Khủng long có lông ở Trung Quốc củng cố giả thuyết về các con đường tiến hóa riêng biệt dẫn đến khả năng bay

Hóa thạch dài 57 cm hé lộ lịch sử tiến hóa khác biệt về khả năng bay

Một loài khủng long có lông từ Hệ tầng Jiufotang ở đông bắc Trung Quốc đang cung cấp bằng chứng mới cho thấy chim và một số họ hàng khủng long gần nhất đã hình thành cấu tạo giải phẫu liên quan đến khả năng bay theo những trình tự tiến hóa khác nhau. Mẫu vật mang tên Norellraptor barsboldi dài 57 cm, bảo tồn một bộ xương hoàn chỉnh cùng một số dấu vết lông.

Kết quả đáng chú ý nhất đến từ việc so sánh các nhánh trong cây phả hệ khủng long. Các nhà nghiên cứu tái dựng 194 biến đổi giải phẫu dọc theo nhánh microraptorine, nhóm có Norellraptor thuộc về. Trong số đó, 57 biến đổi cũng xuất hiện ở nhánh tiến hóa dẫn đến chim. Tỷ lệ này vào khoảng 29,4%, được làm tròn thành 30% trong các mô tả về phát hiện. Tuy nhiên, những đặc điểm tương đồng xuất hiện theo trình tự khác nhau ở hai nhóm.

Ở microraptorine, các xương ngón tay ngắn lại trước những biến đổi về sau, gồm sự hợp nhất của xương cổ tay và bàn tay, cũng như sự kéo dài của xương ức. Ở nhánh chim, các biến đổi này diễn ra theo trình tự ngược lại. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự khác biệt này ủng hộ giả thuyết cấu tạo giải phẫu phục vụ việc bay được hình thành độc lập, thay vì được kế thừa từ cùng một bộ phận hay phát triển theo một quy luật giống hệt nhau.

Xuri Wang và các đồng tác giả mô tả hóa thạch cùng phân tích của họ trong nghiên cứu trên Nature Communications, công bố ngày 29 tháng 9 năm 2026. Nghiên cứu có sự tham gia của các nhà khoa học thuộc Viện Địa chất Trung Quốc và Đại học Địa chất Hà Bắc, cùng các đồng nghiệp quốc tế, trong đó có các nhà nghiên cứu đến từ Italy và Slovakia.

Kết luận tập trung vào cách các đặc điểm liên quan đến di chuyển trên không tiến hóa ở những nhóm có quan hệ họ hàng. Nghiên cứu không xác lập rằng chính cá thể này có thể bay bằng lực chủ động trong thời gian dài. Sự phân biệt đó giúp tách biệt bằng chứng lưu lại trong xương với cách diễn giải rộng hơn về tiến hóa.

Từ phát hiện của một nông dân đến loài mới được đặt tên

Một nông dân địa phương phát hiện hóa thạch ở huyện Kiến Xương, tỉnh Liêu Ninh, rồi hiến tặng mẫu vật cho bảo tàng thuộc Đại học Địa chất Hà Bắc vào năm 2023. Nghiên cứu xác định cụ thể hơn địa điểm này là thị trấn Lạp Ma Động, phía tây Liêu Ninh, và xếp hóa thạch vào Hệ tầng Jiufotang thuộc kỷ Phấn trắng sớm.

Các lớp đá được cho là có niên đại khoảng 120 triệu năm. Mốc này cụ thể hơn khoảng thời gian rộng của kỷ Phấn trắng sớm, từ khoảng 145 triệu đến 100 triệu năm trước, được dùng trong một số mô tả về phát hiện. Khoảng thời gian rộng xác định kỷ địa chất, chứ không phải phép đo tuổi chính xác của hóa thạch này.

Mẫu vật có mã số 130108-MHGU-F4281 và được xem là mẫu chuẩn, tức mẫu tham chiếu dùng để xác định loài mới được đặt tên. Một số mô tả gọi bộ xương này là gần như hoàn chỉnh, nhưng bài báo khoa học mô tả nó là hoàn chỉnh, chỉ có xương quanh đai chi bị xô lệch ở mức vừa phải.

Trình tự sự kiện đã biết trải dài từ thời địa chất đến nghiên cứu gần đây:

• Kỷ Phấn trắng sớm: loài vật sống tại khu vực ngày nay là phía tây Liêu Ninh; di cốt được bảo tồn trong Hệ tầng Jiufotang.
• Năm 2023: hóa thạch được hiến tặng cho bảo tàng thuộc Đại học Địa chất Hà Bắc.
• Ngày 29 tháng 9 năm 2026: nghiên cứu mô tả Norellraptor barsboldi và ý nghĩa tiến hóa của loài được công bố trên Nature Communications.

