Những phát hiện hóa thạch chim cánh cụt mới tại New Zealand đang thúc đẩy một cuộc đánh giá lại toàn diện về lịch sử tiến hóa ban đầu của loài chim biển này.
Hình ảnh minh họa nghệ thuật về một bãi biển Bắc Canterbury cách đây khoảng 62 triệu năm. Ảnh: Bảo tàng Canterbury / Tom SimpsonHé lộ giai đoạn đa dạng hóa sớm hơn tưởng tượng
Từ lâu, giới khoa học biết rằng Nam Cực từng là nơi sinh sống của ít nhất 10 loài chim cánh cụt, bao gồm cả loài khổng lồ, trong kỷ Eocen (56–34 triệu năm trước).
Tuy nhiên, các hóa thạch mới khai quật tại Waipara Greensand, Bắc Canterbury cho thấy loài chim cánh cụt đã có thời kỳ đa dạng hóa phong phú và sớm hơn nhiều, ngay sau thảm họa tuyệt chủng Cretaceous-Paleogene 66 triệu năm trước – sự kiện diệt vong đã quét sạch phần lớn khủng long cùng nhiều loài sinh vật biển và trên cạn.
Trước đây, hồ sơ hóa thạch của chim cánh cụt rất hiếm, đặc biệt ở giai đoạn ngay sau sự tuyệt chủng hàng loạt, khiến việc tái dựng hành trình tiến hóa và thích nghi dưới nước của chúng trở nên khó khăn. Phần lớn chỉ là những mẫu rời rạc, không đủ để vẽ nên bức tranh đầy đủ.
Nhưng các hóa thạch mới này đã giúp lấp đầy khoảng trống lịch sử, hé lộ cách loài chim cánh cụt tiến hóa từ tổ tiên ban đầu thành những thợ lặn biểu tượng như ngày nay.
Waipara Greensand – “mỏ vàng” hóa thạch cổ sinh
Nằm cách Christchurch khoảng một giờ lái xe, Waipara Greensand trải dài qua giai đoạn 62,5–58 triệu năm trước. Khu vực này từng hiếm khi tìm thấy hóa thạch động vật có xương sống, nhưng những năm gần đây, các cuộc khai quật đã phát hiện nhiều mẫu hóa thạch chim biển cổ, bao gồm chim cánh cụt nguyên thủy, chim nhiệt đới và các loài chim có răng đã tuyệt chủng.
Nghiên cứu mới xác định 4 loài chim cánh cụt mới, sống cách đây 62–57 triệu năm (kỷ Paleocen), với kích thước từ lớn hơn loài nhỏ nhất hiện nay (little penguin) cho tới ngang với chim cánh cụt hoàng đế (emperor penguin).
Đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy hộp sọ hoàn chỉnh đầu tiên của loài Muriwaimanu tuatahi – một trong những loài chim cánh cụt cổ nhất từng được mô tả tại Waipara Greensand. Tổng cộng, khu vực này hiện đã ghi nhận ít nhất 10 loài chim cánh cụt khác nhau, trong đó loài lớn nhất cao tới 1,6 mét.
Sự bùng nổ số lượng và kích thước đa dạng này có thể là kết quả của việc tận dụng khoảng trống sinh thái sau khi các loài bò sát biển khổng lồ tuyệt chủng, không còn đối thủ cạnh tranh hay kẻ săn mồi lớn.
Hóa thạch được khai quật từ bãi cát xanh Waipara bao gồm hộp sọ của một trong những loài chim cánh cụt cổ xưa nhất. Ảnh: Được cung cấpBước tiến hóa của đôi cánh và chiến lược săn mồi
Phân tích cho thấy chim cánh cụt nguyên thủy tập trung tiến hóa đôi cánh, xương vai và bàn chân để tối ưu hóa khả năng bơi lặn.
• Khác với loài hiện đại có cánh cứng như mái chèo, các dạng cổ xưa có cánh linh hoạt hơn, giống loài hải âu lặn (auk), với khớp cổ tay di động.
• Xương cánh (humerus) cho thấy điểm bám của cơ supracoracoideus (giúp nâng cánh khi quạt nước) ngắn ở loài cổ nhất, nhưng dài dần ở loài sau → chứng tỏ khả năng bơi lặn ngày càng chuyên biệt.
Đáng chú ý, chúng có mỏ dài, nhọn như lưỡi dao, phù hợp với chiến thuật đâm cá thay vì rượt đuổi như chim cánh cụt hiện đại. Chiều dài mỏ này duy trì ổn định suốt hơn 20 triệu năm, trong khi hình thái chi bơi thay đổi nhanh chóng.
Ngoài ra, đây cũng là lần đầu tiên các nhà khoa học tìm thấy sỏi dạ dày (gastroliths) ở chim cánh cụt cổ đại – dấu hiệu gợi ý chế độ ăn uống và khả năng điều chỉnh độ nổi trong nước.
New Zealand – “cái nôi” tiến hóa của chim cánh cụt
Chuỗi hóa thạch tại Waipara Greensand, từ dạng nguyên thủy tới gần giống loài hiện đại, củng cố giả thuyết rằng New Zealand là trung tâm khởi nguồn của chim cánh cụt.
Một số loài cổ nhất lại có kích thước nhỏ nhất, cho thấy cạnh tranh chọn lọc khốc liệt khi loài tiến hóa. Môi trường cổ đại New Zealand, không có động vật săn mồi trên cạn lớn, là điều kiện lý tưởng cho sự mất khả năng bay của nhiều loài chim, bao gồm chim cánh cụt.
Sự hoàn thiện cấu trúc cánh có thể đã giúp chúng di cư ra ngoài New Zealand vào cuối kỷ Paleocen, mở rộng phạm vi sinh sống.
Ngày nay, Waipara Greensand được xem là một trong những điểm khai quật hóa thạch chim cánh cụt quan trọng nhất thế giới, và hứa hẹn còn mang lại nhiều phát hiện thay đổi hiểu biết của chúng ta về hành trình tiến hóa của loài chim biển biểu tượng này.
Theo rnz.co.nz – Noo Thuyen