Từng có thời điểm các nhà khoa học tranh luận gay gắt về việc loài rắn dần tiêu giảm chân và kéo dài cơ thể để thích nghi với môi trường đào xới dưới lòng đất hay do cuộc sống dưới nước.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature đã bác bỏ cách đặt vấn đề này. Những bằng chứng mới cho thấy tổ tiên của loài rắn không đi theo một con đường sinh thái duy nhất mà đã sớm thử nghiệm nhiều môi trường sống khác nhau.
Chìa khóa mở ra góc nhìn mới này đến từ mẫu hóa thạch rắn cổ đại mang tên Tametara mirim được phát hiện tại bang São Paulo phía đông nam Brazil. Cá thể này sống vào kỷ Phấn trắng muộn (tức khoảng 80 triệu năm trước) giữa thời đại mà các loài khủng long vẫn đang thống trị Trái Đất.
Đây là một trong những bộ xương hóa thạch rắn thời Trung sinh nguyên vẹn nhất từng được tìm thấy, bao gồm phần hộp sọ 3 chiều, xương hàm và 103 đốt sống đoạn thân.
Mẫu hóa thạch rắn cổ đại mang tên Tametara mirim được phát hiện tại bang São Paulo, phía đông nam Brazil. Ảnh: Agustin Martinelli.
Để tìm hiểu lối sống của loài vật cổ xưa mà không làm hư hại mẫu vật, đội ngũ nghiên cứu quốc tế do Phó giáo sư Tiago Simões từ Đại học Princeton (Mỹ) dẫn đầu đã ứng dụng công nghệ chụp cắt lớp vi tính kết hợp dựng hình 3D.
Kỹ thuật này cho phép các chuyên gia quan sát sâu vào bên trong lớp đá sa thạch và tái tạo lại hình dạng khoang não cùng cấu trúc xương sọ của con vật. Nhờ đó, các dấu vết thần kinh vốn hiếm khi lưu giữ được qua hàng chục triệu năm đã dần lộ diện.
Kết quả phân tích cho thấy Tametara mirim sở hữu hộp sọ dày, cứng cáp cùng cấu trúc tai trong đặc trưng của những loài chuyên đào xới. Khoang não của nó có vùng thị giác thu nhỏ, trong khi các thùy khứu giác ngắn và phần não trước phát triển ở mức vừa phải.
Những đặc điểm giải phẫu này phản ánh một sinh vật thích nghi hoàn hảo với việc chui rúc trong bóng tối dưới lòng đất, nơi thị giác không còn đóng vai trò quyết định mà thay vào đó là khả năng cảm nhận rung động, xúc giác và mùi hương.
Điều bất ngờ xuất hiện khi các nhà nghiên cứu đặt Tametara mirim bên cạnh một mẫu hóa thạch rắn cổ đại nổi tiếng khác là Dinilysia patagonica từng được tìm thấy ở Argentina. Dù cùng sống ở thời kỳ cổ xưa, hai loài lại có hình dạng khoang não và vi cấu trúc xương khác biệt hoàn toàn.
Hình minh họa sinh cảnh của loài rắn cổ đại Tametara mirim. Nguồn: Gabriel Ugueto
Trong khi loài ở Brazil thích ứng với cuộc sống dưới lòng đất, đại diện từ Argentina lại mang các đặc điểm phù hợp với lối sống trên mặt đất. Khi kết hợp thêm các hóa thạch rắn phát hiện trong trầm tích biển, bức tranh tiến hóa của loài bò sát này trở nên phong phú hơn.
"Bộ não kể một câu chuyện phong phú hơn nhiều so với chỉ riêng bộ xương", nhà nghiên cứu Simone Macrì tại Đại học Helsinki (Phần Lan) chia sẻ.
"Bằng cách kết hợp việc tái tạo bộ não dựa trên chụp cắt lớp vi tính với dữ liệu từ các loài rắn hiện sống, chúng tôi có thể chỉ ra rằng những loài rắn cổ đại không đơn thuần tiến triển theo một trạng thái hiện đại duy nhất, mà đang thử nghiệm các chiến lược sinh thái và cảm giác khác nhau".
Đồng quan điểm này, Giám đốc nghiên cứu Nicolas Di-Poï từ Viện Khoa học Sự sống HiLIFE - Đại học Helsinki, khẳng định các nhánh rắn cổ đại đã chủ động khám phá những môi trường sống đa dạng từ rất sớm, chuyển đổi linh hoạt giữa lối sống đào hang, trên mặt đất và dưới biển.
Phát hiện mới tại Brazil chứng minh rằng sự đa dạng về sinh thái và hình thái của loài rắn đã đạt đến mức độ đáng kinh ngạc từ cách đây tới 80 triệu năm. Cấu trúc cơ thể dài không chân không phải là sản phẩm của một áp lực môi trường đơn lẻ, mà là "chìa khóa" cho phép chúng chiếm lĩnh nhiều không gian sinh sống khác nhau.
Công trình khoa học này không chỉ khép lại những tranh luận kéo dài nhiều thập kỷ, mà còn giúp các nhà sinh học hiểu rõ hơn về khả năng thích nghi phi thường của các sinh vật trong lịch sử Trái Đất.