Có. Theo cách phân loại dựa trên quan hệ tiến hoá mà sinh học hiện đại dùng, chim là một nhánh của khủng long chân thú (theropod) — cùng nhóm lớn với Velociraptor và Tyrannosaurus. Vì thế khi nói khủng long tuyệt chủng 66 triệu năm trước, cách nói chính xác là khủng long không phải chim tuyệt chủng; một nhánh đã sống sót và ngày nay có hơn mười nghìn loài.
Kết luận này dựa trên hàng trăm đặc điểm chung về xương, cấu trúc phổi và túi khí, trứng và tập tính ấp, và đặc biệt là hàng loạt hoá thạch khủng long có lông vũ được tìm thấy từ thập niên 1990. Ngày nay đây là quan điểm được đồng thuận gần như hoàn toàn; tranh luận còn lại nằm ở các chi tiết như lông vũ xuất hiện sớm đến đâu và khả năng bay tiến hoá theo con đường nào.
Dòng thời gian của một ý tưởng
Ý tưởng chim xuất thân từ bò sát đã đi một chặng đường dài, có lúc bị bỏ rơi hàng chục năm:
- 1861 — Hoá thạch Archaeopteryx được tìm thấy trong đá vôi Solnhofen (Đức), chỉ hai năm sau khi Darwin xuất bản Nguồn gốc các loài. Nó có lông vũ và cánh như chim nhưng còn răng, móng vuốt ở cánh và đuôi xương dài như bò sát.
- Cuối thập niên 1860 — Thomas Henry Huxley so sánh Archaeopteryx với khủng long nhỏ Compsognathus và đề xuất chim có quan hệ gần với khủng long.
- 1926 — Gerhard Heilmann trong cuốn sách về nguồn gốc chim thừa nhận sự giống nhau, nhưng bác bỏ vì khủng long được cho là không có xương đòn — trong khi chim có xương chạc (xương đòn hợp nhất). Lập luận này chi phối nhiều thập kỷ.
- Thập niên 1960–1970 — John Ostrom mô tả Deinonychus, một khủng long săn mồi nhanh nhẹn, và chỉ ra hàng loạt điểm giống Archaeopteryx. Đây là khởi đầu của cái gọi là “phục hưng khủng long”.
- Các thập niên sau — Xương chạc được tìm thấy ở nhiều khủng long chân thú, xoá bỏ phản bác của Heilmann.
- 1996 — Sinosauropteryx từ Liêu Ninh (Trung Quốc) được công bố, là khủng long không phải chim đầu tiên có dấu vết sợi giống lông. Sau đó hàng chục loài khủng long có lông được tìm thấy.
Dòng thời gian này là một bài học tốt về khoa học: một ý tưởng đúng có thể bị gác lại vì một bằng chứng “phản bác” tưởng vững, và chỉ được hồi phục khi dữ liệu mới xuất hiện.
Những điểm chung giữa chim và khủng long chân thú
Bảng dưới liệt kê các đặc điểm từng được coi là “riêng của chim” nhưng hoá ra đã có ở khủng long chân thú trước khi chim xuất hiện:
| Đặc điểm | Ở chim hiện đại | Ở khủng long chân thú |
|---|---|---|
| Xương chạc | Hai xương đòn hợp nhất, hỗ trợ khi bay | Có ở nhiều nhóm như tyrannosaur, dromaeosaur, oviraptor |
| Xương rỗng và túi khí | Hệ túi khí len vào xương, phổi thông khí một chiều | Lỗ khí trên đốt sống cho thấy túi khí len vào xương như ở chim |
| Lông vũ | Lông bay, lông tơ, lông đuôi | Từ sợi đơn giản đến lông vũ có cuống và phiến, ở nhiều nhóm |
| Bàn chân ba ngón chính, đi bằng ngón | Dấu chân ba ngón đặc trưng | Dấu chân khủng long chân thú gần như giống hệt |
| Tập tính ấp trứng | Ngồi trên tổ, cánh che trứng | Hoá thạch oviraptorid ngồi trên tổ trứng với chi trước dang rộng |
| Tư thế ngủ | Rúc đầu dưới cánh, co chân | Hoá thạch khủng long nhỏ ở Trung Quốc chết trong đúng tư thế ngủ này |
Đặc điểm nào đứng riêng thì có thể là trùng hợp, nhưng hàng trăm đặc điểm khớp nhau theo đúng thứ tự xuất hiện trên cây tiến hoá thì không. Đây là cách các nhà phân loại học dựng cây quan hệ: dùng phần mềm phân tích hàng trăm đặc điểm của hàng trăm loài và tìm ra cây giải thích dữ liệu tốt nhất. Chim nằm lọt giữa nhánh khủng long chân thú trong gần như mọi phân tích.
Khủng long có lông vũ: cuộc cách mạng từ Liêu Ninh
Các tầng đá đầu kỷ Phấn Trắng ở tỉnh Liêu Ninh, đông bắc Trung Quốc, được hình thành khi tro núi lửa mịn chôn vùi nhanh sinh vật quanh các hồ. Điều kiện này giữ lại cả lông vũ và mô mềm. Từ cuối thập niên 1990, nơi đây cung cấp hàng loạt hoá thạch làm thay đổi hẳn hình ảnh khủng long.
