- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Cách thích nghi của Megalodon thời cổ đại với nhiệt độ nước biển có ý nghĩa quan trọng với sinh vật biển thời hiện đại.
Hàng triệu năm trước, cá mập megalodon là kẻ săn mồi hàng đầu của đại dương. Trước khi tuyệt chủng 3,6 triệu năm trước, Otodus megalodon có thể đạt đến chiều dài 18 m. Họ hàng thời hiện đại của nó, cá mập trắng dài 4 m, hầu như quá nhỏ bé nếu so sánh.
Tuy nhiên, có lý do để cho rằng không phải mọi con megalodon đều khổng lồ. Ở một số khu vực thuộc Tây Ban Nha, Hoa Kỳ và Panama, các nhà khoa học đã khám phá ra những bãi trầm tích lớn có chứa răng megalodon khá nhỏ. Giới nghiên cứu giải thích đây là bằng chứng của vườn sinh dưỡng, khẳng định những chiếc răng nhỏ đó thuộc về megalodon con.
Mới đây, một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Historical Biology cho thấy những chiếc răng nhỏ hơn này có thể không đến từ megalodon con. Chúng có thể là di cốt của những con trưởng thành nhỏ hơn sống ở những vùng biển ấm. Tiến sĩ Kenshu Shimada từ Đại học Chicago dẫn đầu nghiên cứu này. Các tác giả thuyết minh một mô hình ấn tượng: Vùng biển càng lạnh, cá mập càng lớn hơn. Những kết quả thách thức cách tư duy của các nhà khoa học về những tác nhân tiến hoá của kích thước cơ thể ở cá mập cổ đại và cá mập hiện đại.
Tương quan chiều dài răng megalodon với kích thước cơ thể
Giống như hầu hết cá biển, megalodon có bộ xương cấu tạo chủ yếu từ sụn vốn phân huỷ nhanh sau khi chết. Tuy nhiên men răng vẫn được bảo quản. Nó còn cung cấp một kiến giải sâu sắc về cách kiếm ăn, vì cá mập luôn thay răng và mọc lại răng dựa trên tập tính săn mồi của mình.
Vào đầu những năm 2000, các nhà khoa học đã dùng cá mập trắng hiện đại thay thế để tạo ra phương trình hữu ích liên hệ chiều dài răng với kích thước cơ thể. Để phương trình chuẩn xác, các nhà nghiên cứu phải xác định chính xác vị trí răng hoá thạch trong hàm của megalodon. Vì hầu hết răng megalodon được tìm thấy riêng rẽ (một hàm răng hoàn thiện là một khám phá đáng ao ước hiếm gặp), nên cách xác định này có thể rất khó.
Tu chỉnh phương trình
Khi các nhà nghiên cứu vào giữa những năm 2010 loại suy kích thước cơ thể ước tính từ hoá thạch răng, họ dùng một phương trình hồi quy tuyến tính liên hệ chiều cao của vòng đỉnh răng với chiều dài tổng thể của cá mập. Họ cũng đo răng bên có vị trí khó xác định trên hàm, dẫn đến những ước tính về kích thước cơ thể có độ tin cậy thấp hơn.
Tiến sĩ Shimada và cộng sự quyết định kiểm tra lại nhiều dữ liệu về megalodon chỉ dùng răng trước, xác định dễ hơn và có thể cung cấp ước tính về kích thước cơ thể đáng tin hơn. Mục tiêu của họ là tính toán lại kích thước cơ thể và đối chiếu chúng với ước tính ban đầu để xem liệu loại răng được đo có thay đổi ước tính kích thước cơ thể hay không.
Các nhà nghiên cứu kiểm tra dữ liệu từ 80 chiếc răng nằm rải rác trên một phạm vi địa lý rộng lớn, gồm các hoá thạch từ Nam California, Maryland, Đông Bắc Tây Ban Nha, Peru, Panama, Chile, Bắc Carolina và Florida. Những mẫu vật này khác nhau về kích thước, và răng từ nơi được xem là vườn sinh dưỡng của megalodon nằm trong đó.
Độ rộng lớn về địa lý của các mẫu vật cho phép các nhà nghiên cứu phân loại các tổ hợp thành 3 nhóm thời gian khí hậu: một thời kỳ “nóng” ở giữa thế Miocene, một thời kỳ “ấm” ở cuối thế Miocene và một thời kỳ “lạnh” ở đầu thế Pliocene. Phạm vi khí hậu này cho phép các nhà nghiên cứu đặt ra một câu hỏi khác: Xu hướng kích thước cơ thể ở megalodon có thay đổi dựa trên lưu vực đại dương, vĩ độ và thời kỳ không? Họ cũng muốn biết liệu nhiệt độ nước có tương quan với kích thước cơ thể hay không. Để nghiên cứu, họ dùng một mô hình đã được chấp thuận để chuyển dữ liệu vĩ độ thành nhiệt độ bề mặt biển trong khi vẫn tính đến những sai khác trong những biến số khí hậu của mỗi thời kỳ.
