Lộ diện loài "voi 4 ngà" nhờ phát hiện hóa thạch ở nghĩa địa voi

Một số loài gomphotheres, họ hàng của voi và hiện đã tuyệt chủng, đã chọn kết thúc cuộc đời của chúng ở hoặc gần một con sông cổ ở Bắc Florida vào khoảng năm triệu rưỡi năm trước.

Mặc dù ngày nay dòng sông không còn tồn tại, nhưng các hóa thạch còn sót lại cung cấp cho các nhà cổ sinh vật học một bức ảnh chụp nhanh về sự sống ở Florida nguyên. Đầu năm ngoái, các nhà nghiên cứu và tình nguyện viên đã bắt đầu khai quật những con gomphotheres này tại Khu vực hóa thạch Montbrook với ý tưởng rằng sẽ có những khám phá đột phá.

Theo Jonathan Bloch, người phụ trách cổ sinh vật có xương sống tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Florida, "Đây là phát hiện chỉ có một lần trong đời." Đó là bộ xương gomphothere hoàn chỉnh nhất trong khoảng thời gian này ở Florida và là một trong những bộ xương tốt nhất ở Bắc Mỹ.

Vào đầu mùa xuân năm 2022, Bloch và nhóm của ông đã tìm thấy các mảnh của bộ xương gomphothere. Trước đây, Montbrook là nơi duy nhất chứa các bộ xương gomphohere riêng lẻ. Tuy nhiên, một tình nguyện viên đào bới gần đó đã phát hiện ra phần chân có khớp nối của một vật thể rất lớn vài ngày sau đó.

Dean Warner, một giáo viên hóa học đã nghỉ hưu và là tình nguyện viên ở Montbrook, cho biết: "Tôi bắt đầu phát hiện ra từng mảnh xương ngón chân và xương mắt cá chân. Khi tôi tiếp tục đào, thứ hóa ra là xương trụ và mọi thứ bắt đầu lộ ra. Tất cả chúng tôi đều biết rằng một cái gì đó rất đặc biệt đã được phát hiện.

Họ thu thập được nhiều bộ xương hoàn chỉnh, bao gồm một con trưởng thành và ít nhất bảy con chưa thành niên, chỉ trong vòng vài ngày. Trước khi có thể xác định chính xác kích thước của chúng, nhóm nghiên cứu sẽ cần phải khai quật toàn bộ các mẫu vật. Tuy nhiên, Bloch ước tính rằng con trưởng thành cao 2,5 mét tính đến vai.

Theo Rachel Narducci, người quản lý bộ sưu tập cổ sinh vật có xương sống tại Bảo tàng Florida, "Những con voi hiện đại di chuyển theo đàn và có thể rất bảo vệ con non của chúng, nhưng tôi không nghĩ đến tình huống mà tất cả gomphothere (ở khu khai quật) đều chết cùng một lúc." Có vẻ như các thành viên của một hoặc nhiều đàn bị mắc kẹt vào những thời điểm khác nhau.

Kể từ đó, một lớp hóa thạch sâu tới 3 mét đã được tạo ra do cát mịn và đất sét nén của khu vực này. Mặc dù các lớp hóa thạch được tìm thấy trong đất liền cách Vịnh Mexico 50 km, nhưng khu vực này vào cuối thế Miocene gần biển hơn nhiều, trong thời gian đó nhiệt độ và mực nước biển cao hơn hiện tại đã hỗ trợ chôn vùi xương.

Kết quả là hóa thạch của lạc đà, tê giác và lạc đà không bướu được chôn vùi cùng với cá nước ngọt và nước mặn, rùa, cá sấu Mỹ và tôm đào hang. Đôi khi người ta cũng tìm thấy hóa thạch của các loài sinh vật biển cổ xưa hơn nhiều, như cá mập, bởi vì lớp đá vôi mà con sông cổ đại cắt ngang qua đã được hình thành khi Florida còn là một thềm biển nông.

Trong bảy năm qua, các nhà cổ sinh vật học làm việc tại Montbrook đã tìm thấy hóa thạch nai cổ nhất ở Bắc Mỹ, hộp sọ lâu đời nhất của một con hổ răng kiếm và một loài diệc mới đã tuyệt chủng. Chó nghiền xương và gấu mặt ngắn, trong số các di chỉ hóa thạch thời đó, cũng được phát hiện, cũng xuất hiện rải rác.

Bất chấp sự đa dạng của hóa thạch ở Montbrook, phần lớn các loài động vật này đã bị chôn vùi sau khi bị nước cuốn trôi và phần còn lại của chúng hiếm khi được phát hiện nguyên vẹn. Việc tìm thấy một gomphotheres hoàn chỉnh là điều hoàn toàn bất ngờ.

Theo Narducci, chúng tôi chưa bao giờ thấy bất cứ điều gì như thế này xảy ra ở Montbrook. Thông thường, chúng tôi chỉ phát hiện ra một phần của bộ xương trong khu vực này. Những con gomphotheres chắc chắn đã bị chôn vùi nhanh chóng hoặc chúng có thể đã bị cuốn vào khúc quanh của dòng sông nơi dòng chảy bị hãm tốc.

