Tại Sảnh Mesozoi của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Houston, các hóa thạch bò sát từ thời cổ đại được xếp thành hàng trưng bày ngoạn mục. Trong nhóm khủng long này, có hai hình thù kỳ lạ: chiếc cổ dài gầy gò, chiếc mỏ sắc lạnh và nhọn, đôi mắt vô hồn nhìn xuống mọi thứ. Kết hợp với ánh đèn xanh lam-xanh lục ở khu vực triển lãm, chúng trông rất kỳ lạ. Chúng là Quetzalcoatlus, một trong những loài thằn lằn bay lớn nhất trong lịch sử.
Bộ xương Quetzalcoatlus tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Houston | Daderot / Wikimedia Commons
Cất cánh nhân danh Quetzalcoatl
Vào mùa hè năm 1971, tại Công viên quốc gia Big Bend trên biên giới giữa Texas và Mexico, một cậu bé người Mỹ đang đi bộ đường dài trong vùng đất hoang vu không có người ở. Anh ấy là Douglas Lawson, một nghiên cứu sinh chuyên ngành địa chất tại Đại học Texas, và anh ấy đang vật lộn với luận án tốt nghiệp của mình.
Nữ thần may mắn đã ưu ái chàng trai trẻ cần cù này và anh đã sớm tình cờ phát hiện ra hóa thạch xương ngón tay của một con khủng long bay lộ ra trong đống đổ nát. Lawson ngay lập tức gọi cho giáo viên của mình, Giáo sư Vaughan Langston, người đã chạy đến ngay khi nghe tin và nhanh chóng tổ chức một nhóm để tiến hành khảo sát khai quật. Khi những tảng đá xung quanh dần được dọn sạch, hóa thạch của một con khủng long bay khổng lồ có kích thước đáng kinh ngạc dần dần xuất hiện trước mắt các nhà nghiên cứu. Theo ước tính thận trọng, sải cánh của loài thằn lằn bay này có thể đạt tới 10 mét, gần bằng kích thước của một máy bay chiến đấu cỡ nhỏ.
Mô hình Quetzalcoatlus của Bảo tàng Field | Eden, Janine và Jim / Wikimedia Commons
Các địa tầng khai quật lần này thuộc về Đội hình Javelina, một khu vực sản xuất hóa thạch quan trọng ở Bắc Mỹ. Không giống như vùng đất hoang vu Texas ngày nay, nơi đây từng là thiên đường, nơi rồng và chim cùng nhau ca hát. Một số lượng lớn hóa thạch khủng long đã được phát hiện, bao gồm Alamosaurus, Bravoceratops, Microsaurus, Saurolophus và Tyrannosaurus Rex. Đây thực sự là thiên đường của khủng long kỷ Phấn Trắng.
Giáo viên và học sinh đã sớm công bố khám phá quan trọng này trên tạp chí Khoa học. Khi đặt tên cho quái vật trên không này, Langston cảm thấy cần phải có một cái tên bá đạo để phù hợp với một con thú khổng lồ như vậy. Đột nhiên ông nảy ra một ý tưởng và nhớ đến vị thần tối cao thường được nền văn minh Trung Mỹ tôn thờ - vị thần rắn có lông Quetzalcoatl.
Bộ xương Quetzalcoatlus | Kenneth Lu / Wikimedia Commons
Niềm tin vào Quetzalcoatl rất phổ biến trong nền văn minh Olmec, Aztec và Maya, và hình ảnh của thần trong các bức tranh tường cổ đại là một con rắn có lông chim. Theo truyền thuyết, Quetzalcoatl là vị thần cai quản mùa màng và mưa, các vì sao và thiên văn học, và là một trong những vị thần quan trọng nhất ở Bán đảo Yucatan. Việc đặt tên loài thằn lằn bay khổng lồ này theo tên một vị thần cho thấy các nhà khoa học kinh ngạc như thế nào trước kích thước của nó. Trong tiếng Trung, nó thường được dịch là Quetzalcoatlus.
Gầy và cao
Vì xương của những loài thằn lằn bay khổng lồ cực kỳ mỏng manh và khó bảo quản nên các mẫu hóa thạch hoàn chỉnh thường khó bảo quản. Do đó, khi các nhà cổ sinh vật học suy đoán về kích thước của các loài thằn lằn bay lớn, họ chỉ có thể ước tính kích thước dựa trên các loài có nhiều hóa thạch hơn và áp dụng tỷ lệ vào xương ngón tay chưa hoàn chỉnh của thằn lằn bay. Do các phương pháp tính toán khác nhau nên dữ liệu có thể bị sai lệch. Ban đầu, người ta ước tính sải cánh của Quetzalcoatlus có thể đạt tới 15,5 mét, nhưng nghiên cứu mới nhất cho thấy thực tế nó chỉ dài khoảng 10 đến 12 mét. Các nhà khoa học sau đó phát hiện ra một loài Quetzalcoatlus khác chưa được đặt tên ở Montana với sải cánh chỉ dài 5 mét.