Có Microraptor, một dromaeosaur nhỏ có lông bay ở cả hai chi trước lẫn hai chi sau — kiểu “bốn cánh” mà không ai dự đoán được. Có Yutyrannus, họ hàng của tyrannosaur nặng hàng tấn mà vẫn phủ lông dạng sợi, cho thấy lông không chỉ có ở loài nhỏ. Năm 2010, các nhóm nghiên cứu dựa vào hình dạng melanosome để suy ra màu sắc của một số khủng long nhỏ: đuôi có sọc hung nâu ở Sinosauropteryx, đốm đỏ trên đầu và cánh sọc trắng đen ở Anchiornis.
Những phát hiện này cho thấy lông vũ không tiến hoá để bay. Lông xuất hiện trước, có lẽ ban đầu để giữ ấm, phô diễn khi tìm bạn tình hoặc che trứng khi ấp; chỉ về sau mới được tận dụng cho việc lướt và bay. Đây là ví dụ của khái niệm tiền thích nghi: một cấu trúc sinh ra cho chức năng này, sau được dùng cho chức năng khác. Câu hỏi lông vũ có xuất hiện từ gốc rễ của khủng long, thậm chí ở thằn lằn bay, hay không thì vẫn còn tranh luận vì bằng chứng ở các nhóm xa còn ít và khó diễn giải.
Khả năng bay bắt đầu từ mặt đất hay từ trên cây
Nếu chim là khủng long, câu hỏi tiếp theo là khả năng bay ra đời thế nào. Từ thế kỷ XX có hai giả thuyết đối lập. Giả thuyết “từ trên cây xuống” cho rằng tổ tiên chim leo cây, rồi lượn từ cành này sang cành khác trước khi biết vỗ cánh. Giả thuyết “từ mặt đất lên” cho rằng tổ tiên chim là thú chạy nhanh dùng chi trước có lông để giữ thăng bằng, vồ mồi, rồi dần nhấc mình lên khỏi mặt đất.
Khủng long có lông ở Liêu Ninh cung cấp bằng chứng cho cả hai phía. Microraptor với bốn cánh có vẻ hợp với lối lượn từ trên cao. Nhưng phần lớn họ hàng gần của chim là thú chạy trên mặt đất. Những quan sát trên chim non hiện đại cho một gợi ý thú vị: gà gô non chưa bay được vẫn vỗ cánh để tạo lực ép, giúp chúng chạy lên dốc hoặc thân cây nghiêng. Cách vận động này cho thấy một chiếc cánh “chưa hoàn chỉnh” vẫn có ích, trả lời câu hỏi kinh điển “nửa cái cánh dùng được vào việc gì”.
Nhiều nhà nghiên cứu hiện nay cho rằng khả năng bay có thể đã thử nghiệm nhiều lần ở các nhánh khủng long gần chim, theo những con đường khác nhau, và chỉ một con đường dẫn tới chim hiện đại. Đây là vùng nghiên cứu còn sôi động, khi các mô phỏng khí động học trên mô hình hoá thạch và các phát hiện mới tiếp tục thay đổi bức tranh.
Chim sống sót qua K–Pg như thế nào
Không phải mọi loài chim thời khủng long đều sống sót. Cuối kỷ Phấn Trắng có nhiều nhóm chim cổ, phổ biến nhất là chim ngược (Enantiornithes) — vẫn còn răng và vuốt ở cánh — và chúng biến mất hoàn toàn ở ranh giới K–Pg. Chỉ một nhóm nhỏ, tổ tiên của chim hiện đại, vượt qua được.
Vì sao? Các giả thuyết được nhiều người thảo luận gồm: kích thước nhỏ cần ít năng lượng; sống trên mặt đất khi rừng bị tàn phá (một nghiên cứu cho rằng chim sống sót chủ yếu là chim mặt đất, còn chim sống trên cây chịu thiệt nặng hơn); và mỏ không răng có thể đã giúp chúng ăn hạt — nguồn thức ăn bền trong đất sau khi cây cối chết. Các giả thuyết này có cơ sở nhưng mới dựa trên số hoá thạch hạn chế.
Sau K–Pg, chim đa dạng hoá rất nhanh. Trong vài triệu năm đã có tổ tiên của nhiều nhóm hiện đại; có những loài chim lớn không biết bay đứng đầu chuỗi thức ăn trên cạn trong một thời gian, trước khi thú có vú lớn lên chiếm chỗ. Từ góc nhìn này, mỗi con chim sẻ ngoài cửa sổ là hậu duệ của một trong số ít dòng khủng long đã thoát khỏi thảm hoạ lớn nhất của kỷ Phấn Trắng.
Hiểu lầm phổ biến
“Chim tiến hoá từ khủng long nên không còn là khủng long”. Theo phân loại tiến hoá, một nhóm phải bao gồm tổ tiên chung và toàn bộ con cháu. Giống như người vẫn là thú có vú dù khác xa tổ tiên, chim vẫn nằm trong nhóm khủng long.