Động vật có vòi là tên gọi chung của voi và họ hàng đã tuyệt chủng của chúng. Chúng xuất hiện phổ biến ở hầu hết các lục địa lớn trước khi con người xuất hiện và gomphotheres là một trong những loài đa dạng nhất. Gomphotheres có một hồ sơ hóa thạch dài đặc biệt với hơn 20 triệu năm, không giống như các đồng loại voi ma mút lông xoăn nổi tiếng vốn xuất hiện và biến mất ngay trước và sau kỷ băng hà Pleistocen.

Khoảng 23 triệu năm trước, vào đầu thế Miocen, chúng bắt đầu tiến hóa ở châu Phi. Sau đó, chúng lan sang châu Âu và châu Á. Chúng đã đến Bắc Mỹ qua dải đất liền Bering vào 16 triệu năm trước. Những con gomphotheres băng qua Nam Mỹ cho đến khi eo đất Panama nhô lên trên mặt biển 2,7 triệu năm trước. Trên đường đi, gomphotheres đã phát triển một số khả năng đặc biệt cho phép chúng thích nghi với môi trường mới.

Theo Narducci, "Tất cả chúng ta đều biết về voi răng mấu và voi ma mút lông xù trông như thế nào, nhưng gomphotheres gần như không dễ phân loại. Chúng có nhiều kích cỡ cơ thể khác nhau và hình dạng ngà của chúng cũng rất khác nhau giữa các loài."

Ngoài cặp ngà ở hàm trên được tìm thấy ở động vật có vòi, một số loài gomphotheres còn có bộ ngà thứ hai gắn vào hàm dưới. Cặp ngà dưới phát triển thành các hình dạng ngày càng khó tin do quá trình chọn lọc tự nhiên. Nhiều loài có ngà dưới nhỏ mọc nhô ra như theo song song với đầu xương hàm. Những chiếc ngà của gomphotheres dẹt và dính vào nhau giống như một cặp răng hoẵng khổng lồ mà chúng dùng để cạo vỏ cây.

Những chiếc ngà này thường được các nhà cổ sinh vật học sử dụng như một đặc điểm chẩn đoán. Dải men xoắn ốc chạy dọc theo chiều dài của mỗi chiếc ngà được tìm thấy trên gomphotheres từ Montbrook. Vào thời điểm đó, chỉ có một nhóm gomphotheres có dải đặc biệt này tồn tại. Điều này cho phép Bloch và Narducci chia sẻ danh tính của các hóa thạch Montbrook thành một loài thuộc chi Rhyncotherium, trước đây phân bố khắp Bắc và Trung Mỹ.

Theo Bloch, chỉ có một địa điểm hóa thạch ở miền nam California đã tạo ra một mẫu Rhynchotherium chưa trưởng thành và trưởng thành. Chúng tôi đã học được rất nhiều về giải phẫu và sinh học của nhóm này mà trước đây chúng tôi chưa biết, bao gồm cả những sự thật mới về hình dạng của hộp sọ và ngà.

Trước đây phổ biến ở Châu Phi, Âu Á và Châu Mỹ, gomphotheres phát triển mạnh ở các trảng cỏ. Tuy nhiên, những đồng cỏ khổng lồ, dần dần thay thế các trảng cỏ, đã xuất hiện khi khí hậu toàn cầu bắt đầu thay đổi từ khoảng 14 triệu năm trước. Kết quả là sự đa dạng của các loài gomphothere bị suy giảm dần. Một số loài đã thành công trong việc chuyển đổi từ chế độ ăn cây cối sang chế độ ăn chủ yếu là cỏ, nhưng vào cuối thế Miocen, khi một nhóm động vật có vòi mới bắt đầu bước vào giai đoạn này, Gomphotheres lại bị giáng một đòn khác.

Trước khi di chuyển về phía bắc vào Âu Á, voi ma mút và voi có nguồn gốc từ Châu Phi, chúng đã thay thế chúng trong quá trình cạnh tranh không gian sinh tồn này theo bước chân của những con gomphotheres đã đi trước đó. Chỉ còn lại một số loài gomphothere vào thời điểm con người đến châu Mỹ, ngay trước khi chúng tuyệt chủng. Những con gomphothere cuối cùng đã biến mất vào cuối kỷ băng hà, cùng với phần lớn các loài động vật có vú lớn khác, do sự thay đổi khí hậu nhanh chóng và nạn săn bắn quá mức từ con người.

Nghiên cứu về Rhyncotherium nói riêng và gomphotheres nói chung được khôi phục nhờ phát hiện ở Montbrook. Ngoài ra, nó cung cấp cho các nhà nghiên cứu cơ hội tìm hiểu thêm về hệ động vật lôi cuốn từng sinh sống ở Bắc Mỹ.

Theo Bloch, "Điều tuyệt vời nhất là được chia sẻ quá trình khám phá này với rất nhiều tình nguyện viên từ khắp tiểu bang Florida. Mục tiêu của chúng tôi là lắp ráp bộ xương khổng lồ này và trưng bày nó cùng với voi ma mút và voi răng mấu mang tính biểu tượng đã có tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Florida.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống