Bảng màu tiền sử có thêm gam nóng

TTCT - Màu sắc thế giới tiền sử sống động hơn chúng ta vẫn biết.

Thế giới động vật tiền sử chắc chắn cũng phải đầy sắc màu như hiện nay, bởi sinh vật thời nào thì cũng cần có "ngoại hình" phù hợp để giao tiếp, ngụy trang, thậm chí điều chỉnh nhiệt độ cơ thể. Song bảng màu mà giới khảo cổ và khoa học từng dùng để dựng lại thời ấy đa số chỉ là những gam tối. Cho tới gần đây.

Các tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ và phát hiện hóa thạch mới đã thay đổi mãi mãi cách chúng ta nhìn nhận về những loài thú đã tuyệt chủng. Chúng cũng có màu sắc đa dạng, thậm chí rực rỡ. Màu sắc thế giới tiền sử sống động hơn chúng ta vẫn biết.

Những gam màu sáng

Trong một nghiên cứu công bố tháng 10-2023 trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học Đại học Cork Ireland cho biết đã phát triển thành công một thí nghiệm đáng tin cậy nhằm phát hiện các sắc tố màu vàng và đỏ cam, được gọi là pheomelanin (một loại melanin) trong hóa thạch.

Theo tác giả chính của nghiên cứu, nhà cổ sinh vật học Tiffany Slater, phát hiện này đã lấp đầy một phần còn thiếu của bảng màu thế giới tiền sử, tiết lộ rằng loài ếch, chim và khủng long cổ đại mang những màu sắc vàng và đỏ cam, vốn là những màu khó có thể truy vết.

Slater và đồng nghiệp khởi đầu nghiên cứu từ băn khoăn: các mẩu hóa thạch khai quật được đa số là gam màu tối, thế còn những sắc tươi hồng thì sao? Lẽ nào động vật cổ đại có ngoại hình kém xa hậu duệ hàng trăm triệu năm của chúng đến thế?

Với những hóa thạch hiếm hoi có chút màu nóng, chẳng hạn khủng long "bọc giáp" Borealopelta với nét đỏ, các nhà khoa học lại bối rối không biết pheomelanin tạo nên màu đỏ đó là sắc tố gốc của con vật, hay bị ngoại cảnh lẫn vào trong quá trình hình thành hóa thạch.

Vì vậy, nhóm của Slater phát triển một thí nghiệm có thể phân biệt giữa nguồn pheomelanin sinh học và phi sinh học. Họ nung nóng những mẫu lông chim hiện đại để tái tạo quá trình biến đổi các thành phần sinh học xảy ra khi hóa thạch, sau đó quan sát những mẫu lông đó phản ứng với hóa chất dưới kính hiển vi để xác định các kiểu melanin khác nhau.

Họ phát hiện pheomelanin để lại dấu hiệu hóa học riêng biệt, có thể được phát hiện trong hóa thạch. Việc còn lại là dò tìm dấu hiệu này trong các mẫu hóa thạch khác. Kết quả: phát hiện được pheomelanin ở một con ếch 10 triệu năm tuổi, ở một loài chim thuộc kỷ Phấn trắng có tên Confuciusornis và ở một loài khủng long có lông tên là Sinornithosaurus. Điều này cho thấy chúng có da hoặc lông màu nóng.

Kỹ thuật mới này cung cấp một phương pháp chính xác hơn để tái tạo màu sắc của các loài động vật đã tuyệt chủng, giúp hiểu được cách thức và lý do ban đầu mà pheomelanin tiến hóa. Tuy vậy, nguồn gốc và chức năng của pheomelanin vẫn chưa được hiểu rõ và cần được nghiên cứu sâu hơn.

Màu sắc - tấm vé về quá khứ

Nhà cổ sinh vật học hàng đầu thế giới Michael Benton (Đại học Bristol, Anh) vẫn luôn nói với sinh viên của mình rằng chúng ta không thể nào biết được khủng long có màu sắc thực sự ra sao. Nhưng bước vào thập niên thứ hai của thế kỷ mới, khi cuộc đua "tô màu" khủng long tạm khép lại với việc nhiều nghiên cứu xác định được màu sắc của một số loài cụ thể, ông đã lạc quan hơn.

Chính Benton và đồng nghiệp cũng góp phần trong quá trình này. Năm 2010, họ tìm thấy bằng chứng loài khủng long Sinosauropteryx có lông vũ, có đuôi sọc màu nâu đỏ và trắng, tương tự như gấu mèo Mỹ. Một nhóm nghiên cứu khác khẳng định Anchiornis - một loài khủng long bốn cánh có họ hàng gần với loài chim - có lông màu đen và trắng với mào đỏ và các đốm trên mặt.

Những khám phá này biến màu của động vật tiền sử thành một đề tài nghiên cứu sôi động, thay vì chỉ đơn thuần là phỏng đoán. Benton khi đó tràn đầy tự tin, rằng không có gì khoa học không làm được, và rằng đến cuối cùng thì tất cả các màu sắc của sinh vật cổ đại đều có thể được xác định.