Vì sao Norellraptor là một loài riêng biệt

Tên loài vinh danh hai nhà cổ sinh vật học có công trình góp phần xác lập mối quan hệ gần gũi giữa chim và khủng long. Norellraptor nhắc đến nhà cổ sinh vật học người Mỹ Mark Allen Norell, còn barsboldi vinh danh nhà cổ sinh vật học người Mông Cổ Rinchen Barsbold. Bài báo ghi nhận những đóng góp xuất sắc của cả hai trong nghiên cứu về các loài khủng long có cấu tạo giải phẫu giống chim.

Việc phân loại dựa trên tổ hợp đặc điểm xương đặc trưng, chứ không chỉ dựa vào lông. Những đặc điểm này gồm một lỗ mở lớn bất thường ở vùng mõm, xương mu cong nhẹ với một mấu nhỏ ở đầu dưới, cùng những khác biệt cụ thể ở răng, cổ tay, bàn chân và tỷ lệ các chi.

Các phép so sánh giúp phân biệt Norellraptor với một số loài microraptorine khác, trong đó có Microraptor, Changyuraptor, Wulong và Zhongjianosaurus. Chẳng hạn, khi so với Zhongjianosaurus, bài báo chỉ ra chiếc đuôi và xương ức ngắn hơn nếu xét theo tỷ lệ, cũng như chi trước ngắn và mảnh hơn so với chi sau.

Microraptorine hé lộ điều gì về khả năng di chuyển trên không

Microraptorine là những loài khủng long săn mồi nhỏ, có quan hệ gần với chim. Các mô tả về nhóm này ước tính chúng nặng khoảng một kilôgam, dù đây không phải là khối lượng cơ thể được đo ở mẫu Norellraptor. Hàng trăm mẫu hóa thạch microraptorine đã được tìm thấy, tạo nên nguồn tư liệu hóa thạch đáng kể để các nhà nghiên cứu so sánh cấu tạo giải phẫu.

Một số mẫu vật còn lưu lại những chiếc lông dài trên cả chi trước lẫn chi sau. Đặc điểm này khiến các nhà nghiên cứu tìm hiểu liệu chúng lượn, tự bay bằng lực của mình hay sử dụng những hình thức di chuyển trên không khác nhau. Nghiên cứu mô tả các thích nghi với việc di chuyển trong không trung ở ít nhất một số loài trong nhóm, chứ không gán khả năng giống nhau cho mọi loài.

Microraptorine và chim đều thuộc Paraves, nhóm lớn hơn bao gồm chim và những họ hàng khủng long gần nhất của chúng. Trong nhóm này, microraptorine thuộc họ khủng long dromaeosaurid, còn nhánh chim được gọi là Avialae. Mối quan hệ gần gũi khiến những điểm tương đồng có giá trị nghiên cứu, đồng thời đặt ra một câu hỏi khó: đặc điểm nào bắt nguồn từ tổ tiên chung, và đặc điểm nào tiến hóa riêng biệt?

Khả năng bảo tồn đặc biệt tốt giúp giải đáp câu hỏi đó. Các hóa thạch microraptorine khác lưu lại lông chi tiết, thậm chí cả tàn tích thức ăn trong ruột. Norellraptor cung cấp một bộ xương đặc biệt hoàn chỉnh cùng bằng chứng từ mô xương, cho phép các nhà nghiên cứu xem xét cả vị trí tiến hóa lẫn giai đoạn tăng trưởng của nó.

Đặc điểm tương đồng, trình tự khác nhau

Phép so sánh tìm thấy 57 đặc điểm chung trong số 194 biến đổi giải phẫu được tái dựng ở nhánh microraptorine. Các ví dụ được nêu trong những bài viết về nghiên cứu gồm lông cánh, xương ngón chân hình móc và xương cẳng tay dài hơn xương cánh tay. Bài báo khoa học xem mức độ trùng lặp khoảng 30% này là những điểm tương đồng xuất hiện độc lập ở nhánh chim.

Cần diễn giải thận trọng các con số. Chúng chỉ những biến đổi giải phẫu được tái dựng trên cả một nhánh tiến hóa, chứ không phải 194 bằng chứng riêng biệt cho thấy Norellraptor có thể bay. Tỷ lệ 30% cũng không đo lường mức độ khủng long này sở hữu hệ thống bay của chim.

Trọng tâm của phép kiểm tra là trình tự các đặc điểm xuất hiện. Ngón tay ngắn lại từ sớm, rồi cổ tay và bàn tay hợp nhất về sau, là một trình tự khác với việc củng cố các cấu trúc đó trước khi làm ngón tay ngắn đi. Các nhà nghiên cứu phát hiện những khác biệt nhất quán giữa nhánh microraptorine và nhánh chim về trình tự xuất hiện của các đặc điểm liên quan đến khả năng bay.

