Kích thước cơ thể động vật có vú giảm đáng kể trong ít nhất hai sự kiện nóng lên toàn cầu cổ đại. Một phát hiện mới cho thấy một kết quả tương tự là có thể đối phó với biến đổi khí hậu do con người gây ra.
Một nghệ sĩ vẽ hình con ngựa đầu Hyracotherium (phải) cùng với một con ngựa thời hiện đại. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng kích thước cơ thể của Hyracotherium đã giảm 19% trong một sự kiện nóng lên toàn cầu khoảng 53 triệu năm trước. Tín dụng hình ảnh: Danielle Byfter, Đại học Florida
Các nhà nghiên cứu đã biết trong nhiều năm rằng các động vật có vú như linh trưởng và các nhóm bao gồm ngựa và hươu trở nên nhỏ hơn nhiều trong thời kỳ ấm lên, được gọi là Paleocene - Eocene Heat Maximum (PETM), khoảng 55 triệu năm trước.
Bây giờ, nhà cổ sinh vật học Philip Gingerich và các đồng nghiệp của Đại học Michigan đã tìm thấy bằng chứng cho thấy động vật có vú lùn, cũng xảy ra trong một sự kiện ấm lên toàn cầu nhỏ hơn xảy ra khoảng 2 triệu năm sau PETM, khoảng 53 triệu năm trước.
Thực tế là nó đã xảy ra hai lần làm tăng đáng kể niềm tin của chúng ta rằng chúng ta đang thấy nguyên nhân và kết quả, rằng một phản ứng thú vị đối với sự nóng lên toàn cầu trong quá khứ là sự giảm đáng kể kích thước cơ thể ở các loài động vật có vú, theo ông Gingerich, giáo sư về trái đất và khoa học môi trường.
Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm các nhà khoa học từ Đại học New Hampshire, Colorado College và Viện Công nghệ California. Các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ trình bày những phát hiện của họ vào thứ Sáu, ngày 1 tháng 11, tại Los Angeles tại cuộc họp thường niên của Hiệp hội Cổ sinh học Động vật có xương sống.
Họ kết luận rằng kích thước cơ thể giảm dường như là một phản ứng tiến hóa phổ biến của động vật có vú đối với các sự kiện nóng lên toàn cầu, được gọi là hyperthermals, và do đó có thể là một phản ứng tự nhiên có thể dự đoán được đối với một số dòng dõi đối với sự nóng lên toàn cầu trong tương lai.
PETM tồn tại khoảng 160.000 năm và nhiệt độ toàn cầu tăng khoảng 9 đến 14 độ F vào lúc cao điểm. Sự kiện nhỏ hơn, sau đó được phân tích trong nghiên cứu mới nhất, được gọi là ETM2 (Eocene Heat Maximum 2), kéo dài 80.000 đến 100.000 năm và dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ cao nhất khoảng 5 độ F.
hóa thạch xương sống của con ngựa đầu Hyracotherium, được thu thập ở vùng Bighorn Basin thuộc bang Utah. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng kích thước cơ thể của Hyracotherium đã giảm 19% trong một sự kiện nóng lên toàn cầu khoảng 53 triệu năm trước. Tín dụng hình ảnh: Abigail DỉAmbrosia, Đại học New Hampshire
Răng và hóa thạch của động vật có vú và linh trưởng móng guốc sớm kéo dài sự kiện khí hậu sau này đã được thu thập trong lưu vực sông Utah Bighorn, và kích thước của răng hàm được sử dụng như một đại diện cho kích thước cơ thể. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng kích thước cơ thể giảm trong ETM2, nhưng không nhiều như chứng lùn nhìn thấy trong hóa thạch PETM.
Ví dụ, nghiên cứu tiết lộ rằng một dòng ngựa đầu có kích thước của một con chó nhỏ, được gọi là Hyracotherium, đã trải qua sự giảm kích thước cơ thể khoảng 19 phần trăm trong ETM2. Các dòng ngựa tương tự cho thấy giảm kích thước cơ thể khoảng 30 phần trăm trong PETM. Sau cả hai sự kiện, các con vật đã bật trở lại kích thước trước khi nóng lên.
Thật thú vị, phạm vi của bệnh lùn động vật có vú có thể liên quan đến mức độ nghiêm trọng của sự kiện siêu nhiệt, ông cho biết thành viên nhóm Abigail DơiAmbrosia của Đại học New Hampshire.
Một động vật móng guốc cổ có tên Diacodexis đã giảm khoảng 20% kích thước trong ETM2 và Cantius linh trưởng giảm 8%.
Việc đốt nhiên liệu hóa thạch và giải phóng các khí nhà kính bẫy nhiệt chủ yếu là carbon dioxide, được cho là do sự nóng lên của khí hậu ngày nay. Các sự kiện nóng lên cổ xưa có thể được gây ra bởi sự giải phóng các khí metan dưới đáy biển, một loại băng metan được tìm thấy trong trầm tích đại dương, mặc dù chủ đề này vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực, Gingerich nói. Khí mê-tan là một loại khí nhà kính mạnh hơn so với carbon dioxide, và khí mê-tan trong khí quyển cuối cùng được chuyển thành carbon dioxide và nước.
Sự tương đồng giữa các siêu nhiệt đới cổ đại và sự nóng lên của thời hiện đại làm cho các nghiên cứu về hồ sơ hóa thạch đặc biệt có giá trị, thành viên nhóm nghiên cứu Will Clyde thuộc Đại học New Hampshire cho biết.
Phát triển sự hiểu biết tốt hơn về mối quan hệ giữa thay đổi kích thước cơ thể động vật có vú và sự nóng lên toàn cầu do khí nhà kính gây ra trong quá khứ địa chất có thể giúp chúng ta dự đoán những thay đổi sinh thái có thể xảy ra để ứng phó với những thay đổi hiện tại của khí hậu Trái đất, ông Clyde nói.
Năm 2006, Gingerich đề xuất rằng việc lùn động vật có vú có thể là một phản ứng đối với giá trị dinh dưỡng thấp hơn của thực vật được trồng dưới mức tăng carbon dioxide. Trong điều kiện như vậy, cây phát triển nhanh nhưng ít dinh dưỡng hơn bình thường.
Động vật ăn thực vật như vậy có thể thích nghi bằng cách trở nên nhỏ hơn theo thời gian. Bằng chứng từ hóa thạch ETM2 phù hợp với giả thuyết đó và nghiên cứu về chủ đề này đang diễn ra, Gingerich nói.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia (EAR0958821), Hiệp hội địa chất Hoa Kỳ, Hội cổ sinh vật học và Sigma Xi.
Qua Đại học Michigan