Quy tắc Bergmann
Đáng chú ý là ước tính chiều dài cơ thể hầu như giống với số đo ban đầu, bất kể phương trình mà các nhà nghiên cứu sử dụng.
Tuy nhiên, khi các tác giả xem xét nhiệt độ bề mặt biển của mỗi tổ hợp, họ để ý thấy một mô hình thú vị. Trong mỗi thời kỳ nghiên cứu, chiều dài trung bình của răng tỷ lệ nghịch với nhiệt độ bề mặt biển. Nói cách khác, vùng biển càng ấm thì răng càng nhỏ, và do đó, cá mập càng nhỏ. Dù những con cá mập nhỏ nhất vẫn to so với tiêu chuẩn ngày nay (dài từ 4-10 mét), nhưng chúng nhỏ hơn đáng kể so với họ hàng cổ đại của mình, vốn sinh trưởng dài tới 15 m.
Thật ra hầu hết vườn sinh dưỡng tiềm năng của megalodon được xác định trước đây đều nằm ở những vùng ấm hơn hoặc trong những thời kỳ ấm hơn, nghĩa là megalodon trưởng thành nhỏ hơn có thể đã bị miêu tả nhầm là megalodon con. Hơn nữa, những cá thể megalondon ước tính lớn nhất đến từ những vùng vĩ độ khá cao (Bắc Carolina, Nam Carolina và Chile), có nhiệt độ ước tính lạnh hơn.
Mô hình này thống nhất với một khái niệm sinh thái học được gọi là quy tắc Beergmann, một sự khái quát hoá giải thích xu hướng động vật lớn hơn được tìm thấy ở những vùng khí hậu mát mẻ hơn. Cơ sở lý luận là động vật lớn hơn có tỷ lệ bề mặt so với thể tích nhỏ hơn và do đó có thể giữ nhiệt dễ hơn so với động vật nhỏ hơn, là một lợi thế riêng biệt ở những vùng khí hậu lạnh hơn. Dù quy tắc Bergmann đã được chứng minh cho động vật có vú trên cạn và dưới biển, nhưng nghiên cứu này sẽ là ví dụ đầu tiên của quy tắc áp dụng cho cá mập.
Ý nghĩa của mô hình này tiếp tục mang lại nhiều khía cạnh khác về sinh học của megalodon. Sống với một cơ thể to lớn làm thay đổi cách bơi của megalodon, con mồi mà nó săn và kiểu nhu cầu trao đổi chất mà nó phải đáp ứng. Nếu quy tắc Bergmann áp dụng được với những sinh vật khổng lồ như megalodon, điều đó đồng nghĩa nhiệt độ mát mẻ sẽ thiết lập nên một tác nhân sinh thái học và tiến hoá quan trọng cho loài cá mập cổ đại này.
Bài học thời hiện đại rút ra từ megalodon
Câu chuyện của megalodon có ý nghĩa quan trọng cho số phận của những sinh vật biển thời hiện đại. Dù nghiên cứu về megalodon này đã sử dụng kích thước mẫu nhỏ chỉ tập trung gần như hoàn toàn ở bán cầu phía tây, nhưng kết quả cho thấy nhiệt độ nước có ảnh hưởng đến kích thước cơ thể của cá mập, cũng như mọi đặc điểm sinh học có liên quan khác.
Các tác nhân sinh thái học và sinh học chung không khuyết dần theo thời gian. Những quy tắc tương tự áp dụng cho megalodon sẽ ảnh hưởng đến tập tính của những loài cá lớn nhất thời nay. Vì lẽ đó, khi nhiệt độ ấm lên do biến đổi khí hậu, những loài săn mồi hàng đầu như cá mập có thể sẽ thay đổi môi trường sống của mình đến những vùng nơi kích thước cơ thể chúng sẽ phục vụ tốt hơn – những vĩ độ vùng cực với nước biển lạnh hơn. Nếu được trang bị một hiểu biết mới mẻ về sinh học của chúng, chúng ta có thể đề ra những kế hoạch bảo tồn và quản lý tốt hơn loài vật biểu tượng này và môi trường biển mà chúng sẽ sớm gọi là nhà.