So sánh kích thước của Quetzalcoatlus. Loài lớn hơn là Quetzalcoatlus northropi, loài nhỏ hơn là một loài khác vẫn chưa được đặt tên | Matt Martyniuk (Dinoguy2) / Wikimedia Commons
Trọng lượng của Quetzalcoatlus vẫn là một bí ẩn mà các nhà cổ sinh vật học đã tranh luận trong nhiều năm. Dựa trên sải cánh khổng lồ của Quetzalcoatlus, các chuyên gia hàng không Mỹ ước tính trọng lượng của nó chỉ khoảng 100 kg. Nhưng ngay sau đó, có người lên tiếng phản đối: với thân hình to lớn như vậy và trọng lượng chỉ 100 kg, có lẽ nó thậm chí còn không thể đứng được chứ đừng nói đến bay. Một số học giả ước tính rằng Quetzalcoatlus nặng khoảng 544 kg, nhưng điều này cũng bị mọi người phủ nhận: một loài thằn lằn bay "béo" như vậy, ngay cả với những cơ bắp khỏe nhất, cũng không thể thắng được trọng lực. Quan điểm chính thống hiện nay cho rằng Quetzalcoatlus nặng từ 180 đến 250 kg.
Chiều cao của Quetzalcoatus gần bằng hươu cao cổ, nhưng một con hươu cao cổ có "hình dáng quỷ dữ" nặng hơn 1 tấn. Loài Quetzalcoatus có chiều cao tương tự có bí quyết gì để giữ được cơ thể thon thả? Câu trả lời nằm ở xương của chúng. Bộ xương của Quetzalcoatlus rỗng, có các xương sườn cực mỏng tạo thành cấu trúc dạng tổ ong nhẹ. Cấu trúc này không chỉ có thể giúp giảm đáng kể trọng lượng mà còn cải thiện độ cứng và sức mạnh của xương.
Bully bay
Chi trước của Quetzalcoatlus được bao phủ bởi các cơ bắp khỏe mạnh, chiếm một phần tư trọng lượng cơ thể của nó. Các nhóm cơ phát triển tốt giúp Quetzalcoatlus có đôi chân trước khỏe, và cặp cánh mạnh mẽ này có thể giúp chúng nâng đỡ cơ thể và đi trên cạn. Khi cất cánh, chúng sử dụng chân trước và chân sau để đẩy xuống đất, dựa vào lực phản ứng của mặt đất để "đẩy" mình lên trời, sau đó dang rộng đôi cánh và bay vút lên trời.
Trước đây, mọi người thường cho rằng màng cánh của thằn lằn bay chỉ là một lớp da mỏng, nhưng dựa trên phân tích hóa thạch màng cánh, cấu trúc của nó thực chất rất cứng. Có lớp biểu bì ở phần trên và phần dưới của màng cánh, ở giữa có nhiều mạch máu và sợi cơ khỏe. Nó không chỉ chắc chắn mà còn rất đàn hồi. Đôi cánh khỏe mạnh như vậy giúp thằn lằn bay có thể chịu được gió và mưa và không dễ bị trầy xước.
Hình ảnh nghệ thuật mô phỏng phần mô mềm của cánh khủng long bay. Nhiều lớp tạo nên mô rắn | Sankar Chatterjee & RJ Templin / Bài báo đặc biệt của Hiệp hội Địa chất Hoa Kỳ (2004)
Các nhà khoa học suy đoán rằng Quetzalcoatlus bay theo cách tương tự như loài chim hải âu hay kền kền ngày nay, vì tất cả chúng đều có đôi cánh lớn một cách thái quá. Những loài bay nặng hơn này rất giỏi trong việc sử dụng luồng không khí nóng bốc lên để bay trên cao trong thời gian dài mà không cần vỗ cánh. Kiểu bay này được gọi là "bay lượn". Quetzalcoatlus cũng có khả năng vỗ cánh và bay, nhưng nó có thể tiết kiệm năng lượng hiệu quả bằng cách mượn sức mạnh của luồng khí nhiệt.
So sánh hình dạng cánh giữa các loài thằn lằn bay, chim hải âu và kền kền | Mark Paul Witton và Darren Naish / PLoS ONE (2008)
Hộp sọ của Quetzalcoatlus dài khoảng 2,5 mét, không có răng trong miệng và các cạnh hàm sắc nhọn được bao phủ bởi một lớp keratin cứng. Vũ khí chết người này thường bị đánh giá thấp và được các nhà khoa học gọi là "mỏ tử thần" đáng sợ.
Khi Quetzalcoatlus lần đầu tiên được phát hiện, các học giả tin rằng cái mỏ dài của loài này được dùng để đánh cá. Tuy nhiên, hóa thạch của loài thằn lằn bay đánh cá thường được tìm thấy ở tầng đáy biển, nhưng Quetzalcoatlus lại không phải như vậy. Loài này sống ở vùng đồng bằng nội địa và bị chôn vùi cùng với các loài khủng long trên cạn. Chức năng của mỏ Quetzalcoatlus là gì?