Đó là lý do hóa thạch này có ý nghĩa vượt ra ngoài việc bổ sung thêm một loài khủng long có lông vào hồ sơ hóa thạch. Những kết quả cuối cùng giống nhau có thể che giấu lịch sử tiến hóa khác biệt. Việc xác định Norellraptor nằm trong số các microraptorine phân nhánh muộn hơn trong quá trình tiến hóa của nhóm giúp nhóm nghiên cứu có thêm một điểm tham chiếu để tái dựng diễn biến của những lịch sử đó.

Ba giả thuyết được đưa ra kiểm nghiệm

Nghiên cứu xem xét ba giả thuyết cạnh tranh nhằm giải thích những điểm tương đồng giữa microraptorine và chim. Giả thuyết thứ nhất cho rằng tổ tiên paravian cổ đã có năng lực bay sơ khai. Sau đó, chim và microraptorine kế thừa, phát triển năng lực này, còn những họ hàng khác về sau đánh mất nó.

Giả thuyết thứ hai cho rằng khả năng bay có nguồn gốc độc lập. Theo mô hình này, những yêu cầu tương tự gắn với việc di chuyển trên không đã tạo ra các đặc điểm tương đồng ở những nhánh riêng biệt. Sự tiến hóa độc lập của các đặc điểm tương tự được gọi là tiến hóa đồng quy. Những loài có quan hệ gần gũi vẫn có thể tiến hóa đồng quy, dù chúng cũng chia sẻ nhiều đặc điểm được thừa hưởng từ tổ tiên chung.

Giả thuyết thứ ba liên quan đến những hạn chế phát triển chung. Ngay cả khi các thích nghi với việc di chuyển trên không xuất hiện độc lập, những khuôn mẫu tăng trưởng được thừa hưởng có thể đã định hướng hai nhánh phát triển cấu tạo giải phẫu tương tự theo cùng một trình tự. Theo đó, sự giống nhau một phần có thể là hệ quả của quá trình phát triển chung, chứ không phải do cùng sở hữu một bộ phận bay hoàn chỉnh.

Các nhà nghiên cứu kiểm tra giả thuyết thứ ba bằng cách xem trình tự hình thành các đặc điểm có lặp lại ở hai nhánh hay không. Kết quả tái dựng cho thấy điều đó không xảy ra. Kết hợp với bằng chứng về sự phát triển của xương, kết quả ủng hộ những con đường tiến hóa riêng biệt, chịu tác động của các áp lực chọn lọc khác nhau. Phát hiện này thách thức một cách giải thích cụ thể về sự tương đồng, nhưng không phủ nhận nguồn gốc chung của chim và microraptorine.

Sự phát triển của xương giúp ước tính tuổi

Nhóm nghiên cứu khảo sát xương quay, một trong các xương cẳng tay, để ước tính tuổi của con vật. Mô xương có hai vạch ngừng tăng trưởng rõ rệt, là những dấu tích hình thành khi xương chậm phát triển hoặc ngừng tăng trưởng. Các vạch này lưu lại dấu hiệu của những chu kỳ tăng trưởng, nhưng phần sớm nhất của dấu tích có thể bị mất khi phần bên trong xương tái cấu trúc.

Hai vạch còn lưu lại cùng phần đầu của một vùng tăng trưởng tiếp theo cho thấy con vật đã sống ít nhất hai năm sau khi nở. Các nhà nghiên cứu cho rằng ước tính này thấp hơn thực tế, bởi lớp xương ngoài tương đối mỏng bao quanh một khoang bên trong lớn cho thấy một vùng tăng trưởng trước đó có thể đã bị loại bỏ hoàn toàn. Vì vậy, họ ước tính tuổi tối thiểu của con vật là ba năm.

Mẫu vật vẫn đang phát triển khi chết. Đồng thời, các khớp hợp nhất ở xương cẳng chân và bàn chân, cùng bề mặt nhẵn của các xương dài, cho thấy nó đã qua giai đoạn non trẻ ban đầu. Những quan sát này cho thấy kích thước đơn thuần không phải là thước đo đáng tin cậy để xác định mức độ trưởng thành.

Norellraptor nằm giữa những mẫu vật khác được dùng để so sánh: mẫu chuẩn chưa trưởng thành của Wulong bohaiensis và một mẫu Sinornithosaurus được ước tính chưa đến hai năm tuổi, trong khi mẫu chuẩn trưởng thành của Changyuraptor yangi ít nhất năm năm tuổi. Đây là độ tuổi của từng hóa thạch cụ thể, không phải tuổi thọ cố định của các loài. Tính đến yếu tố này giúp tránh nhầm lẫn khác biệt về mức độ trưởng thành với khác biệt tiến hóa.

