Hình phác thảo loài khủng long Aratasaurus museunacionali (Maurilio Oliveira/CC BY 4.0)

Theo nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học thuộc Đại học Curtin (Australia) dẫn đầu, mẫu hóa thạch được thu thập vào năm 2008 tại một khu mỏ ở Brazil, thuộc xương chân phải của loài khủng long chân thú nhỏ Aratasaurus museunacionali. Qua phân tích dưới kính hiển vi, các nhà khoa học phát hiện nhiều cấu trúc vi mô hình elip nằm bên trong các ống mạch máu hóa thạch.

“Khi phân tích hóa thạch xương Aratasaurus ở cấp độ hóa học và vi mô, chúng tôi bắt gặp các cấu trúc giống tế bào một cách đáng kinh ngạc, có kích thước phù hợp và nằm đúng vị trí của các ống mạch máu”, bà Kliti Grice, nhà hóa địa chất hữu cơ tại Đại học Curtin, cho biết.

Tuy nhiên, để xác định nguồn gốc, nhóm nghiên cứu không chỉ dựa vào hình thái quan sát được mà còn tiến hành nhiều phương pháp phân tích hóa học và phân tử.

Các nhà khoa học đã xem xét khả năng những cấu trúc nói trên là tàn tích của nấm hoặc vi sinh vật xâm nhập vào xương sau khi con vật chết. Tuy nhiên, kết quả phân tích không phát hiện dấu vết của sợi nấm, bào tử hay màng sinh học. Nhóm cũng loại trừ khả năng các cấu trúc này hình thành từ quá trình khoáng hóa pyrite hoặc các hạt trầm tích.

Điều gây sự chú ý là kết quả phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp khối phổ (HPLC-MS) cho thấy mẫu xương chứa chủ yếu heme B. Đây là thành phần quan trọng của hemoglobin, loại protein giúp hồng cầu vận chuyển oxy trong máu.

Bên cạnh đó, phân tích thành phần nguyên tố cho thấy các cấu trúc vi mô có liên quan đến sắt, carbon và nitơ – những nguyên tố có thể góp phần tạo nên heme. Trong khi đó, phần xương xung quanh chủ yếu chứa phốt pho, canxi, flo và carbon.

Sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các cấu trúc vi mô và vật chất xung quanh là cơ sở quan trọng giúp nhóm nghiên cứu củng cố giả thuyết về nguồn gốc sinh học của chúng. Theo các nhà khoa học, những bằng chứng này cho thấy các cấu trúc có khả năng là dấu tích tế bào máu của con khủng long, thay vì sản phẩm hình thành do quá trình nhiễm bẩn sau khi hóa thạch.

Với niên đại khoảng 115 triệu năm, mẫu vật này có thể là bằng chứng lâu đời nhất từng được ghi nhận về cấu trúc tế bào máu tiềm năng ở khủng long. Những phát hiện tương tự trước đây mới chỉ được ghi nhận trong các hóa thạch có niên đại khoảng 80 triệu năm.

Hình ảnh hiển vi về các cấu trúc hóa thạch trông giống như hồng cầu (Ảnh: Curtin University)

Để lý giải khả năng bảo tồn những cấu trúc vốn rất dễ phân hủy qua thời gian dài như vậy, nhóm nghiên cứu cho rằng môi trường địa chất tại nơi hóa thạch hình thành đóng vai trò quan trọng. Mẫu vật được bảo tồn trong môi trường nước nông gần như thiếu oxy, có sự hiện diện của các thảm vi sinh vật.

Các nhà khoa học đặt giả thuyết quá trình khoáng hóa mangan có thể đã góp phần ổn định hoặc tái tạo các cấu trúc sinh học ban đầu trong quá trình hóa thạch. Theo đó, những gì còn lại không nhất thiết là tế bào máu nguyên vẹn, mà có thể là dấu tích khoáng hóa lưu giữ một phần cấu trúc của tế bào.

Dù vậy, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh cần có thêm bằng chứng để xác nhận phát hiện này. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung kiểm tra những mẫu hóa thạch khác, thuộc nhiều nhóm khủng long và môi trường địa chất khác nhau, bằng các kỹ thuật phân tích vi mô, hóa học và phân tử bổ sung.

Theo bà Kliti Grice, việc nghiên cứu lại các mẫu hóa thạch đang được lưu giữ tại bảo tàng và trường đại học cũng có thể mang lại những phát hiện mới. Những mẫu vật vốn được thu thập để nghiên cứu cấu trúc giải phẫu có thể còn lưu giữ thông tin về thành phần phân tử, khoáng vật và cấu trúc vi mô mà trước đây các nhà khoa học chưa có điều kiện tìm hiểu.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).