Tổ tiên của đà điểu và emu từng là những kẻ bay đường dài

Đà điểu, emu, đà điểu Nam Mỹ, đà điểu đầu mào và kiwi ngày nay nổi tiếng vì không thể bay. Nhưng một nghiên cứu mới về hóa thạch chim 56 triệu năm tuổi cho thấy tổ tiên xa xưa của nhóm chim này có thể từng là những kẻ bay đường dài, có khả năng vượt qua những khoảng cách rất lớn giữa các vùng đất.

Bí ẩn về những loài chim không biết bay

Đà điểu và emu thuộc nhóm Palaeognathae, cùng với đà điểu Nam Mỹ, cassowary, kiwi và tinamou. Điều đặc biệt là nhóm này ngày nay phân bố ở Nam Mỹ, châu Phi, Australia và New Zealand, dù phần lớn các loài lớn trong nhóm không thể bay.

Trước đây, sự phân bố này từng được giải thích bằng lịch sử tan rã của siêu lục địa Gondwana. Tuy nhiên, dữ liệu di truyền và thời điểm phân tách của các dòng tiến hóa cho thấy các nhánh Palaeognathae hiện đại xuất hiện quá muộn so với quá trình các lục địa tách rời. Điều đó khiến một câu hỏi trở nên quan trọng: tổ tiên của chúng đã di chuyển giữa các châu lục bằng cách nào?

Điểm mấu chốt của nghiên cứu là những tổ tiên rất xa xưa của các loài chim không biết bay ngày nay có thể vẫn còn khả năng bay đường dài.

Hóa thạch 56 triệu năm tuổi hé lộ khả năng bay

Các nhà nghiên cứu tập trung vào một hóa thạch gần như nguyên vẹn của Lithornis promiscuus, một loài chim cổ sống khoảng 56 triệu năm trước. Mẫu hóa thạch có phần xương ức được bảo tồn tốt — một cấu trúc quan trọng để đánh giá cơ chế vận động của cánh và kiểu bay ở chim.

Nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp hình thái học hình học để so sánh hình dạng xương ức của Lithornis với hơn 150 loài chim hiện đại. Kết quả cho thấy hình dạng xương của nó gần với những loài có khả năng bay đường dài, chẳng hạn cò và diệc, hơn là những loài chỉ bay những quãng ngắn khi bị kẻ săn mồi làm giật mình.

Từ những chuyến bay xa đến các loài chim không biết bay

Phát hiện này giúp giải thích một phần bài toán địa lý tiến hóa của Palaeognathae. Nếu các tổ tiên cổ đại có thể bay xa, chúng có khả năng phân tán đến những vùng đất mới trước khi các dòng hậu duệ dần mất khả năng bay.

Điều đáng chú ý là sự mất khả năng bay dường như không xảy ra chỉ một lần. Dữ liệu di truyền cho thấy đà điểu, emu, đà điểu Nam Mỹ, cassowary và kiwi không đơn giản là những nhánh của một tổ tiên duy nhất đã mất khả năng bay. Thay vào đó, khả năng bay có thể đã bị mất độc lập ở nhiều dòng khác nhau — một ví dụ về tiến hóa song song.

Vì sao mất khả năng bay lại có lợi?

• Bay tiêu tốn rất nhiều năng lượng, trong khi một số môi trường cung cấp đủ thức ăn ngay trên mặt đất.
• Khi áp lực từ động vật săn mồi thấp, lợi ích của việc duy trì khả năng bay có thể giảm.
• Cơ thể lớn hơn có thể phù hợp với lối sống trên mặt đất nhưng lại gây khó khăn cho việc bay.
• Qua thời gian dài, các dòng chim có thể thích nghi với việc chạy, kiếm ăn và phòng vệ trên mặt đất thay vì sử dụng đôi cánh để di chuyển.

Một mảnh ghép mới trong lịch sử tiến hóa

Nghiên cứu không có nghĩa rằng một hóa thạch duy nhất đã trực tiếp chứng minh Lithornis là tổ tiên của mọi loài chim không biết bay ngày nay. Giá trị của phát hiện nằm ở chỗ nó cung cấp bằng chứng rằng các Palaeognathae cổ đại có khả năng bay tốt hơn nhiều so với các họ hàng còn sống hiện nay.

Từ một nhóm chim cổ có khả năng bay đường dài, các dòng hậu duệ sau đó có thể đã phân tán rộng khắp và nhiều lần tiến hóa theo hướng mất khả năng bay. Vì vậy, đôi chân khỏe của đà điểu hay lối sống trên mặt đất của emu có thể là kết quả của một lịch sử tiến hóa rất khác với hình ảnh của chúng ngày nay.

Hóa thạch Lithornis vì thế không chỉ kể câu chuyện về một loài chim đã tuyệt chủng, mà còn giúp các nhà khoa học ghép lại một phần lịch sử lâu dài của những loài chim từng bay qua các khoảng cách khổng lồ trước khi hậu duệ của chúng trở thành những “gã khổng lồ” sống trên mặt đất.