EvoThink – Tư Duy Tiến Hóa #2: Lông Vũ và Mắt Xích Thiếu Ảo Diệu

I. TIẾN HÓA (CÁI MÃ) CHIM

Có tiến hóa không?   1

Một số hóa thạch đại diện 1

Hổ phách 2

Di tích hóa thạch 2

Vì sao tiến hóa? 3

Làm sao tiến hóa? 4

Mõm 4

Răng 4

Chi trước 4

Chi sau 5

Đuôi 5

Lông vũ 5

Thảo luận 6

II. MẮT XÍCH THIẾU 6

Câu hỏi chống tiến hóa hợp lý 6

MINI GAME! 6

Trả lời câu hỏi chống tiến hóa hợp lý

Nghịch lý bà nội “sinh sau đẻ muộn” 7

Tại sao bong bóng sống cùng máy bay tàng hình? 7

Sinh vật chuyển tiếp ở đâu? 8

Vụ lừa đảo Archaeoraptor 9

III. TÓM TẮT & KẾT 10

THAM KHẢO VÀ TRÍCH DẪN 11

***

Hổ phách

Di tích hóa thạch

Hổ phách

Có lẽ lấy cảm hứng từ bộ phim Công Viên Kỷ Jura, các nhà khoa học Canada khi lục lọi lại các bộ sưu tập hổ phách (nhựa cây hóa thạch) đã tìm được những mẫu vật được cho là lông khủng long (bằng phương pháp phân tích và loại suy) qua các giai đoạn tiến hóa, lần này là ở dạng 3D ngưng đọng thời gian bên trong những miếng hổ phách, tựa hồ chủ nhân của chúng chỉ mới dạo bước trên Trái Đất này ngày hôm qua.

 

Lông giai đoạn 1. Những sợi mảnh riêng lẻ trong rừng, chẳng giống lông chút nào, không phải lông thú vì không có những mảng vẩy trên thân lông (như trong các quảng cáo dầu gội đầu đấy), cũng không phải sợi nấm hay thực vật vì không có thành dày.
Trong giai đoạn hai, sợi hóa thành nhúm sợi tơ có chung một gốc. Lông chim ngày nay có các sợi tơ túa ra từ thân ống, nhưng thời bấy giờ nó chưa tồn tại.

 

Ở giai đoạn 3, các sợi tơ kết một phần lại thành thân ống trung tâm, và có những sợi tơ nhỏ hơn nữa gọi là tơ con tách ra từ thân những sợi tơ. Một số sợi tơ có tơ con dạng xoắn chặt (coiled barbules). Các loài chim biết lặn ngày nay cũng có những xoắn tương tự, khi chúng lặn thì các sợi xoắn sẽ giãn ra, cho phép lông hút nước và làm chim ít bị nổi lên, làm chim chìm xuống được.
Mô hình 3D của một sợi lông trong hổ phách
Ở giai đoạn tiến hóa 4, các tơ con phát triển các móc nhỏ cho phép hai sợi tơ móc vào nhau. Chúng làm sợi lông thành dạng phiến phẳng, cho phép chúng tạo nên lực đẩy. Nhờ những cái móc tí hon này mà chim mới chinh phục được bầu trời. Hiện chúng được dùng để phủ mình hầu hết các loài chim hiện đại và cũng được tìm thấy trong hổ phách Kỷ Phấn Trắng.
Nguyên một chiếc cánh chim 100 triệu năm tuổi trong một mẩu hổ phách Miến Điện (tên là Cánh Thiên Thần) thể hiện loại lông giống chim hiện đại, bao gồm cả lông cánh bất đối xứng.
Hình vẽ theo kích cỡ thực
Những dấu tích quá khứ này tuyệt vời ông mặt trời là vậy, nhưng sự thật là chúng vẫn vất vưởng và vô chủ, và có kiểm tra bằng đủ mọi phương pháp thì người chống tiến hóa  vẫn có thể gạt phăng và nói: chúng không dính trên mình con khủng long. Không tính. Làm gì nhau? Thế nên, ta phải vác cuốc lên và đi.
Cập nhật 2017:
feathered-amber-tail
Chúng ta vừa nói gì nhỉ? Lông không dính lên mình con khủng long? Hehe, tháng 12 năm 2016, các nhà khoa học Canada và Trung Quốc công bố trên tạp chí khoa học Current Biology một mẩu hóa thạch 99 triệu tuổi từ Myanmar có chứa một đoạn đuôi khủng long con. Sử dụng chụp CT, do các đốt sống đuôi không nhập vào nhau thành một ống như chim hiện đại, họ xác định đây là đuôi khủng long – phủ đầy lông vũ.
09tb-feather-master675
Điểm bất ngờ nhất ở những sợi lông dưới trắng, trên nâu này là khi sử dụng kính hiển vi công nghệ cao, nhóm tác giả phát hiện rằng nhóm lông này có sợi tơ, có tơ con nhỏ trên sợi tơ nhưng lại không có thân ống!
Bạn hãy thử tự EvoThink xem nó có thể có ảnh hưởng thế nào đến mô hình tiến hóa lông vũ ở phần sau nhé :D.