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo Bigthink)
Hàng triệu năm trước, cá mập megalodon là kẻ săn mồi hàng đầu của đại dương. Trước khi tuyệt chủng 3,6 triệu năm trước, Otodus megalodon có thể đạt đến chiều dài 18 m. Họ hàng thời hiện đại của nó, cá mập trắng dài 4 m, hầu như quá nhỏ bé nếu so sánh.
Tuy nhiên, có lý do để cho rằng không phải mọi con megalodon đều khổng lồ. Ở một số khu vực thuộc Tây Ban Nha, Hoa Kỳ và Panama, các nhà khoa học đã khám phá ra những bãi trầm tích lớn có chứa răng megalodon khá nhỏ. Giới nghiên cứu giải thích đây là bằng chứng của vườn sinh dưỡng, khẳng định những chiếc răng nhỏ đó thuộc về megalodon con.
Mới đây, một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Historical Biology cho thấy những chiếc răng nhỏ hơn này có thể không đến từ megalodon con. Chúng có thể là di cốt của những con trưởng thành nhỏ hơn sống ở những vùng biển ấm. Tiến sĩ Kenshu Shimada từ Đại học Chicago dẫn đầu nghiên cứu này. Các tác giả thuyết minh một mô hình ấn tượng: Vùng biển càng lạnh, cá mập càng lớn hơn. Những kết quả thách thức cách tư duy của các nhà khoa học về những tác nhân tiến hoá của kích thước cơ thể ở cá mập cổ đại và cá mập hiện đại.
Tương quan chiều dài răng megalodon với kích thước cơ thể
Giống như hầu hết cá biển, megalodon có bộ xương cấu tạo chủ yếu từ sụn vốn phân huỷ nhanh sau khi chết. Tuy nhiên men răng vẫn được bảo quản. Nó còn cung cấp một kiến giải sâu sắc về cách kiếm ăn, vì cá mập luôn thay răng và mọc lại răng dựa trên tập tính săn mồi của mình.
Vào đầu những năm 2000, các nhà khoa học đã dùng cá mập trắng hiện đại thay thế để tạo ra phương trình hữu ích liên hệ chiều dài răng với kích thước cơ thể. Để phương trình chuẩn xác, các nhà nghiên cứu phải xác định chính xác vị trí răng hoá thạch trong hàm của megalodon. Vì hầu hết răng megalodon được tìm thấy riêng rẽ (một hàm răng hoàn thiện là một khám phá đáng ao ước hiếm gặp), nên cách xác định này có thể rất khó.
Tu chỉnh phương trình
Khi các nhà nghiên cứu vào giữa những năm 2010 loại suy kích thước cơ thể ước tính từ hoá thạch răng, họ dùng một phương trình hồi quy tuyến tính liên hệ chiều cao của vòng đỉnh răng với chiều dài tổng thể của cá mập. Họ cũng đo răng bên có vị trí khó xác định trên hàm, dẫn đến những ước tính về kích thước cơ thể có độ tin cậy thấp hơn.
Tiến sĩ Shimada và cộng sự quyết định kiểm tra lại nhiều dữ liệu về megalodon chỉ dùng răng trước, xác định dễ hơn và có thể cung cấp ước tính về kích thước cơ thể đáng tin hơn. Mục tiêu của họ là tính toán lại kích thước cơ thể và đối chiếu chúng với ước tính ban đầu để xem liệu loại răng được đo có thay đổi ước tính kích thước cơ thể hay không.
Các nhà nghiên cứu kiểm tra dữ liệu từ 80 chiếc răng nằm rải rác trên một phạm vi địa lý rộng lớn, gồm các hoá thạch từ Nam California, Maryland, Đông Bắc Tây Ban Nha, Peru, Panama, Chile, Bắc Carolina và Florida. Những mẫu vật này khác nhau về kích thước, và răng từ nơi được xem là vườn sinh dưỡng của megalodon nằm trong đó.
Độ rộng lớn về địa lý của các mẫu vật cho phép các nhà nghiên cứu phân loại các tổ hợp thành 3 nhóm thời gian khí hậu: một thời kỳ “nóng” ở giữa thế Miocene, một thời kỳ “ấm” ở cuối thế Miocene và một thời kỳ “lạnh” ở đầu thế Pliocene. Phạm vi khí hậu này cho phép các nhà nghiên cứu đặt ra một câu hỏi khác: Xu hướng kích thước cơ thể ở megalodon có thay đổi dựa trên lưu vực đại dương, vĩ độ và thời kỳ không? Họ cũng muốn biết liệu nhiệt độ nước có tương quan với kích thước cơ thể hay không. Để nghiên cứu, họ dùng một mô hình đã được chấp thuận để chuyển dữ liệu vĩ độ thành nhiệt độ bề mặt biển trong khi vẫn tính đến những sai khác trong những biến số khí hậu của mỗi thời kỳ.
