Liệu bạn có thể chạy nhanh hơn một con khủng long bạo chúa hay không? Theo những nghiên cứu mới đây, bạn có thể chỉ cần đi bộ thôi là nhanh hơn chúng rồi.
Trong một cảnh thuộc bộ phim “Công viên kỷ Jura” nổi tiếng, một chiếc xe chở nhóm người đang chạy trốn trong hoảng sợ khỏi một con khủng long bạo chúa T. rex. Giới khoa học sau đó đã nhanh chóng chứng minh rằng, con quái thú trong bộ phim chắc chắn không thể đủ nhanh để đuổi theo một chiếc xe jeep. Giờ đây, các nhà nghiên cứu phát hiện ra, loài khủng long bạo chúa còn chậm hơn nữa.
Các mô phỏng mới được thực hiện, dựa trên chuyển động đuôi, đã cho thấy rằng T. rex thậm chí không phải loài đi bộ nhanh lắm. Tốc độ đi bộ ước tính của nó vào khoảng 5 km/h, bằng một nửa so với các ước tính trước đó. Để so sánh thì, đó cũng là tốc độ đi bộ trung bình của con người, theo con số từ Hiệp hội Tim mạch Vương quốc Anh.
Mô hình khủng long bạo chúa Trix dựng bởi nhóm nghiên cứu
Tyrannosaurus rex, loài khủng long ăn thịt lớn nhất, sinh sống chủ yếu ở khu vực mà ngày nay là miền Tây nước Mỹ, từ khoảng 66 đến 68 triệu năm trước, thuộc giai đoạn cuối của kỷ Phấn trắng.
Một con T. rex trưởng thành trung bình có chiều dài khoảng 12 mét, chiều cao khi đứng khoảng 3,6 mét và nặng khoảng 5 đến 7 tấn, theo dữ liệu từ Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kì tại New York. Con T. rex nặng nhất từng được biết là từ mẫu vật tìm thấy tại Saskatchewan, Canada, với cân nặng ước tính khoảng 8.870 kilogam.
Một động vật lớn như vậy thì có thể di chuyển nhanh đến đâu? Trước đây, các nhà nghiên cứu đã trả lời câu hỏi này bằng những thông số như cân nặng hay chiều cao hông của T. rex, đôi khi kết hợp cả sải chân trong những dấu vết còn sót lại. Những phép ước tính này đưa ra kết quả: tốc độ đi bộ của T. rex vào khoảng 7,2 đến 10,8 km/h, ngang bằng với một người bình thường đang chạy.
Với nghiên cứu mới, thay vì tập trung vào đôi chân sau của T. rex, các nhà khoa học đã khám phá vai trò của chuyển động theo chiều dọc của cái đuôi, Pasha van Bijlert, nghiên cứu sinh Đại học Tự do Amsterdam, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. “Đuôi khủng long rất quan trọng với việc chuyển động của chúng, trên nhiều phương diện.
Nó không chỉ đóng vai trò cân bằng cơ thể, và cái đuôi cũng tạo ra nhiều lực cần thiết để cơ thể tiến về phía trước. Nó thực hiện điều này với 2 cơ đuôi lớn, chúng sẽ kéo chân ngược lại trong mỗi bước đi.”, van Bijlert giải thích.
Bị động và chủ động
Với loài khủng long di chuyển bằng 2 chi như T. rex, chiếc đuôi có thể lửng lơ một cách thụ động trong không khí, nhưng cũng chủ động một cách tự nhiên vẫy lên xuống trong quá trình đi bộ. “Sự kết hợp này - thụ động khi nghỉ và chủ động khi đang chuyển động - là điều đặc trưng với khủng long; không có động vật nào ngày nay có đặc tính này.”, van Bijlert tiếp tục, “Bởi vì điều đó, chúng tôi nghĩ nó có vai trò trong cách thức di chuyển của loài T. rex.”
Khi một con T. rex lắc lư đuôi, nó lưu trữ và giải phóng năng lượng thông qua các dây chằng co giãn. Khi mà nhịp điệu lắc đuôi đạt tới độ cộng hưởng, mà van Bijlert gọi là “tần số tự nhiên” của cái đuôi, nó sẽ cho thấy tần số bước đi của T. rex trong quá trình đi bộ bình thường.