Các nhà khoa học suy đoán rằng khi Quetzalcoatlus vặn cổ và vung mỏ, động tác này đủ để xuyên thủng da và thịt của con khủng long. Quetzalcoatlus thường bay lơ lửng trên không để tìm kiếm xác động vật, và khi tìm thấy mục tiêu, nó sẽ hạ cánh, sử dụng kích thước khổng lồ của mình để xua đuổi những kẻ săn mồi khác và thưởng thức bữa tiệc. Nếu không có xác chết, Quetzalcoatlus cũng có thể tấn công những con khủng long nhỏ trên cạn và sẽ không tha cho những quả trứng khủng long trong tổ khủng long.
Một con Quetzalcoatlus hung dữ tấn công một con khủng long con | Mark Witton và Darren Naish / Wikimedia Commons
Nhưng thợ săn đôi khi cũng thất bại. Ví dụ, một con Quetzalcoatlus được tìm thấy ở Canada có răng của một con Sauropteryx cắm sâu vào xương ngón tay. Mặc dù không chắc chắn liệu loài khủng long Saurornithine có ăn xác của Quetzalcoatlus hay không, nhưng có thể hình dung rằng khi chúa tể bầu trời hạ cánh xuống đất, nó vẫn phải cúi đầu trước loài khủng long theropod hung dữ.
Một gia đình thịnh vượng
Quetzalcoatlus không phải là loài duy nhất xuất hiện trên bầu trời vào cuối kỷ Phấn trắng. Kể từ những năm 1980, các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều loài thằn lằn bay khổng lồ, bao gồm Acheronopteryx, Bauconipterus và Hatzegopteryx. Chúng và Quetzalcoatlus đều thuộc họ Mysopterygidae. Trong số đó, loài Hatzegopteryx được phát hiện ở Romania có sải cánh dài hơn 11 mét. Nó lớn hơn và khỏe hơn, vượt qua Quetzalcoatlus để trở thành loài vật biết bay lớn nhất.
Kích thước ước tính và bộ xương của một con thằn lằn bay khổng lồ. A và B là Hatzegopteryx, C là Arambourgiania philadelphiae, trong đó chỉ có một vài xương được tìm thấy và kích thước của nó không rõ; D và E là loài Quetzalcoatlus nhỏ, vẫn chưa được đặt tên. | Mark Witton / Wikimedia Commons
Mysopterygidae là một họ thằn lằn bay xuất hiện tương đối muộn, chỉ mới xuất hiện trên sân khấu lịch sử vào đầu kỷ Phấn trắng cách đây 108 triệu năm. Nhưng chỉ trong vài triệu năm, chúng đã phát triển nhanh chóng về kích thước và trở thành kẻ thống trị tuyệt đối trên bầu trời kỷ Phấn trắng. Họ Mysopterygidae đều là những loài thằn lằn bay lớn, ngay cả những loài nhỏ hơn cũng có sải cánh dài từ 3 đến 4 mét. Chúng có cổ dài, mỏ không răng và là loài săn mồi hung dữ. Hóa thạch cho thấy Hatzegopteryx là loài săn mồi hàng đầu trên các đảo châu Âu, khiến họ thằn lằn bay trở thành "vua" của thế giới. Họ từ trên trời lao xuống, khiến lũ khủng long trên đảo không kịp trở tay. Sau khi hạ cánh, chúng bắt đầu giết chóc bừa bãi và không thể ngăn cản.
Tái tạo Quetzalcoatlus | René Kastner / Wikimedia Commons
Các loài thằn lằn bay chân thú phân bố rộng rãi ở Bắc Mỹ, Châu Âu, Châu Phi và Châu Á trong kỷ Phấn trắng. Điều đáng nói là loài thằn lằn bay Chiết Giang, thuộc họ thằn lằn bay Thần Long, được phát hiện ở thành phố Lâm Hải, tỉnh Chiết Giang. Đây không chỉ là hóa thạch đầu tiên của Pterosauridae được tìm thấy ở Trung Quốc mà còn là mẫu hóa thạch hoàn chỉnh nhất của Pterosauridae được biết đến.
Vào cuối kỷ Phấn trắng, một tiểu hành tinh đã va vào Trái Đất, khiến tất cả các loài thằn lằn bay, bao gồm cả Quetzalcoatlus, biến mất khỏi Trái Đất cùng với loài khủng long. Kích thước lớn có nghĩa là mức tiêu thụ năng lượng cao hơn. Kích thước mà Quetzalcoatlus tự hào giờ đây đã trở thành một khuyết điểm chết người. Họ chỉ có thể nhìn những loài động vật nhỏ biết bay xung quanh dần dần tiêu diệt họ. Họ thằn lằn bay thống trị bầu trời rộng lớn trong hàng tỷ năm, nhưng cuối cùng đã nhường chỗ cho sự xuất hiện của loài chim.