Di tích hóa thạch

Khó thay, những bộ phận không xương như lông rất khó lưu lại trong (xem thêm Trò Mèo Không Chịu Chết Về Hóa Thạch Sống), nhưng những thập kỷ gần đây, nhờ điều kiện tuyệt cú mèo của những vùng đất như Liêu Ninh, Trung Quốc mà chúng ta ngày càng đào được nhiều khủng long có lông và chim có răng với lớp phủ ngoài từ những sợi tơ đơn thuần cho đến những phiến lông vũ tinh xảo nhất.
Giai đoạn 1. Lông siêu đơn giản, dạng sợi mảnh

 

Sciurumimus albersdoerferi
156 – 151 triệu năm trước

 

Mẫu vật được giữ gìn cực kỳ tốt này (98% hoàn chỉnh) thuộc nhóm khủng long theropod xuất hiện sớm nhất (tức nhóm tách ra sớm, không có nghĩa riêng loài này xuất hiện sớm).

 

Xem lại bài Mần Răng…? Để biết chi tiết mức độ chính xác của các chi tiết trong hình ảnh khủng long phục dựng.

 

Giai đoạn II: Lông túm

 

Sinosauropteryx prima.
124.6–122 triệu năm trước

 

Khi xuất hiện 20 năm trước, chú khủng long đầu tiên được phát hiện rõ ràng là có lông (mà còn là lông có sọc!) Sinosauropteryx đã khiến cả thế giới chao đảo.
Nghĩ đến khủng long, ta thường nghĩ ngay đến những con thằn lằn khổng lồ, máu lạnh và có vẩy theo những bảng màu u ám. Tuy nhiên, với các bằng chứng từ nhiều nhóm khủng long khác nhau, có lẽ đã đến lúc kết luận hầu hết khủng long đều có ít nhiều những lớp phủ khác vẩy, và chúng rất có thể không những không buồn tẻ mà còn có hoa văn nhộn nhịp và màu sắc sôi nổi.
Giai đoạn IIIa: Lông có nhánh chính và sợi tơ đơn giản
Praeornis sharovi
164 – 158 triệu năm trước
Giai đoạn IV: Lông có móc nhỏ, đan cài

 

Dĩ nhiên, không thể thiếu Archaeopteryx (Đôi Cánh Cổ Đại), huyền thoại được phát hiện chỉ 2 năm sau Nguồn Gốc Các Loài (1861) và trong hơn một thế kỷ được xem là con chim đầu tiên. Archaeopteryx đã chết trong tư thế kiêu sa như một minh tinh và ngự trị như một ông hoàng của những hóa thạch chuyển tiếp.
Archaeopteryx siemensii
150 triệu năm trước

 

Đám béo, ngắn và dị hợm ở trên không bay được đã đành, theo nhiều chuyên gia, do còn nhiều hạn chế thể lực và khí động, nhiều khả năng “hóa thạch của những hóa thạch” này dù đã rất giống chim cũng chỉ biết lượn.
Trùm cuối “Chim Thủy Tổ” Archie sừng sững bên loài người nhỏ bé

 

Giai đoạn V: Lông có phiến không đều như hiện đại
Archaeornithura meemannae
130 triệu năm trước
Nói con này con kia đại diện cho loại lông này lông kia không có nghĩa là toàn thân nó chỉ có lông đó, chúng có thể có tổ hợp lông đơn giản đến phức tạp. Ngoài ra, khủng long còn có nhiều loại lông khác có thể phát triển và biến mất trong quá trình tiến hóa.

 

Một số loài khủng long xồm xoàm khác để mọi người cùng chiêm ngưỡng.
Beipiaosaurus, 125 triệu năm trước, chủ yếu ở đầu, cổ.


124.6 triệu năm trước
Caudipteryx zoui

 

 

 

124.6–122 triệu năm trước
Sinornithosaurus millenii

 

Similicaudipteryx
120 triệu năm trước
Chuẩn bị gặp một em khủng long dễ thương tới rớt nón, đứt dép:
Eosinopteryx brevipenna
160 triệu năm trước


Nó đáng yêu đến nỗi tôi sẽ cho nó cắn đứt tai mình
N
161 – 155 MYa
Anchiornis huxleyi