“Gà là họ hàng gần nhất của khủng long bạo chúa”. Mọi loài chim đều có quan hệ với tyrannosaur ở cùng một mức như nhau, vì tất cả chim đều xuất thân từ một tổ tiên chung. Gà được nhắc nhiều chỉ vì là chim quen thuộc và hay dùng làm mẫu so sánh trong nghiên cứu.
“Khủng long hông chim là tổ tiên của chim”. Trớ trêu là chim thuộc nhánh khủng long hông thằn lằn (Saurischia), không phải nhánh hông chim (Ornithischia). Hông của chim tiến hoá độc lập thành dạng giống nhánh hông chim. Năm 2017 có đề xuất sắp xếp lại các nhánh lớn của khủng long, và tranh luận này vẫn còn.
“Mọi khủng long đều có lông”. Chưa chắc. Có hoá thạch da của một số khủng long lớn chỉ thấy vảy, nhưng vảy có thể chỉ phủ một phần cơ thể. Câu hỏi khủng long nói chung có lông đến mức nào vẫn đang được nghiên cứu.
“Cá sấu là khủng long”. Không. Cá sấu là họ hàng gần nhất còn sống của chim, nhưng thuộc một nhánh archosaur khác. Khi nghiên cứu khủng long, các nhà khoa học thường so sánh với cả chim và cá sấu để suy ra đặc điểm của tổ tiên chung.
Vì sao điều này quan trọng với bảo tồn
Hiểu rằng chim là khủng long sống không chỉ là chuyện thú vị trong lớp học. Nó cho các nhà cổ sinh vật một “phòng thí nghiệm sống”: dựa vào cách chim thở, lớn lên, đẻ trứng, các nhà khoa học suy luận về sinh lý của khủng long đã mất. Ngược lại, hoá thạch giúp giải thích vì sao chim có những đặc điểm hiện nay.
Đồng thời, đó là lời nhắc rằng hậu duệ của khủng long cũng đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng. Một tỉ lệ đáng kể loài chim trên thế giới được IUCN xếp vào các bậc bị đe doạ, và nhiều loài chim đã biến mất trong thời con người, đặc biệt trên các đảo, nơi chim không biết bay gặp chuột, mèo, lợn do con người mang tới — câu chuyện chim dodo là ví dụ nổi tiếng nhất. Ở Việt Nam, những loài như gà lôi, trĩ, sếu đầu đỏ hay các loài chim nước đang được theo dõi và bảo vệ.
Nói với trẻ em rằng “khủng long vẫn còn sống quanh ta” là một cách mở đầu hấp dẫn để dạy về chim, về tiến hoá và về bảo tồn trong cùng một câu chuyện. Đó là cách biến một bộ xương trong bảo tàng thành con chim chào mào đang hót ngoài vườn.
Câu hỏi thường gặp
Archaeopteryx có phải là con chim đầu tiên không?
Archaeopteryx từng được coi là chim cổ nhất, sống khoảng 150 triệu năm trước. Với nhiều khủng long có lông tìm thấy sau này, ranh giới giữa “chim” và “khủng long gần chim” trở nên mờ, và vị trí chính xác của Archaeopteryx trên cây tiến hoá vẫn được bàn luận.
Khủng long có biết hót như chim không?
Chim hót bằng cơ quan gọi là minh quản. Một hoá thạch minh quản của chim cuối kỷ Phấn Trắng đã được tìm thấy, nhưng chưa thấy minh quản ở khủng long không phải chim. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng khủng long có thể phát âm khép miệng kiểu cúc cu trầm như một số chim và cá sấu.
Velociraptor có lông vũ không?
Có bằng chứng gián tiếp: xương cánh tay của Velociraptor có các mấu nhỏ là chỗ bám của lông bay, giống ở chim hiện đại. Vì vậy nhiều nhà khoa học cho rằng Velociraptor có lông, khác với hình ảnh trong một số phim.
Vì sao một số chim như đà điểu không bay được?
Chim không biết bay như đà điểu, đà điểu châu Úc, kiwi tiến hoá từ tổ tiên biết bay và mất khả năng bay độc lập nhiều lần. Điều này thường xảy ra ở nơi ít thú săn mồi trên mặt đất hoặc khi chạy nhanh hiệu quả hơn bay.
Có thể biến gà thành khủng long bằng công nghệ gen không?
Một số thí nghiệm đã làm phôi gà phát triển mõm giống bò sát hơn bằng cách thay đổi tín hiệu phát triển. Nhưng tạo ra một con khủng long hoàn chỉnh từ gà là điều không khả thi với hiểu biết hiện nay và đặt ra câu hỏi đạo đức lớn.
Chim hiện đại có bao nhiêu loài và bao nhiêu loài đang bị đe doạ?
Thế giới có khoảng mười một nghìn loài chim được ghi nhận, tuỳ hệ thống phân loại. Theo các đánh giá của IUCN, khoảng một phần tám số loài chim bị xếp vào các bậc bị đe doạ. Con số nên tra lại theo bản cập nhật gần nhất.