Karl Bates cùng các cộng sự thuộc nhóm nghiên cứu sinh cơ học và cổ sinh vật học mới đây đã tái tạo cơ thể của 5 con khủng long, trong đó có 2 con khủng long bạo chúa T. rex ( mẫu vật Stan thuộc bảo tàng Manchester và mẫu vật MOR555 thuộc bảo tàng Rockies), một con Acrocanthosaurus atokensis, một con Strutiomimum sedens và một con Edmontosaurus annectens.
Khủng long bạo chúa Tyrannosaurus rex. (Ảnh: arizonaskiesmeteorites.com) |
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra con khủng long T. rex ở bảo tàng Rockies với kích cỡ nhỏ hơn có cân nặng trong khoảng 5,5 đến 7 tấn. Trong khi đó mẫu vật lớn hơn lại có trọng lượng lên tới 8 tấn.
Acrocanthosaurus atokensis là một loài khủng long săn mồi kích thước lớn trông giống khủng long bạo chúa T. rex nhưng lại có những chiếc gai lớn đằng sau lưng. Nó cũng xuất hiện trên trái đất sớm hơn nhiều so với T. rex vào giữa kỷ Phấn trắng, cách đây khoảng 110 triệu năm. Nhóm nghiên cứu cho rằng Acrocanthosaurus atokensis có lẽ có kích cỡ tương đương với MOR555 và những con khủng long T. rex trưởng thành khác có kích cỡ trung bình vào khoảng 6 tấn.
Khủng long Acrocanthosaurus atokensis. (Ảnh: csotonyi.com) |
Con Strutiomimum sedens, cái tên này có nghĩa là “kẻ bắt chước đà điểu”, sống cùng với những con T. rex vào cuối kỷ Phấn Trắng, có lẽ chúng có trọng lượng vào khoảng 0,4 đến 0,6 tấn.
Kẻ bắt chước đà điểu. (Ảnh: pangaeaindustries.com) |
Việc tái tạo khủng long Edmontosaurus annectens, một loài khủng long ăn thực vật, dựa trên các mẫu vật còn khá nhỏ nhưng vẫn nặng đến 0,8 – 0,95 tấn. Khi đạt đến kích cỡ trưởng thành, một số loài khủng long ăn cỏ có thể lớn như khủng long T. rex và cũng sinh sống vào cuối kỷ Phấn Trắng.
Khủng long ăn cỏ Edmontosaurus annectens. (Ảnh: marshalls-art.com) |
Nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật quét laze và phương pháp mô hình máy vi tính để tạo ra mô hình 3D của các mẫu vật, với nỗ lực hằm tái tạo kích cỡ cơ thể cũng như hình dạng giống thực của chúng. Máy quét laze thiết lập hình ảnh bộ xương đầy đủ, từ đó tạo nên mô hình 3D chi tiết trong đó mỗi một cái xương đều có sự liên kết và vị trí không gian của nó. Công việc này tạo nên khung xương với độ phân giải cao mà nhờ đó khoang cơ thể cùng các nội tạng như dạ dày, phổi và túi khí có thể được tái dụng. Điều này cho phép tính toán khối lượng từng phần cơ thể, trọng tâm cũng như chuyển động quán tính của mỗi con vật. Tất cả những thông tin nói trên đều cần thiết trong việc phân tích chuyển động cơ thể.
Sau khi đã tái dựng được hình ảnh của mỗi con vật, nhóm sẽ thay đổi thể tích từng phần cơ thể và cơ quan hô hấp để tìm ra khoảng trọng lượng hợp lý nhất cho chúng. Ngay cả các nhà khoa học cũng không thể chắc chắn về kích cỡ thực của những con khủng long như T. rex trong thực tại. Do đó nhóm nghiên cứu rất hứng thú với công việc tìm kiếm phân vùng giá trị khối lượng cơ thể của khủng long. Họ tin rằng các ước tính về trọng lượng ở giới hạn thấp có vẻ như chính xác nhất bởi chẳng có lý do nào buộc những con khủng long phải nặng hơn những gì mà chúng cần bởi điều này sẽ gây ảnh hưởng tới tốc độ, năng lượng sự dụng và nhu cầu đối với hệ hô hấp của chúng.
Hình tái dựng của khủng long Tyrannosaurus rex BHI 3033 nhìn từ phía bên phải (A), từ lưng nhìn xuống (B), từ phía trước sọ (C) và từ bên sọ nhìn chéo góc. (Ảnh: Bates et al.,DOI: 10.1371/journal.pone.0004532) |
Nhóm nghiên cứu cũng xác định trọng lượng cơ thể của đà điểu – một mẫu vật đang còn sống để kiểm chứng độ chính xác cho kỹ thuật của họ và nhận thấy kết quả thu được là chính xác. Họ sẽ sử dụng những kết quả này cho các nghiên cứu về sau về sự vận động của khủng long, đặc biệt là về cách chạy của chúng.
Karl cho biết: “Kỹ thuật của chúng tôi cho phép chúng ta nhìn và tự bản thân mình quyết định độ béo gầy thực tế của những con khủng long. Chúng ta có thể quan sát bộ xương có bụng. Bất cứ ai từ trẻ em 5 tuổi đến một vị giáo sư cũng có thể nhìn nó và nó rằng: ‘tôi nghĩ là hình tái dựng này hơi béo hoặc hơi gầy’”. Karl nói thêm: “Nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta tiến hành các nghiên cứu về phương thức chạy của khủng long dựa trên mô hình 3D chứ không phải là 2D như các nghiên cứu trước nữa”.
“Tái dựng nhiều mẫu vật khủng long với chi tiết như thế cho phép chúng ta khảo sát biến đổi trong trọng lượng cơ thể, đặc biết là trọng tâm khi chúng tiến hóa. Như chúng ta vẫn biết, khủng long tiến hóa thành chim. Trong quá trình này, trọng tâm sẽ chuyển về phía trước kéo theo kiểu đi cũng tiến hóa. Mặc dù những con khủng long mà chúng tôi đã tái dựng không phải là họ hàng gần của chim, tuy nhiên chúng ta có thể thấy chuyển động nhỏ hướng về phía trước trong vị trí trọng tâm từ con Acrocanthosaurus atokensis đến khủng long bạo chúa T. rex, vị trí trọng tâm này khá gần với các loài chim hiện đại trên con đường tiến hóa”.
Tham khảo
Bates et al. Estimating Mass Properties of Dinosaurs Using Laser Imaging and 3D Computer Modelling. PLoS ONE, 2009; 4 (2): e4532 DOI: 10.1371/journal.pone.0004532