Mẫu hóa thạch phân lộ rõ phần lông vũ hóa thạch được phát hiện năm 2016 (Ảnh: IE)

Trong quá trình nghiên cứu tại Hệ tầng Hell Creek, một trong những địa điểm hóa thạch nổi tiếng nhất Bắc Mỹ, nhà nghiên cứu David DeMar Jr. đã phát hiện một khối đá màu nâu đỏ có kích thước tương đương quả bóng golf.

Ông Nate Carroll, đồng tác giả nghiên cứu thuộc Bảo tàng Quận Carter ở Ekalaka, Montana, cho biết ban đầu ông nghi ngờ đây có thể là một khối phân khủng long hóa thạch. Chỉ đến khi mẫu vật được đưa đi phân tích thành phần khoáng chất và chụp micro-CT, hình ảnh cấu trúc hoàn chỉnh của chiếc lông vũ mới được hé lộ.

“Đó là một chiếc lông vũ đẹp và được bảo tồn rất tốt từ một nguồn không ai ngờ tới. Điều này rất thú vị vì nó có thể giúp chúng ta giải đáp một câu hỏi lớn của cổ sinh vật học”, bà Jingmai O’Connor, tác giả chính của nghiên cứu và phó giám tuyển bộ phận bò sát hóa thạch tại Bảo tàng Field ở Chicago, cho biết.

Hình ảnh 3D cho thấy bên trong mẫu vật còn có vảy cá, những mảnh xương chân chim và nhiều chiếc lông khác. Theo các nhà nghiên cứu, đây có thể là một trong những mẫu lông vũ thời khủng long được bảo tồn tốt nhất từng được phát hiện trong phân hóa thạch.

Điểm đặc biệt là cấu trúc chiếc lông vũ mang những đặc điểm thích nghi với môi trường nước, tương tự lông của các loài chim thủy sinh hiện đại. Nhóm nghiên cứu cho rằng, chiếc lông này thuộc về Hesperornithiforms, một nhóm chim cổ đại không biết bay, có lối sống dưới nước và thường lặn để bắt cá.

Hesperornithiforms là họ hàng gần của nhóm chim hiện đại Neornithes, nhưng thuộc một nhánh tiến hóa riêng biệt. Chúng cũng khác với nhóm chim Enantiornithines phổ biến trong kỷ Phấn trắng.

Những manh mối được hé lộ

Lớp chim đã tiến hóa thành một nhóm khủng long chuyên biệt bắt đầu từ khoảng 150 triệu năm trước với loài Archaeopteryx, và chúng đã cùng tồn tại cùng các loài khủng long khác trong một thời gian dài.

Khoảng 66 triệu năm trước, một tiểu hành tinh va chạm với Trái đất và gây ra cuộc đại tuyệt chủng khiến hầu hết các nhóm khủng long và nhiều nhóm chim cổ đại biến mất. Chỉ một nhánh chim duy nhất, Neornithes, được cho là đã sống sót và trở thành tổ tiên của các loài chim hiện đại.

Ảnh: O’Connor et al., doi: 10.1016/j.cub.2026.08.054.

Một số giả thuyết cho rằng việc sống gần môi trường nước có thể giúp loài chim này vượt qua thảm họa. Tuy nhiên, nhóm Hesperornithiforms cũng sống ở khu vực này nhưng vẫn tuyệt chủng.

Nghiên cứu mới cho thấy điểm khác biệt có thể nằm ở cấu trúc lông. Lông của Hesperornithiforms vừa mang đặc điểm thích nghi với việc lặn, vừa giữ lại lớp lông tơ nguyên thủy vốn có ở nhiều loài khủng long cổ đại.

Theo bà O’Connor, kiểu lông này có khả năng cách nhiệt kém hơn so với lớp lông tơ mềm và dày của chim hiện đại. Sau vụ va chạm tiểu hành tinh, khí hậu Trái Đất trở nên lạnh hơn, khiến khả năng giữ nhiệt trở thành yếu tố quan trọng đối với sự sống sót.

“Các loài Hesperornithiforms vẫn giữ lại kiểu lông nguyên thủy, có thể kém hiệu quả trong việc cách nhiệt so với lớp lông tơ mềm của chim hiện đại. Điều này có thể giải thích tại sao chúng tuyệt chủng cùng với nhóm Enantiornithines”, bà O’Connor nhận định.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Current Biology.