Các nhà khoa học khác nhìn nhận kết quả ra sao

Michael Pittman, nhà cổ sinh vật học thuộc Đại học Trung Quốc tại Hong Kong, xem các phát hiện là bằng chứng bổ sung cho giả thuyết khả năng bay xuất hiện độc lập ở các loài khủng long có lông:

Nghiên cứu cung cấp bằng chứng mới quan trọng, củng cố thêm giả thuyết rằng khả năng bay đã tiến hóa nhiều lần ở các loài khủng long có lông, trong đó ít nhất một lần ở microraptorine và ít nhất một lần ở chim,

Nhận định của ông đặt kết quả này trong cuộc tranh luận ngày càng phát triển về nhiều nguồn gốc của khả năng bay, thay vì xem một hóa thạch là lời giải dứt điểm cho cuộc tranh luận. Sự phân biệt này có ý nghĩa vì các nhà nghiên cứu tái dựng trình tự tiến hóa dựa trên cấu tạo giải phẫu và mối quan hệ họ hàng, chứ không dựa trên quan sát trực tiếp các loài vật đã tuyệt chủng khi bay.

Neil Gostling, nhà sinh học tiến hóa phát triển tại Đại học Southampton, chú ý đến số lượng lớn biến đổi ở nhánh microraptorine không được tìm thấy ở chim. Khi mô tả nhiều con đường tiến hóa mà các loài vật này đã trải qua, ông nói rằng nhiều loài:

đang khám phá mọi hướng đi mà chúng có thể lựa chọn

Nhận xét của ông nhấn mạnh cả những khác biệt lẫn điểm tương đồng. 57 đặc điểm trùng lặp tạo cơ sở để so sánh hai nhóm, trong khi những biến đổi còn lại và trình tự khác biệt cho thấy không nên xem nhánh nào là phiên bản thay thế đơn giản cho nhánh kia.

Những điều hóa thạch chưa thể giải đáp

Norellraptor củng cố lập luận rằng microraptorine hình thành các thích nghi với việc di chuyển trên không độc lập với chim. Hóa thạch không trực tiếp cho thấy cá thể này di chuyển trong không trung như thế nào, có thể bay bao xa hay có thể duy trì chuyến bay bằng lực chủ động hay không. Những câu hỏi về chức năng này vẫn tách biệt với phân tích tiến hóa, dù mẫu vật bảo tồn một phần bộ lông và bộ xương chi tiết.

Vai trò được cho là của các áp lực chọn lọc khác nhau cũng vẫn là một cách diễn giải, chứ không phải kết quả đo lường chính xác những yêu cầu môi trường tác động lên từng nhánh. Cần thêm hóa thạch và bằng chứng về sự phát triển của xương để kiểm tra mức độ phổ biến của mô hình được tái dựng ở các loài khủng long có quan hệ gần với chim. Chưa có thông báo về ngày cụ thể cho nghiên cứu tiếp theo hay đợt phân tích hóa thạch mới.

Đóng góp quan trọng nhất là sự kết hợp của nhiều bằng chứng: một hóa thạch được xác định chính xác, ước tính tuổi dựa trên mô xương và phép so sánh trình tự xuất hiện của các biến đổi giải phẫu. Tổng hợp lại, những bằng chứng này cho thấy vì sao việc sở hữu các cấu trúc tương tự chưa đủ để kết luận rằng hai nhóm đã hình thành chúng thông qua cùng một quá trình tiến hóa.

Điểm chính

• Norellraptor barsboldi là loài khủng long có lông, được biết đến qua bộ xương dài 57 cm từ Hệ tầng Jiufotang ở phía tây Liêu Ninh, Trung Quốc.
• Một nông dân địa phương phát hiện hóa thạch và hiến tặng cho Đại học Địa chất Hà Bắc vào năm 2023.
• Nghiên cứu được công bố trên Nature Communications ngày 29 tháng 9 năm 2026.
• Các nhà nghiên cứu tái dựng 194 biến đổi giải phẫu ở nhánh microraptorine; trong đó 57 biến đổi, tương đương khoảng 30%, cũng xuất hiện ở nhánh chim.
• Các đặc điểm liên quan đến khả năng bay xuất hiện theo trình tự khác nhau ở microraptorine và chim, ủng hộ giả thuyết chúng hình thành độc lập trong quá trình tiến hóa.
• Mô xương cho thấy mẫu vật ít nhất ba năm tuổi và vẫn đang phát triển khi chết.
• Các phát hiện không xác định chính xác khả năng bay của Norellraptor.