Khủng long Nam Cực

Hai câu chuyện liên quan đến khủng long Nam Cực đã thu hút trí tưởng tượng của các nhà cổ sinh vật học và công chúng vào năm 2011. Đầu năm, William Hammer và các đồng nghiệp đã tiết lộ việc phát hiện ra hai bộ xương khủng long gần 200 triệu năm tuổi và một phần tàn tích của một loài sauropod khổng lồ (a khủng long ăn cỏ lớn) trên sườn núi Mt. Kirkpatrick ở Dãy núi Transantarctic Trung tâm. Họ suy đoán rằng một trong những loài khủng long mới có thể là ornithischian (khủng long có đầu chim); tuy nhiên, phân tích kỹ hơn cho thấy rằng cả hai bộ xương đều thuộc về loài sauropodomorph cơ bản nhỏ có thể liên quan đến Plateosaurus hoặc Massospondylus. Vì hầu hết Nam Cực chưa được khám phá và số tàn tích thu thập được của khủng long rất ít, các nhà cổ sinh vật học tin rằng những phát hiện này cung cấp những mảnh ghép quan trọng cho câu đố về sự tiến hóa của khủng long.

  • Trong mùa hè (Nam bán cầu) mùa hè 2010–11, các nhà khoa học làm việc tại mỏ đá trên Mt.  Kirkpatrick, Nam Cực, nơi hóa thạch của loài khủng long Cryolophosaurus được khai quật 20 năm trước đó.
  • Một người leo núi gắn lưới chở hàng vào trực thăng để vận chuyển một khối đá chứa hóa thạch từ khu khai quật ở Mt.  Kirkpatrick, Nam Cực, trong mùa hè (Nam bán cầu) mùa hè 2010–11.

Vào tháng 8, một nghiên cứu thứ hai, do Holly Woodward dẫn đầu, đã kiểm tra mô học xương (khung cấu trúc vi mô của xương đã hóa thạch) của một số loài khủng long Úc, vốn đã sống bên trong vòng tròn Nam Cực trong kỷ Phấn trắng, để tìm bằng chứng về quá trình ngủ đông. Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng không có sự khác biệt đáng kể về sự phát triển xương giữa những con khủng long vùng cực này và những con khủng long từ các vùng khác. Họ cũng lưu ý rằng việc kiểm tra các đường phát triển theo mùa trong xương không cung cấp đủ thông tin để xác định liệu một con khủng long có ngủ đông hay không.

Mặc dù những khám phá năm 2011 đã bổ sung nhiều cho việc nghiên cứu cổ sinh vật học, nghiên cứu về khủng long ở Nam Cực vẫn tiếp tục bị hạn chế bởi lớp băng bao phủ rộng lớn và khí hậu tàn khốc của lục địa này. Các phát hiện khủng long chỉ giới hạn ở các vùng đá của một số hòn đảo gần bờ và Dãy núi xuyên Nam Cực Trung tâm. Ngay cả ở những khu vực không có băng này, việc nghiên cứu thực địa trên lục địa vẫn vô cùng khó khăn và đòi hỏi những nguồn lực bất thường. Tất cả các hóa thạch động vật có xương sống ở Nam Cực đã được phục hồi bởi các cuộc thám hiểm của các cơ quan chính phủ, chẳng hạn như Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ và Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh. Nhiều cuộc khai quật đã được kéo dài trong nhiều năm vì thời vụ thực địa ngắn, việc thăm thực địa không thường xuyên và điều kiện khó khăn. Một số thực hành cổ sinh học tiêu chuẩn, chẳng hạn như bọc xương trong áo khoác thạch cao,không thể áp dụng ở Nam Cực do điều kiện đóng băng. Dọc theo bờ biển, nhiều bộ xương đã bị hư hại do quá trình tan băng đóng băng, và việc tiếp cận băng biển thường phức tạp. Tất cả các hoạt động bên trong đều yêu cầu sự hỗ trợ của máy bay trực thăng và độ cứng của địa tầng yêu cầu việc khai quật phải được thực hiện bằng các công cụ điện.