Quy tắc Bergmann
Đáng chú ý là ước tính chiều dài cơ thể hầu như giống với số đo ban đầu, bất kể phương trình mà các nhà nghiên cứu sử dụng.
Tuy nhiên, khi các tác giả xem xét nhiệt độ bề mặt biển của mỗi tổ hợp, họ để ý thấy một mô hình thú vị. Trong mỗi thời kỳ nghiên cứu, chiều dài trung bình của răng tỷ lệ nghịch với nhiệt độ bề mặt biển. Nói cách khác, vùng biển càng ấm thì răng càng nhỏ, và do đó, cá mập càng nhỏ. Dù những con cá mập nhỏ nhất vẫn to so với tiêu chuẩn ngày nay (dài từ 4-10 mét), nhưng chúng nhỏ hơn đáng kể so với họ hàng cổ đại của mình, vốn sinh trưởng dài tới 15 m.
Thật ra hầu hết vườn sinh dưỡng tiềm năng của megalodon được xác định trước đây đều nằm ở những vùng ấm hơn hoặc trong những thời kỳ ấm hơn, nghĩa là megalodon trưởng thành nhỏ hơn có thể đã bị miêu tả nhầm là megalodon con. Hơn nữa, những cá thể megalondon ước tính lớn nhất đến từ những vùng vĩ độ khá cao (Bắc Carolina, Nam Carolina và Chile), có nhiệt độ ước tính lạnh hơn.
Mô hình này thống nhất với một khái niệm sinh thái học được gọi là quy tắc Beergmann, một sự khái quát hoá giải thích xu hướng động vật lớn hơn được tìm thấy ở những vùng khí hậu mát mẻ hơn. Cơ sở lý luận là động vật lớn hơn có tỷ lệ bề mặt so với thể tích nhỏ hơn và do đó có thể giữ nhiệt dễ hơn so với động vật nhỏ hơn, là một lợi thế riêng biệt ở những vùng khí hậu lạnh hơn. Dù quy tắc Bergmann đã được chứng minh cho động vật có vú trên cạn và dưới biển, nhưng nghiên cứu này sẽ là ví dụ đầu tiên của quy tắc áp dụng cho cá mập.
Ý nghĩa của mô hình này tiếp tục mang lại nhiều khía cạnh khác về sinh học của megalodon. Sống với một cơ thể to lớn làm thay đổi cách bơi của megalodon, con mồi mà nó săn và kiểu nhu cầu trao đổi chất mà nó phải đáp ứng. Nếu quy tắc Bergmann áp dụng được với những sinh vật khổng lồ như megalodon, điều đó đồng nghĩa nhiệt độ mát mẻ sẽ thiết lập nên một tác nhân sinh thái học và tiến hoá quan trọng cho loài cá mập cổ đại này.
Bài học thời hiện đại rút ra từ megalodon
Câu chuyện của megalodon có ý nghĩa quan trọng cho số phận của những sinh vật biển thời hiện đại. Dù nghiên cứu về megalodon này đã sử dụng kích thước mẫu nhỏ chỉ tập trung gần như hoàn toàn ở bán cầu phía tây, nhưng kết quả cho thấy nhiệt độ nước có ảnh hưởng đến kích thước cơ thể của cá mập, cũng như mọi đặc điểm sinh học có liên quan khác.
Các tác nhân sinh thái học và sinh học chung không khuyết dần theo thời gian. Những quy tắc tương tự áp dụng cho megalodon sẽ ảnh hưởng đến tập tính của những loài cá lớn nhất thời nay. Vì lẽ đó, khi nhiệt độ ấm lên do biến đổi khí hậu, những loài săn mồi hàng đầu như cá mập có thể sẽ thay đổi môi trường sống của mình đến những vùng nơi kích thước cơ thể chúng sẽ phục vụ tốt hơn – những vĩ độ vùng cực với nước biển lạnh hơn. Nếu được trang bị một hiểu biết mới mẻ về sinh học của chúng, chúng ta có thể đề ra những kế hoạch bảo tồn và quản lý tốt hơn loài vật biểu tượng này và môi trường biển mà chúng sẽ sớm gọi là nhà.
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo Bigthink)