Mười năm sau, Benton cho in quyển Dinosaurs: New Visions of a Lost World (tạm dịch: Khủng long: Những cái nhìn mới về thế giới bị mất), mang tới cho công chúng một hướng dẫn trực quan về thế giới khủng long, với những hình minh họa sinh động và chính xác về mặt khoa học của các sinh vật tiền sử. Quyển sách được giới thiệu là "một trong những tác phẩm đầu tiên bao gồm các nghiên cứu khoa học tối tân về cổ sinh vật học".

Quyển sách của Benton, công trình của nhóm Slater và nhiều nghiên cứu khác là kết quả của quá trình gian nan và ngập tràn thử thách để tô màu quá khứ, khi trong tay không có sẵn bảng màu để tô vẽ theo ý thích. Họ tìm màu tiền sử không phải để in sách đẹp hơn, mà để hiểu hơn về quá khứ.

Các chất hóa học được tìm thấy trên hóa thạch - ngoài melanin còn có melanosomes, những túi tế bào nhỏ sản xuất và chứa melanin - không chỉ giúp tái tạo ngoại hình của những sinh vật thời tiền sử mà còn giúp hiểu rõ hơn về các tác động của biến đổi khí hậu và môi trường lên sự phát triển và tiến hóa của các loài.

Điều này mở ra những cánh cửa mới trong lĩnh vực nghiên cứu thời tiền sử và làm nổi bật vai trò quan trọng của hóa học trong việc giữ lại những dấu vết của sự sống trên Trái đất.

Ví dụ, một số sắc tố như carotenoid, không phải do bản thân động vật tạo ra mà được lấy từ thức ăn. Do đó, sự hiện diện của carotenoid trong hóa thạch có thể chỉ ra loài vật này đã ăn gì và sống ở đâu.

Một số sắc tố như porphyrin, rất nhạy cảm với ánh sáng và oxy, bị phân hủy nhanh chóng sau khi chết. Do đó, việc bảo quản porphyrin trong hóa thạch có thể chỉ ra con vật đã chết như thế nào và thân xác của chúng đã trải qua những gì.

Ví dụ, một số hóa thạch của loài bò sát biển, như Ichthyosaur và Plesiosaur, có dấu vết của porphyrin trên da, cho thấy chúng đã chết và bị vùi chôn nhanh chóng trong điều kiện tối tăm và thiếu oxy.

Sắc tố hóa thạch không chỉ được tìm thấy ở động vật mà còn ở thực vật, nấm và vi khuẩn. Bằng cách nghiên cứu các sắc tố hóa thạch của những sinh vật này, các nhà khoa học có thể tái tạo môi trường và khí hậu trong quá khứ của Trái đất cũng như cách chúng thay đổi theo thời gian.

Thế giới tiền sử sống lại

Việc phục dựng thế giới thời tiền sử không chỉ mở ra cánh cửa cho việc hiểu rõ hơn về quá khứ của hành tinh chúng ta mà còn mang lại những triển vọng mới trong nghiên cứu và giáo dục.

Những nỗ lực phi thường của con người có thể dẫn đến những khám phá không ngờ, đặt ra những thách thức đối với định kiến khoa học truyền thống. Việc nhìn nhận lại quá khứ không chỉ là việc nghiên cứu mà còn là một cơ hội để tái tạo, hiểu rõ hơn về sự tiến hóa và cảm nhận về sự đa dạng của sự sống.

Điều thú vị là, trong quá khứ, chúng ta chỉ có thể dựa vào sự tưởng tượng của những nhà nghiên cứu và nhà làm phim để quan sát hình ảnh về thế giới thời tiền sử.

Trong tương lai, chúng ta còn có thể chứng kiến sự "tái sinh" của những loài sinh vật đã tuyệt chủng, nhờ vào sự kết hợp giữa dữ liệu di truyền, mô phỏng 3D và những công nghệ hình ảnh tiên tiến khác.

Điều này mở ra một tiềm năng mới, không chỉ trong lĩnh vực giáo dục mà còn trong việc tạo ra những trải nghiệm giải trí hấp dẫn và sâu sắc hơn về quá khứ của hành tinh chúng ta.

Theo một nghiên cứu đăng trên tạp chí Trends in Ecology & Evolution tháng 5-2021, còn một giả thuyết tiến hóa cho rằng melanin cũng đóng một vai trò trong quá trình chuyển đổi từ lối sống máu lạnh sang máu nóng ở chim và động vật có vú. Giả thuyết cho thấy rằng khi tổ tiên của các loài chim và động vật có vú phát triển khả năng thu nhiệt hoặc khả năng duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định, chúng cũng chuyển nơi lưu trữ melanin từ các cơ quan nội tạng sang tóc và lông. Điều này làm giảm sự mất nhiệt từ bề mặt cơ thể và mở rộng phạm vi màu sắc có thể có.