Bất chấp những thách thức về hậu cần, con khủng long Nam Cực đầu tiên được phát hiện trên đảo James Ross vào năm 1986. Kể từ đó, người ta đã tìm thấy thêm những hài cốt khác ở đó và trên các đảo Seymour và Vega gần đó. Tất cả, trừ một trong số những hóa thạch này đã được phục hồi trong trầm tích biển gần bờ được lắng đọng trong ba giai đoạn cuối của Kỷ Phấn trắng, kéo dài từ 85 triệu đến 65 triệu năm trước. Người ta cho rằng xác chết trôi ra biển từ các khu vực trên cạn trước khi chìm xuống đáy biển, nơi chúng bị chôn vùi trong đá. Nam Cực được cho là có khí hậu ôn hòa, ấm áp trong kỷ Phấn trắng, vì khu vực này có chứa than (không thể hình thành trong điều kiện lạnh giá) từ thời kỳ đó.

Từ năm 1986 đến 2003, các bộ phận của năm loài khủng long nonavian đã được thu thập từ những hòn đảo này, cùng với nhiều di tích của loài chim. Cổ nhất (89 triệu - 83 triệu năm tuổi) là xương chày của động vật chân đốt lớn (khủng long ăn thịt) dài 3–5 m (1 m = 3,3 ft). Một mẫu vật đáng chú ý khác, được tạo thành từ các mảnh sọ, đốt sống, xương quai xanh và xương bàn chân của một loài thú nhỏ (khủng long bọc thép), được phát hiện vào năm 1986. Các nhà cổ sinh vật học Argentina đặt tên cho mẫu vật này là Antarctopelta oliveroi; nó dài chưa đến bốn mét. Hai bộ xương một phần của các loài khủng long ăn thịt khác dài tới 5 mét được thu thập từ Đảo James Ross vào năm 1989 và khoảng năm 2000. Các nhà cổ sinh vật học Mỹ và Argentina đã mô tả một chiếc răng của loài khủng long này vào năm 1998, và xương hàm, các mảnh răng và một phần chân của một con Động vật ăn thịt dromaeosaurid dài-mét được phát hiện vào năm 2003. Bốn mẫu vật cuối cùng này xuất hiện trong các tảng đá có tuổi đời từ 83 triệu - 65 triệu năm.

Mặc dù bản chất rời rạc của chúng khiến mối quan hệ tiến hóa của chúng không chắc chắn, nhưng những con khủng long này đã trở thành dữ liệu địa lý sinh học quan trọng cho Nam Cực. Bốn người là thành viên của các dòng họ đã sinh sống ở lục địa này ít nhất là từ thời kỳ đầu của kỷ Phấn trắng, trong khi chiếc răng của loài khủng long đã chứng minh rằng các loài khác nhau ở Bắc bán cầu có thể đã phân tán đến Nam Cực qua Nam Mỹ gần cuối kỷ Phấn trắng. Antarctopelta dường như là ví dụ đáng tin cậy duy nhất về loài chuột cống ở Nam bán cầu.

Tuy nhiên, các di tích chim có niên đại từ kỷ Phấn trắng lại phong phú hơn. Vegavis , một loài chim tuyệt chủng thuộc kỷ Phấn trắng được thu thập từ đảo Vega, được cho là có liên quan đến vịt và ngỗng. Polarornis , một loài chim lặn không giống ai, cũng có thể liên quan đến một loài chim còn tồn tại. Những hóa thạch này được coi là bằng chứng tốt nhất cho thấy sự đa dạng hóa của các dòng chim hiện đại bắt đầu trước khi sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Phấn trắng, đã xóa sổ tất cả các loài khủng long không gia cầm.

Vào năm 1990, nhà địa chất học David Elliot đã phát hiện ra một số xương lớn trong trầm tích vùng ngập lũ sớm của kỷ Jura khoảng 4.000 m trên mực nước biển trên núi Mt. Kirkpatrick. Cùng năm đó Hammer và các đồng nghiệp bắt đầu khai quật địa điểm, thu thập các bộ phận của hai con khủng long từ một mỏ đá. Phần còn lại bao gồm hộp sọ và xương đùi của một loài động vật chân đốt lớn, được mô tả vào năm 1994 với tên gọi Cryolophosaurus ellioti . Phần còn lại, mảnh vụn khác là một phần của đầu gối và mắt cá chân của một loài sauropodomorph bốn chân lớn, được mô tả vào năm 2007 với tên gọi Glacialisaurus hammeri .

