Các sinh vật cổ tồn tại trong mùa đông Bắc Cực

Thực vật sinh sản hữu tính và các động vật họ hà mã đã từng sinh sống thịnh vượng ở Bắc Cực, nơi giờ đây chỉ còn lại các lãnh nguyên và loài gấu trắng.

Kết quả nghiên cứu mới đây được trình bày chi tiết trên tờ Geology đã làm sáng tỏ đời sống của các loài động vật có vú thời tiền sử sống trên đảo Ellesmere, Canada 53 triệu năm về trước, trong đó có nói rõ những sinh vật này đã sống sót trong bóng tối suốt 6 tháng mùa đông Bắc Cực như thế nào.

Ngày nay, đảo Ellesmere, nằm ở đỉnh trên của Bắc Cực (khoảng 80 độ vĩ Bắc), là một vùng hoang vắng với toàn những lớp băng cùng tầng đất bị đóng băng vĩnh cửu bên dưới, chỉ rải rác một số thực vật nhỏ và vài loài động vật có vú. Nhiệt độ ở đây dao động từ -37 độ F (-38 độ C) vào mùa đông tới +48 độ F (+9 độ C) vào mùa hè. Vùng này là một trong số những nơi lạnh và khô nhất trên Trái đất.

Nhưng 53 triệu năm trước, Bắc cực có một diện mạo khác hẳn.

Các phát hiện đã giúp loài người hiểu rõ hơn về sự phân bố của các loài động vật cổ đại trên khắp Bắc Mỹ và những thông tin liên quan đến việc các loài động vật có vú thời nay đang di chuyển dần lên phía Bắc trước tác động của biến đổi khí hậu.

Bắc cực xưa kia

Năm 1975, một kết quả nghiên cứu đã làm xôn xao giới khoa học: có rất nhiều loài động vật từng sống ở Ellesmere vào đầu kỉ nguyên Eocene (55 - 50 triệu năm trước). Tại đây nhóm các nhà khoa học do Mary Dawson thuộc Bảo tàng Lịch sử tự nhiên Carnegie đã khám phá ra xương hàm hóa thạch của cá sấu. Từ đó, thêm nhiều hóa thạch của rùa biển, rùa cạn khổng lồ, rắn và thậm chí cả vượn cáo biết bay – một trong những dạng động vật linh trưởng đầu tiên trên Trái đất - cũng đã được tìm thấy.

Nhóm nghiên cứu mới phân tích các dấu hiệu của cacbon và oxy trong răng hóa thạch của ba loài động vật có vú từng sống ở Bắc Cực, với mục đích tìm hiểu xem môi trường sống ở Bắc Cực xưa kia như thế nào. Ba loài được phân tích bao gồm: Coryphodon, sinh vật nửa cạn nửa nước giống như hà mã; thứ hai là một loài nhỏ hơn, tổ tiên của heo vòi ngày nay (động vật có hình dáng giống lợn, sinh sống ở Nam Mĩ và Đông Nam Á); thứ ba là một loài giống như tê giác, được gọi tên là brontothere.

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khí hậu nơi đây có mùa hè ấm, ẩm và mùa đông ôn hòa, nhiệt độ trong năm có lẽ dao động từ trên nhiệt độ đóng băng tới gần 70 độ F, Jaelyn Eberle – thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.

Kiểu khí hậu này có lẽ giống với các rừng bách đầm lầy ở Đông Nam Hoa Kỳ ngày nay, Eberle nói. Ngày nay người ta vẫn tìm thấy các hóa thạch gốc cây có kích thước ngang với những chiếc máy giặt nơi đây.

Thay đổi nguồn thức ăn

Vào mùa đông, các loài động vật có vú thời tiền sử cũng chìm đắm trong bóng tối liên miên như các loài ở Bắc cực ngày nay. Khi hè tới, chúng lại trải qua ánh nắng liên tục suốt vài tháng liền.

Kết quả phân tích hóa thạch răng cũng cho các nhà khoa học biết các loài động vật này sống nhờ nguồn thức ăn nào, và trả lời được câu hỏi liệu chúng có ngủ đông hay di trú trong mùa đông hay không. (Câu hỏi này cũng được đặt ra đối với khủng long Bắc Cực, Eberle cho biết.)

