Bí ẩn hộp sọ của cá voi cổ đại

Theo những kết quả nghiên cứu bộ xương hóa thạch của một loài cá voi cổ đại, các nhà khoa học đã đi đến kết luận, hộp sọ của cá voi có nguyên bản là dạng xoắn ốc.

Họ giải thích, với sự cấu tạo hộp sọ méo mó này, thì những loài cá voi mới thích nghi được môi trường sống dưới nước, giúp chúng có khả năng nghe tốt hơn.

Phát hiện trên đã bổ sung thêm những đặc tính, những điều thú vị, bí ẩn mới về quá trình tiến hóa, thích nghi với môi trường sống của loài động vật lớn nhất từng sinh sống trên Trái Đất.

Bộ Cá voi chứa khoảng 90 loài, gần như tất cả là động vật đại dương, ngoại trừ 5 loài cá heo nước ngọt. Các loài còn sinh tồn trong bộ này được chia thành 2 phân bộ là cá voi có răng (cá nhà táng), thực hiện việc định vị bằng tiếng vang và cá voi tấm sừng hàm. Loài cá voi này có tấm sừng ở hàm (thay cho răng), dùng để lọc thức ăn từ nước biển nhưng lại ít có nhu cầu định vị bằng tiếng vang và có hộp sọ đối xứng.

Cá voi “nghịch” với song biển

Các nhà khoa học đã lập luận rằng archaeocetes, là một trong những loài cá voi nguyên thuỷ còn được gọi là Basilosaurus, tiến hoá từ loài thú trên cạn và sau này phát triển thành 2 dạng cá voi hiện đại ngày nay đều có hộp sọ đối xứng tương tự như loài động vật có vú. Một giả thuyết được đưa ra là những loài cá voi có răng đã tiến hóa với hộp sọ dạng xoắn để phù hợp với khả năng định vị bằng tiếng vang . Những vòng xoắn này giúp chúng nghe rõ hơn dưới nước.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lại thấy rằng, lịch sử về quá trình tiến hóa của cá voi là một câu chuyện phức tạp, không đơn giản như chúng ta nghĩ khi cấu tạo hộp sọ của archaeocetes, một trong những loài cá voi cổ đại lại không đối xứng. Điều này hoàn toàn trái ngược với những nghiên cứu trước đây.

"Điều này cho thấy tính không đối xứng đã tồn tại từ rất lâu so với những suy nghĩ trước kia, thậm chí trước cả thời kỳ bộ cá voi được chia thành hai nhóm chính là cá voi tấm sừng hàm và cá voi có răng”, chuyên gia nghiên cứu Julia Fahlke, một nhà cổ sinh vật học đến từ trường Đại học Ann Arbor, Michigan, Hoa Kỳ cho biết.

Bộ não bị biến dạng

Bà Fahlke bắt đầu nghiên cứu này với sự trợ giúp của một chuyên gia khác là Philip Gingerich đến từ Bảo tàng cổ sinh vật học thuộc trường Đại học Michigan để tìm hiểu về các quá trình tiến hóa răng của các loài “thủy quái” này. Qua đó sẽ cung cấp thêm cho nghiên cứu của bà về cấu tạo cũng như sự thay đổi về quá trình tiến hóa của loài này theo thời gian là như thế nào.

Fahlke bắt đầu công việc của mình bằng cách nghiên cứu về Basilosaurus, một loài cá voi sống từ 40 tới 34 triệu năm trước trong thế Eocen muộn có thân dài giống như một loài bò sát. Nó là một trong 10 sinh vật biển đáng sợ nhất.

"Chúng tôi đã có một mô hình 3-D của hộp sọ được tạo ra từ máy quét 3 chiều CT scan, và nhận thấy, nó đã bị "biến dạng", bà Fahlke phát biểu trên tạp chí Khoa học LiveScience, Mỹ. "Cũng như tất cả mọi người, chúng tôi cho rằng, điều này có lẽ đã xảy ra trong quá trình chôn cất và hóa thạch”.

“Có thể hộp sọ của loài cá voi cổ đại này không đối xứng”, bà Fahlke nhận định. Tuy nhiên, cũng cần có thời gian xác nhận những thông tin này trước khi đưa ra kết luận chính thức.

Loài cá voi luôn ẩn chứa những điều thú vị đối với các nhà khoa học (Nguồn: Livescience.com)

Một câu chuyện đầy bí ẩn

Để theo đuổi nghiên cứu này, bà Fahlke đã tiến hành theo dõi hộp sọ của archaeocete, hiện đang được trưng bày tại Bảo tàng cổ sinh vật học thuộc trường Đại học Michigan. Đây là nơi trưng bày những bộ sưu tập hóa thạch lớn nhất và đầy đủ nhất thế giới về những con cá voi đã tuyệt chủng.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích sự bất đối xứng này bằng cách so sánh sáu hộp sọ của các loài cá voi cổ đại khác nhau. Kết quả cho thấy không có dấu hiệu biến dạng nhân tạo nào. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã đo những hộp sọ lệch từ một đường thẳng.

Nhìn chung, sáu hộp sọ archaeocete đều có hình dạng đối xứng lệch. Và hai trong số 6 hộp sọ đó không có sự đối xứng.

Những phát hiện này cho thấy sự bất đối xứng trong cấu tạo hộp sọ của cá voi đã không tiến hóa cùng với sự phát triển của định vị bằng tiếng vang. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng, những vòng xoắn có khả năng liên kết với âm thanh, giúp cá voi cải thiện khả năng nghe của mình.

Phát hiện này cũng gợi ý rằng cá voi tấm sừng hàm, một trong số các loài động vật lớn nhất từng sống, cá voi xanh ban đầu có hộp sọ méo mó mà sau này, do quá trình tiến hóa mới thẳng ra.

"Sẽ là vô cùng thú vị để nghiên cứu hộp sọ của cá voi tấm sừng để xem liệu có đối xứng không, và khi trong quá trình tiến hóa thì tính đối xứng có bị thay đổi không," bà Fahlke nhấn mạnh.

Fahlke, Gingerich, Wood cùng các đồng nghiệp của họ là Robert Welsh đã mô tả chi tiết nghiên cứu này trên Tạp chí Khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học quốc gia Mỹ hôm 22/8 vừa qua.