Mẫu vật được sử dụng làm mô hình của nhóm nghiên cứu có tên gọi “Trix”, thuộc bộ sưu tập của Trung tâm Đa dạng sinh thái Tự nhiên lại Leiden, Hà Lan. Các tác giả đã quét và dựng lại mẫu xương đuôi của Trix, đánh dấu các điểm trên các đốt sống được bảo quản tốt mà vẫn cho thấy nơi dây chằng từng kết nối. Từ việc tái tạo xương và dây chằng, họ đã có một mô hình cơ sinh học của cái đuôi.
“Mô hình đuôi có thể cung cấp nhịp điệu/tần số khá tương tự cho T. rex, nhưng chúng tôi cũng cần biết chiều dài mỗi bước đi của nó”, van Bijlert chia sẻ. Để tìm ra con số đó, các nhà khoa học đã sử dụng chiều dài sải chân của con khủng long nhỏ hơn Trix một chút, rồi từ đó tính toán lên theo kích cỡ của Trix. Họ từ đó xác định rằng, chiều dài bước chân của Trix vào khoảng 1,9 mét; và rồi, tốc độ đi bộ của chú khủng long có thể được tính dựa vào tần số bước đi nhân với độ dài bước.
“Mô hình cơ sở của chúng tôi có tốc độ đi bộ vào khoảng 4,6 km/h”, một tốc độ rõ ràng là chậm hơn so với những ước đoán trước đó về tốc độ đi bộ của loài, van Bijlert cho hay. “Phụ thuộc vào một số giả định về dây chằng và mức độ xoay của đốt ống, kết quả có thể là chậm hoặc nhanh hơn (từ 2,88 tới 5,9 km/h), nhưng nhìn chung thì chúng chậm hơn so với các ước tính trước đây.”, anh nói.
Mô hình cơ sinh học của đuôi khủng long bạo chúa
Tiềm năng phát triển
Tuy nhiên, vẫn có nhiều điểm chưa rõ ràng với khoảng tốc độ này, bởi nó tập trung vào các chuyển động lên xuống của đuôi, “và các cơ - cũng như chuyển động từ bên này sang bên khác - chưa được cân nhắc tới”, ông John Hutchinson, giáo sự về cơ sinh học tiến hóa cho biết.
“Không có ai lại nghĩ rằng khủng long có cái đuôi cứng, chỉ chuyển động theo 1 phương, nhưng nó là chủ đề đã bị bỏ quên trong nghiên cứu vận động. Thế nên, nghiên cứu này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới rất sáng tạo.”
Cách ước tính kiểu mới cũng phản ánh “ảnh hưởng mạnh của khả năng đàn hồi”, các tác giả viết, và độ đàn hồi của đuôi khủng long bạo chúa có thể thấp hơn phiên bản mẫu, ông Hutchinson bổ sung. Dù sao thì, mô hình đuôi linh động này “cũng rất hữu dụng để nghiên cứu và so sánh với các cách tiếp cận khác trong tương lai”, ông nói.
Nhóm nghiên cứu bên cạnh Trix bản gốc
Anh van Bijlert chia sẻ, bước tiếp theo, các tác giả của nghiên cứu muốn phát triển mô hình đuôi thành mô hình toàn thân một chú T. rex mà có thể chạy được. Theo ông Hutchinson, tốc độ chạy của một con T. rex theo ước tính từ trước tới nay là vào khoảng 16 tới 40 km/h. Các nhà nghiên cứu cơ sinh học từ lâu đã cho rằng tốc độ chạy tối đa của chúng bị giới hạn bởi sức chịu đựng của bộ xương, vì T. rex khá nặng nề.
Tuy nhiên, một cái đuôi linh hoạt có thể thay đổi điều đó khi hoạt động như một bộ giảm xóc trong khi chạy, “cho phép nó chạy nhanh hơn mà không lo gãy xương”, van Bijlert nói. “Chúng tôi cũng hi vọng sẽ áp dụng phương pháp của mình cho nhiều loài hơn, bởi điều đó có thể tiết lộ những thích nghi tiến hóa thú vị về vai trò của chiếc đuôi trong vận động.”