Coryphodon và các loài sống cùng thời với nó trên đảo Ellesmere cũng tương tự như những loài sống ở Wyoming và Colorado thời đó.

Bắc Cực. (Ảnh: poligazette)

“Chúng không có vẻ có những đặc điểm độc đáo, riêng biệt để thích ứng với các điều kiện của vùng vĩ độ cao ở Bắc Cực,” Eberle phát biểu với LiveScience trong một email.

Do vậy, nhiều nhà khoa học cho rằng những sinh vật này thực ra chỉ là những cá thể từ vùng khác di cư tới, giống như loài tuần lộc caribu ngày nay, di chuyển qua 1000 km tới những khu rừng cận Bắc cực để tránh mùa đông, Eberle cho biết.

Nhưng kết quả nghiên cứu mới đã không nói vậy.

Các dữ liệu từ răng hóa thạch chỉ rõ những sinh vật Ellesmere cổ đại dùng cây ra hoa, lá rụng và thực vật biển làm thức ăn. Nhưng vào mùa đông, chúng đành chuyển sang ăn cành cây non, xác lá còn lại, các cây lá kim và nấm, Eberle cho biết.

“Chúng tôi đã dùng các dấu hiệu cacbon có trong men răng để chứng minh rằng những động vật có vú này không hề di trú hay ngủ đông,” Eberle phát biểu. “Thay vào đó, chúng sống ở vùng vĩ độ cao Bắc cực quanh năm, và ăn một vài thức lạ trong những tháng mùa đông.”

Di trú, xưa và nay

Cư trú quanh năm là điều kiện quyết định sự phân bố của các loài động vật có vú như Coryphodon chẳng hạn trên khắp vùng cầu đất vĩ độ cao nối liền lục địa Á – Âu với Bắc Mỹ, Eberle nói.

“Để các loài động vật này sinh sống được trên cầu đất từng nối liền các lục địa, chúng phải có khả năng sinh sống quanh năm trên khắp vùng Bắc cực vĩ độ cao gần với cầu đất này,” Eberle nói.

Hóa thạch cũng cho thấy các sinh vật như heo vòi có xuất xứ từ Bắc Cực (vùng này là nơi tìm thấy những hóa thạch cổ nhất của các động vật này), về sau chúng mới di chuyển dần xuống phương Nam.

“Bắc Cực vẫn là “quê hương” của những động vật này cho tới khi người ta tìm được những hóa thạch cổ hơn của heo vòi và brontothere ở một nơi khác trên thế giới,” Eberle nói.

Qua hàng triệu năm khi khí hậu Trái đất dần lạnh hơn, có vẻ như các con vật di chuyển từ Bắc Cực xuống phía nam ngày càng đông, các nhà nghiên cứu nêu ý kiến.

“Nghiên cứu này có thể là điểm khởi đầu để xem xét những động vật có vú hiện đại, chẳng hạn họ móng guốc – tổ tiên của ngựa và gia súc ngày nay – và họ động vật linh trưởng đã đến Bắc Mỹ như thế nào,” Eberle nói.

Nghiên cứu cũng dự báo trước những tác động của tình hình trái đất tiếp tục ấm lên đối với các loài động thực vật trên Bắc cực, Eberle nói.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, nhiệt độ tại Bắc cực đang tăng nhanh gấp hai lần nhiệt độ ở những vùng ôn đới. Trên đảo Greenland, nhiệt độ đã tăng 7 độ F kể từ năm 1991, theo số liệu của các nhà khoa học nghiên cứu khí hậu.

“Chúng tôi đang đặt ra giả thuyết rằng các động vật có vú ở vùng vĩ độ thấp hơn sẽ di cư về phương bắc khi nhiệt độ tăng lên trong những thế kỉ và thiên niên kỉ tiếp theo,” Eberle nói. “Nếu nhiệt độ tăng tới mức như ở kỷ nguyên Eocene, rất có thể các động vật có vú sẽ di cư xuyên lục địa để tìm vùng đất thích hợp.”

“Hãy đối mặt với nó – khi khí hậu biến đổi, một loài sinh vật sẽ có 3 sự lựa chọn – thích nghi, hoặc di chuyển/ phân tán, hoặc tuyệt chủng,” bà kết luận.