Nếu các bạn Google những con khác sẽ thấy mỗi một họa sĩ lại có ý tưởng khác nhau về việc tô màu cho khủng long, chỉ riêng Anchiornis là gần như chỉ có độc nhất một bộ đồ đỏ gạch-xám-đen. Đó là do ngay từ đầu Anchiornis đã là hóa thạch đầu tiên các nhà khoa học có thể giải mã chính xác màu sắc toàn cơ thể khủng long, và cộng đồng nghệ thuật đã tôn trọng ý nghĩa của thành tựu này :). Có thể xem thêm về việc phục dựng khủng long và màu sắc của chúng trong bài Mần Răng.
Nhìn dữ dằn vậy thôi chớ thực ra…


Microraptor gui
120 triệu năm trước


Nhìn y như con chim bình thường, chỉ có điều có 4 cánh :))


Confuciusornis
120 triệu năm trước


sulcavis-overall.gif

Sulcavis N


Bà con của con trên, Iberomesornis, cùng nằm trong nhóm Enantiornithes như con chim ở trong khối hổ phách Cánh Thiên Thần
125 triệu năm trước
Ichthyornis
95 – 93.85 triệu năm trước
Các bạn hẳn đã nhận ra đám lông lá này đa phần đều rất nhỏ, nhưng cả những con khủng long lớn cũng có thể đã có lông. Đơn cử như “em ruột” của Tyrannosaurus rex (khủng long bạo chúa) này, to cỡ chiếc xe bus.
Yutyrannus huali
125 triệu năm trước
Mảng xanh nhạt in vết lông rất rõ.
duoi-y-trex
Ở phần này lông có dạng sợi dài


Khủng long bạo chúa mà cũng đầy lông thì sẽ thế nào?
dr-grant-glasses
Nhân vật tiến sĩ Grant trong phim Công Viên Kỷ Jura
KHÔNGGGGGGGGGGGGGGGGGGG!
Thế mới đẹp chớ! Chú ý con Tam Giác Long (Triceratops) cũng được vẽ có lông.

NÂNG CAO: Làm sao để tự tin đoán tất cả khủng long đều ít nhiều có lớp phủ? Phương pháp khoanh vùng phả hệ trong Cổ sinh vật học

Bấm xem phần nâng cao


Dựa trên rường cột #1 của chọn lọc tự nhiên, con cháu mang đặc điểm của tổ tiên, ta có thể ứng dụng phương pháp Phylogenetic Bracketing, tạm dịch là Khoanh Vùng Phả Hệ để suy luận & dự đoán những đặc điểm còn thiếu. Nếu ta có thể dùng các đặc điểm khác đã biết (VD:cấu trúc bộ xương) để xây dựng cây gia phả thì chúng ta có thể suy ra các đặc điểm không thể hiện rõ trong hóa thạch. Lấy ví dụ, trái tim 4 ngăn. Ta đặt các thông tin về đặc điểm cần biết lên cây, nhóm này bao gồm bốn nhóm còn sống là rùa biển, bò sát có vẩy như rắn và kì đà (không có tim 4 ngăn), cá sấu và chim (có tim 4 ngăn).


  • Suy luận loại I: Tyrannosaurus được xen giữa chim và cá sấu, cả hai đều có đặc điểm mới này. Nếu không có bằng chứng tích cực chống lại điều đó thì giả định đơn giản và hợp lí nhất là Tyrannosaurus cũng có tim 4 ngăn.
  • Suy luận loại II: Euparkeria được xen giữa cá sấu và bò sát vẩy, cá sấu có đặc điểm trên và bò sát vẩy không có, vì thế chúng ta khó nói chắc như trường hợp trên, nhưng nếu tìm thấy chút dấu vết của mô trong hóa thạch thì chúng ta sẽ tự tin hơn.
  • Suy luận loại III: Petrolacosaurus được xen giữa bò sát vẩy và rùa, cả hai đều không có tim 4 ngăn, vì thế ít khả năng đặc điểm này có ở Petrolacosaurus. Ta sẽ cần bằng chứng rất vững chắc mới có thể phản biện kết luận này.
Tương tự với cả các loài đã tuyệt chủng hết, ta khoanh đỏ những loài hóa thạch hiện diện lông vũ có phiến rõ ràng, và từ đó suy ra các loài khoanh xanh cũng phải có lông phiến.
Năm 2014, người ta công bố Kulindadromeus zabaikalicus, một đại diện của được tìm thấy ở Siberia thuộc nhóm Ornithischia (chứa Tam Giác Long), có thể thấy trên phả hệ là nằm xa nhóm chim tít tắp. Sự hiện diện của lông trên sinh vật này đặt toàn bộ khủng long xen giữa hai nhóm có đại diện có lông vũ, nên dù không thể chắc chắn khi chưa có thêm bằng chứng, rất có thể toàn bộ khủng long đều có ít nhiều lớp phủ không phải vẩy.


Các loại lớp phủ được phát hiện, chú ý kiểu mọc chung giữa “lông” và vẩy


Nhưng, nửa cái cánh dùng để làm gì?

6 Comments

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s