Làm thế nào khủng long to lớn như vậy?

Bí mật về kích thước đáng kinh ngạc của những con khủng long khổng lồ có thể là loài bò sát này sử dụng nhiều năng lượng cho việc tăng trưởng hơn là giữ ấm cho cơ thể so với các loài vật khác.

Một mô hình mới có thể giúp giải thích làm thế nào một số khủng long, ví dụ như khủng long cổ dài sauropods, có thể đạt đến khối lượng khoảng 60 tấn – gấp khoảng 8 lần khối lượng của một con voi châu Phi, loài vật lớn nhất trên cạn ngày nay.

Hai yếu tố chính quyết định kích thước xương sống là lượng thức ăn và việc sử dụng năng lượng của con vật, nhà nghiên cứu Brian K. McNab, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Florida, cho biết. Ví dụ, voi có thể phát triển đến kích thước khá lớn vì chúng ăn cỏ, một loại thức ăn khá phong phú.

Việc tiêu thụ năng lượng phụ thuộc một phần vào việc làm thế nào loài vật kiểm soát nhiệt độ cơ thể. Động vật có vú và chim, là những loài máu nóng, phải sử dụng năng lượng để giữ cho nhiệt độ bên trong cơ thể ổn định, và do đó chúng có tỷ lệ trao đổi chất cao. Tuy nhiên, những loài vật máu lạnh ví dụ như loài bò sát, thì nhiệt độ cơ thể lại phụ thuộc vào môi trường, do đó nhiệt độ bên trong dao động tùy theo điều kiện xung quanh.

Loài vật máu nóng phải ăn nhiều hơn so với loài máu lạnh để giữ ấm cho cơ thể.

Khủng long là loài máu nóng hay máu lạnh là một vấn đề được tranh cãi rất nhiều trong giới cổ sinh vật học. McNab đã tìm cách trả lời câu hỏi này qua việc nguồn thức ăn sẵn có cho khủng long, và ông đã gộp yếu tố này vào mô hình mô tả mối liên hệ giữa kích thước xương sống, tiêu thụ năng lượng và nguồn thức ăn.

Nếu nguồn thức ăn ở kỷ Đại trung sinh – thời kỳ khủng long sinh sống – dồi dào hơn ngày nay, rất có thể khủng long là loài máu nóng, kể cả chúng phải ăn nhiều để ổn định nhiệt độ cơ thể. Loài cá voi xanh, sinh vật lớn nhất từng tồn tại trên Trái Đất, là loài máu nóng. Chúng cung cấp năng lượng cho cơ thể nặng 160 tấn của mình bằng nguồn thức ăn dồi dào trong môi trường biển.

Minh họa một khủng long sauropods. Sauropods được cho là loài khủng long lớn nhất đồng thời là loài vật lớn nhất từng sống trên cạn. (Ảnh: Bộ Nội vụ, Cục quản lý đất đai Hoa Kỳ)

Tuy nhiên, McNab tin rằng đây không phải là trường hợp của khủng long.

Ông phát biểu trên LiveScience: “Tôi nghĩ rằng khủng long không thể có tốc độ trao đổi chất nhanh như động vật có vú hay chim, đơn giản vì nguồn thức ăn không dồi dào đến thế”.

Ví dụ, không hề có cỏ ở kỷ Đại Trung Sinh, nguồn thức ăn chủ yếu cho động vật ăn thực vật, McNab cho biết.

“Làm thế nào khủng long có thể phát triển lớn hơn động vật có vú nếu nguồn thức ăn vào thời điểm đó tương đương hoặc thậm chí nghèo nàn hơn so với ngày nay? Tôi cho rằng khủng long đã sử dụng hầu hết năng lượng thu được để tăng trưởng chứ không phải để duy trì nhiệt độ cơ thể”.

Vậy khủng long là loài máu lạnh? Không hoàn toàn chính xác, McNab tranh luận. Ông cho rằng khủng long nằm đâu đó giữa động vật máu nóng và máu lạnh. Chúng không có tốc độ trao đổi chất nhanh, nhưng nhiệt độ bên trong không dao động giống như loài vật máu lạnh. Thay vào đó, kích thước khổng lồ của chúng chính là yếu tố giúp ổn định nhiệt độ cơ thể.

McNab cho biết: “Khi bạn to lớn như vậy, thân nhiệt không hạ nhanh như một con thằn lằn nhỏ. Khủng long có khối lượng cơ thể lớn, nhưng bề mặt lại khá nhỏ. Vì vậy có thể chúng ấm, thì nhiệt độ bên trong không thay đổi trừ khi điều gì đó bất ngờ xảy ra”.

Nghiên cứu được công bố trực tuyến trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences ngày 6 tháng 7.