thống nhất liệu những cấu trúc này có thực sự là tế bào máu được bảo tồn hay không.

Cụ thể, mẫu hóa thạch được nghiên cứu thuộc về loài khủng long ăn thịt Aratasaurus museunacionali, sống vào đầu kỷ Phấn trắng, cách đây khoảng 115 triệu năm. Phần xương chân sau của cá thể này được khai quật năm 2008 tại khu vực Mina Pedra Branca, thuộc hệ tầng Romualdo ở Đông Bắc Brazil. Đây là khu vực nổi tiếng với những hóa thạch có mức độ bảo tồn đặc biệt tốt. Theo các nhà nghiên cứu, điều kiện nước tù đọng và thiếu oxy trong quá trình chôn vùi có thể đã làm chậm sự phân hủy của các mô sinh học.

Khi quan sát những ống dẫn mạch cực nhỏ bên trong xương - nơi từng chứa mạch máu và các sợi thần kinh - nhóm nghiên cứu phát hiện nhiều cấu trúc hình bầu dục, có hình thái tương tự hồng cầu. Giáo sư Kliti Grice, chuyên gia địa hóa hữu cơ tại Đại học Curtin và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết ban đầu nhóm đặc biệt chú ý đến vị trí xuất hiện của những cấu trúc này. Các phân tích tiếp theo cho thấy chúng không chỉ có hình dạng giống tế bào máu mà còn đi kèm những dấu hiệu hóa học phù hợp với sự hiện diện của heme.

Heme là phân tử chứa sắt, đóng vai trò thiết yếu trong hoạt động của hemoglobin, giúp hồng cầu vận chuyển oxy tới các mô trong cơ thể. Việc phát hiện đồng thời những cấu trúc giống hồng cầu và dấu vết heme tại cùng một vị trí giúp củng cố giả thuyết rằng hóa thạch có thể lưu giữ thông tin sinh học từ thời khủng long còn sống.

Các phép phân tích cũng phát hiện dấu vết những thành phần axit amin liên quan đến collagen, loại protein quan trọng trong mô liên kết. Một yếu tố khác được các nhà khoa học quan tâm là sự hiện diện của các khoáng vật oxit mangan, đặc biệt là hausmannite, trong và xung quanh những cấu trúc siêu nhỏ. Nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng các hợp chất mangan có thể đã góp phần ổn định những cấu trúc này trong giai đoạn đầu của quá trình hóa thạch, giúp một phần dấu vết hóa học được bảo tồn lâu dài. Tuy nhiên, cơ chế bảo tồn cụ thể vẫn cần được kiểm chứng bằng những nghiên cứu tiếp theo.

Giáo sư Grice nhận định giá trị của phát hiện không chỉ nằm ở mẫu hóa thạch hiện tại mà còn ở khả năng áp dụng phương pháp phân tích mới cho những mẫu vật khác. Theo bà Grice, xương hóa thạch từ lâu đã cung cấp nhiều thông tin về hình thái, quá trình tăng trưởng, khả năng vận động và tiến hóa của khủng long. Trong khi đó, nếu có thể xác định chính xác các dấu vết tế bào và phân tử, giới khoa học sẽ có thêm cơ sở tìm hiểu hoạt động sinh lý và hóa học của những động vật đã tuyệt chủng.

Những thông tin này trong tương lai có thể góp phần làm sáng tỏ cách khủng long vận chuyển oxy trong cơ thể, hoạt động của các mô và những đặc điểm sinh học khác biệt so với các loài động vật hiện đại. Dù vậy, nhóm tác giả nhấn mạnh chưa thể đưa ra kết luận về đặc điểm sinh lý của Aratasaurus chỉ từ một mẫu hóa thạch.

Phát hiện mới cũng đang làm dấy lên tranh luận trong giới cổ sinh vật học. Giáo sư Mary Schweitzer, chuyên gia danh dự thuộc Đại học Bang North Carolina, Mỹ, người từng nghiên cứu các dấu vết mô mềm trong hóa thạch khủng long, cho rằng bằng chứng hiện tại chưa đủ để khẳng định những cấu trúc được tìm thấy là hồng cầu. Theo đó, hình dạng và kích thước của chúng có những khác biệt so với hồng cầu ở chim và cá sấu - các nhóm động vật hiện còn sống có quan hệ tiến hóa với khủng long. Đặc biệt, hồng cầu của những động vật này thường có nhân, tạo phần nhô lên ở giữa tế bào, trong khi một số cấu trúc được phát hiện lại có bề mặt lõm.

Tuy nhiên, chuyên gia này đánh giá cao những bằng chứng hóa học liên quan đến heme và các thành phần của collagen, đồng thời cho rằng các công nghệ phân tích mới đang tiếp tục thách thức quan niệm lâu nay về giới hạn tồn tại của vật chất hữu cơ trong hóa thạch.

Nhà khoa học Timothy Cleland thuộc Viện Bảo tồn Bảo tàng Smithsonian, Mỹ, cũng cho rằng cần nghiên cứu thêm về những biến đổi hình dạng của tế bào máu sau khi động vật chết để đánh giá chính xác các cấu trúc được phát hiện. Ông đồng thời lưu ý rằng việc tìm thấy dấu vết heme không đồng nghĩa với khả năng bảo tồn ADN của khủng long.

Heme và ADN là những phân tử khác nhau, có đặc điểm phân hủy và bảo tồn khác nhau. Vì vậy, phát hiện này không phải bằng chứng cho thấy các nhà khoa học có thể tái tạo khủng long từ vật liệu di truyền như trong bộ phim Công viên kỷ Jura.