'Kỷ nguyên của Rắn' bùng nổ trên Trái Đất: Gần 4.000 loài 'xâm chiếm' hành tinh

Khi khủng long tuyệt chủng, chúng đã để lại 'khoảng trống' lớn để hệ sinh thái mới trên hành tinh chúng ta lấp đầy. Ngay cả khi không có chân, loài rắn cũng bước vào hành trình 'lấp đầy' vĩ đại đó.

Một thời gian ngắn sau vụ va chạm với tiểu hành tinh, khoảng 66 triệu năm trước, sự thống trị của khủng long đã kết thúc và đã đến lúc các loài chim, động vật có vú và bò sát không chân bùng nổ.

Viết trong nghiên cứu mới nhất đăng trên tạp chí PLOS Biology, các nhà khoa học nhận định: Đại Cổ Sinh có thể được gọi là 'Kỷ nguyên của Rắn'.

Sự đa dạng khổng lồ của loài rắn đến từ đâu, khi nào và tại sao là những câu hỏi mà các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm ra.

Ngày nay, Trái Đất là nơi sinh sống của gần 4.000 loài rắn khác nhau. Sự đa dạng khổng lồ này đến từ đâu, khi nào và tại sao là những câu hỏi mà các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm ra.

Rắn rất hiếm trong hồ sơ hóa thạch, và những loài còn sống ngày nay rất nhút nhát và bí mật, điều này gây khó khăn cho các nhà khoa học trong việc thu thập dữ liệu. Trong lịch sử, những sinh vật này cũng bị các nhà khoa học bỏ qua vì khi đó họ chú trọng nghiên cứu những sinh vật máu nóng giống với chúng ta hơn.

Thật không may, việc thiếu thông tin tuyệt đối khiến các mô hình tiến hóa của loài rắn chứa rất nhiều điều không chắc chắn.

Chế độ ăn độc đáo

Mô hình mới cố gắng giải quyết những lỗ hổng trong kiến ​​thức của chúng ta càng nhiều càng tốt. Nó so sánh dữ liệu được công bố về 882 loài rắn còn sống với chất chứa trong dạ dày của các mẫu vật được bảo tồn trong bảo tàng.

Đây là lần đầu tiên dữ liệu về dạ dày của rắn được đưa vào phân tích quá trình tiến hóa của rắn, và trong khi vẫn còn một chặng đường dài phía trước (dữ liệu bao gồm chưa đến một phần tư tổng số loài rắn được mô tả), phát hiện cho thấy các dòng động vật sẽ nhanh chóng phân hóa nếu có cơ hội.

Một con rắn hổ mang chúa tiêm nọc độc của nó vào một con Rắn chuột bị bắt mà không hề hay biết khi nó đang chuẩn bị lột da. Ảnh: Divya Medikonda.

Kết quả là các nhà khoa học nhận thấy sự bùng nổ hoặc 'bùng nổ' của sự đa dạng loài rắn, rồi sau đó dần dần chậm lại khi một ngách trong hệ sinh thái trở nên bão hòa.

Theo mô hình mới, loài rắn tổ tiên dường như chỉ chuyên về những thứ chúng có thể và không thể ăn ngay cả trước khi khủng long tuyệt chủng. Trên thực tế, tổ tiên chung gần đây nhất của tất cả các loài rắn còn sống ngày nay có lẽ hầu hết đều ăn động vật không xương sống, như côn trùng.

Chỉ sau khi vụ va chạm với tiểu hành tinh giết chết hầu hết các loài khủng long, rắn mới bắt đầu phân nhánh và thử thức ăn mới.

Mô hình mới cho thấy hầu hết các loài rắn còn sống ngày nay đều có nguồn gốc từ tổ tiên ăn thịt thằn lằn trong một khoảng thời gian tương đối ngắn. Về thời điểm chính xác thì vẫn đang khiến các nhà khoa học tranh luận sôi nổi.

Trong khi nghiên cứu mới dự đoán loài rắn bùng nổ đa dạng ngay sau sự kiện khủng long tuyệt chủng, các mô hình khác cho rằng điều này xảy ra hàng triệu năm sau, trong một sự kiện tuyệt chủng nhỏ hơn ở thế Eocene (thế Thủy Tân, cách đây 55 đến 34 triệu năm trước).

Dường như, rắn có một cách đặc biệt để xoắn và xoay mình để phù hợp với bất kỳ vị trí sinh thái nào.

Trung bình một vết cắn của rắn hổ mang chúa có thể cung cấp tới 500mg nọc độc. Ảnh: Radha Rangarajan.

Nhìn chung, chúng tiến hóa để ăn nhiều loại chế độ ăn khác nhau. Một số loài rắn ngày nay cần nọc độc đặc biệt cho loại con mồi mà chúng săn được, trong khi những loài khác yêu cầu răng và hàm đặc biệt để nuốt chửng con mồi. Từ đó, số lượng của loài rắn trên hành tinh tăng lên đáng kể vì ở bất cứ môi trường nào, chúng cũng không đói ăn.

Cho dù sự đa dạng trong chế độ ăn uống bùng nổ ngay sau khi khủng long tuyệt chủng hay hàng triệu năm sau đó, có vẻ như rắn cổ đại có khả năng thay đổi hành vi săn mồi của chúng với sự linh hoạt đáng kể.

Ví dụ, trong thế Eocene, khi các loài động vật có vú nhỏ cất cánh, các mô hình mới cho thấy tổ tiên gần đây nhất của loài vipers và trăn vốn đã ăn các loài gặm nhấm rất thành thục. Tuy nhiên, liệu đó có phải là ví dụ lâu đời nhất về việc ăn thịt loài gặm nhấm giữa các loài rắn hay không vẫn bị giới hạn bởi hóa thạch có được của các nhà nghiên cứu.

Nhà sinh thái học tiến hóa Michael Grundler từ Đại học California, Los Angeles (Mỹ) cho biết, sau sự bùng nổ ban đầu loài rắn trong Đại Cổ sinh, mô hình mới cho thấy các thành viên của loài rắn tiếp tục xâm chiếm Bắc và Nam Mỹ, gây ra những đợt bùng nổ tiến hóa thích nghi hơn nữa.

Ví dụ, một quần thể rắn nước Colubridae ở đảo Galapagos (Thái Bình Dương) đã tìm ra cách săn cá dọc theo bờ biển, đây là một hành vi chuyên biệt cao không được nhận thấy ở các loài họ hàng gần khác.

Có lẽ chính việc sử dụng các hành vi săn mồi đặc biệt như thế này đã thúc đẩy sự phát triển trong chế độ ăn của loài rắn, từ đó bùng nổ sự đa dạng và số lượng loài bò sát không chân này.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí PLOS Biology.