Được trưng bày tại Bảo tàng Úc ở Sydney là hộp sọ khủng long Cryolophosaurus ellioti được khai quật ở Nam Cực vào năm 1990–91.  Các khu vực màu đỏ biểu thị các điểm đánh dấu được sử dụng trong khai quật.

Cryolophosaurus - được đặt tên cho cái mào bất thường hình cánh quạt trên hộp sọ của nó - dài khoảng 6,6 m. Nó là động vật ăn thịt lớn nhất được biết đến từ đầu kỷ Jura, và nó đánh dấu sự thăng tiến của khủng long lên hàng ngũ những động vật ăn thịt hàng đầu thế giới sau khi loài rauisuchians (một nhóm động vật ăn thịt giống cá sấu) và những động vật ăn thịt lớn khác đã chết vào cuối kỷ Trias Giai đoạn = Stage. Cryolophosaurus có quan hệ họ hàng với các loài động vật chân đốt khác trong kỷ Jura sớm có mào, chẳng hạn như Dilophosaurus từ Tây Nam Hoa Kỳ.

Cryolophosaurus, một loài khủng long được phát hiện ở Nam Cực, là loài săn mồi lớn nhất được biết đến trong Kỷ Jura sớm.

Glacialisaurus được ước tính nặng hơn 0,9 tấn (1 tấn ngắn). Nó thuộc về một nhóm sauropodomorphs quốc tế bao gồm Massospondylus từ Nam Phi, Riojasaurus từ Nam Mỹ và Lufengosaurus từ Trung Quốc. Các xương chi và xương đòn khác, được cho là thuộc về Glacialisaurus , cũng được thu thập. Nghiên cứu bổ sung đã được bắt đầu để xác định xem liệu các bộ xương sauropodomorph được tìm thấy vào năm 2011 có phải là Glacialisaurus vị thành niên hay chúng đại diện cho các loài mới.

Mt. Mỏ đá Kirkpatrick và môi trường xung quanh nó cũng thu được một số răng của một loài động vật chân đốt nhỏ nguyên thủy, răng giống như răng hàm của loài khủng long ba sừng (một loài bò sát giống động vật có vú), và xương cánh của loài pterosaur (động vật chân đốt biết bay) trong mùa khai quật đầu tiên. Hệ động vật đầu kỷ Jura này sinh sống khi tất cả các lục địa trên Trái đất là một phần của siêu lục địa được gọi là Pangea. Nhiều nhà khoa học cho rằng sự sắp xếp lục địa này hỗ trợ sự phân tán của động vật. Các cuộc điều tra lại địa lý cổ cho thấy Nam Cực ấm và ôn đới trong kỷ Jura, một suy luận được hỗ trợ bởi cả hệ động vật hóa thạch và những khám phá về gỗ hóa thạch trên núi Mt. Kirkpatrick.

Cryolophosaurus , Glacialisaurus và tritylodont thuộc về các nhóm có sự phân bố rộng rãi. Quan trọng hơn, những con khủng long này khác với lục địa mà họ hàng gần nhất của chúng được phát hiện. Hóa thạch của họ hàng gần nhất của Cryolophosaurus được tìm thấy từ Bắc Mỹ, trong khi họ hàng gần nhất của nhóm Glacialisaurus được tìm thấy ở châu Á. Sự thiếu đồng nhất giữa các mẫu địa lý sinh học phù hợp với sự dễ dãi và phân tán nhanh chóng giữa các lục địa. Đáng chú ý, nhiều loài được tìm thấy trên Mt. Kirkpatrick, chẳng hạn như Cryolophosaurus và tritylodont lớn hơn họ hàng của chúng đến từ các vĩ độ ôn hòa hơn. Glacialisaurus, tuy nhiên, có kích thước tương đương với các loài sauropodomorph lớn đầu kỷ Jura từ các lục địa khác. Cho dù mô hình này là một hiện vật lấy mẫu hay là kết quả của một lý do sinh học - chẳng hạn như Quy tắc Bergmann, nói rằng động vật từ các vĩ độ cao hơn thường lớn hơn họ hàng của chúng từ các vùng ôn đới hơn - vẫn chưa được xác định.