Buzz
Các nhà khoa học cho rằng phát hiện này đã thay đổi hoàn toàn những gì chúng ta hiểu về khả năng bảo tồn hóa thạch, mở ra cơ hội để nghiên cứu các sinh vật cổ đại ở mức độ phân tử.
Hai thập kỷ trước, nhà cổ sinh vật học Mary Schweitzer đã làm xôn xao giới khoa học khi công bố phát hiện mô mềm vẫn tồn tại trong xương đùi hóa thạch của một con Tyrannosaurus rex.
Lúc đó, phát hiện của bà bị coi là "không thể nào", vì theo quan niệm lúc bấy giờ, mô mềm không thể tồn tại qua hàng triệu năm. Nhưng giờ đây, sau hai mươi năm nỗ lực, phát hiện của Schweitzer đã được chứng minh là đúng: huyết sắc tố đã được tìm thấy trong hóa thạch của loài khủng long này.
Khủng long bạo chúa T. rex đã sống vào cuối kỷ Phấn trắng, cách đây khoảng 66 triệu năm. Khi xương của loài khủng long này hóa thạch, hầu hết các cấu trúc hữu cơ như mô mềm, tế bào hay protein đều đã phân hủy.
Vì vậy, khi Mary Schweitzer lần đầu công bố phát hiện "vật chất mềm, đàn hồi" trong xương đùi của T. rex, nhiều nhà khoa học đã phản đối kịch liệt. Họ cho rằng đó chỉ là màng sinh học do vi khuẩn xâm nhập sau này, chứ không phải phần còn lại của khủng long.
Tuy nhiên, Mary Schweitzer không từ bỏ. Cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Bang Bắc Carolina, bà đã kiên trì tìm kiếm bằng chứng và cuối cùng, công trình của họ được xác nhận bằng kỹ thuật phân tích hiện đại nhất - quang phổ Raman cộng hưởng (resonance Raman spectroscopy).
Nguyên lý của phương pháp này dựa trên việc sử dụng chùm tia laser chiếu vào mẫu vật. Khi các photon trong tia sáng tương tác với các phân tử trong mẫu, năng lượng ánh sáng sẽ thay đổi một cách nhẹ nhàng, tạo ra "dấu vân tay" quang phổ đặc trưng cho mỗi phân tử.
Nếu tần số của tia laser được điều chỉnh sao cho trùng khớp với tần số cộng hưởng của phân tử mục tiêu, tín hiệu thu được sẽ mạnh lên hàng nghìn lần, cho phép các nhà khoa học phát hiện được cả những phân tử hiếm hoặc đã bị phân hủy một phần.
Trong nghiên cứu này, nhóm của Schweitzer đã ứng dụng kỹ thuật này để phân tích mẫu xương khử khoáng từ hai loài khủng long: Tyrannosaurus rex và Brachylophosaurus canadensis, loài ăn cỏ sống trước T. rex hàng triệu năm.
Dưới kính hiển vi, nhóm đã tách được các mảnh mô mềm còn sót lại, rồi dùng hai bước sóng laser khác nhau - ánh sáng xanh lá (532 nm) và xanh lam (473 nm) để kiểm tra.
Kết quả thật bất ngờ: khi chiếu ánh sáng xanh lá, cả hai mẫu vật đều phát ra tín hiệu mạnh mẽ đặc trưng cho hemoglobin, loại protein mang oxy trong máu, chứng tỏ những phân tử này thực sự tồn tại và còn giữ liên kết với globulin, thành phần của hồng cầu.
Khi chuyển sang ánh sáng xanh lam, tín hiệu trở nên yếu hơn, giống như phản ứng của hemoglobin tự do bị phân hủy. Sự khác biệt này đã loại trừ khả năng ô nhiễm từ vi khuẩn, vì vi sinh vật không thể tạo ra phức hợp hemoglobin-globulin hoàn chỉnh.
Điều này có nghĩa là: huyết sắc tố của khủng long bạo chúa thực sự đã được phát hiện và là thật.
Làm thế nào mà một phân tử mỏng manh như hemoglobin có thể "sống sót" qua hơn 60 triệu năm biến đổi địa chất, phong hóa và chôn vùi? Câu trả lời nằm ở sắt.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sắt trong hemoglobin đã bị oxy hóa, hình thành hợp chất goethite, hay còn gọi là "gỉ sét sinh học". Khi phản ứng oxy hóa xảy ra, các ion sắt tạo ra vô số liên kết chéo giữa các phân tử protein, giống như đổ xi măng vào cát, giúp "cố định" và ổn định chúng. Hiện tượng "hóa rắn" này có thể đã bảo vệ hemoglobin khỏi sự phân hủy trong suốt hàng triệu năm.
Tuy nhiên, câu hỏi được nhiều người đặt ra là: Liệu phát hiện này có thể mở ra cơ hội hồi sinh khủng long như trong phim "Công viên kỷ Jura"? Câu trả lời là: hoàn toàn không thể.
Những gì nhóm nghiên cứu tìm thấy chỉ là tàn dư hóa học của hemoglobin, không còn nguyên vẹn. Dữ liệu quang phổ cho thấy cấu trúc phân tử đã bị phá hủy, và vòng heme đặc trưng của hemoglobin không còn hoàn chỉnh.
Để "hồi sinh" một loài đã tuyệt chủng, khoa học cần có chuỗi DNA nguyên vẹn, còn protein (dù quan trọng đến đâu) không thể tái tạo mã di truyền. Mà DNA thì rất dễ phân rã, không thể tồn tại qua hàng chục triệu năm.
Dù vậy, phát hiện này vẫn là một bước ngoặt trong cổ sinh học phân tử. Việc xác định được dấu vết hemoglobin trong hóa thạch không chỉ giúp mở rộng hiểu biết về khả năng bảo tồn sinh học, mà còn mở ra cơ hội nghiên cứu thế giới phân tử của các sinh vật cổ đại, từ đó giúp tái dựng chính xác hơn sự tiến hóa sinh lý và sinh hóa của động vật tiền sử.
Như giáo sư Schweitzer từng chia sẻ, "Chúng ta càng hiểu rõ điều gì đã xảy ra với các tế bào và phân tử của sinh vật sau khi chúng chết, chúng ta càng có thể nhìn sâu hơn vào quá khứ – và học được nhiều điều hơn về sự sống".
Mặc dù khủng long bạo chúa chưa thể sống lại, nhưng nhờ vào những phân tử nhỏ bé còn sót lại trong hóa thạch, "huyết mạch" của chúng, theo nghĩa khoa học, đã thực sự vang vọng trở lại sau hàng chục triệu năm chìm trong im lặng của thời gian.
