Huyết sắc tố của khủng long bạo chúa Tyrannosaurus rex được xác nhận sau hàng chục triệu năm, liệu nó có thể được hồi sinh?

Hai mươi năm trước, nhà cổ sinh vật học Mary Schweitzer đã khiến giới khoa học dậy sóng khi công bố phát hiện về những mô mềm dường như vẫn còn tồn tại trong xương đùi hóa thạch của một con khủng long bạo chúa Tyrannosaurus rex .

Thời điểm đó, tuyên bố của bà bị xem là "không thể xảy ra", bởi theo hiểu biết thông thường, mô mềm không thể tồn tại qua hàng chục triệu năm. Nhưng giờ đây, sau hai thập kỷ nỗ lực không ngừng, phát hiện táo bạo của Schweitzer đã được chứng minh là đúng: các nhà khoa học đã chính thức xác nhận sự hiện diện của huyết sắc tố (hemoglobin) trong hóa thạch của loài khủng long huyền thoại này.

Khủng long bạo chúa T. rex sống vào cuối kỷ Phấn trắng, khoảng 66 triệu năm trước. Khi những mảnh xương khổng lồ của loài săn mồi đỉnh cao này hóa thạch, hầu hết các cấu trúc hữu cơ như mô mềm, tế bào hay protein đều bị phân hủy hoàn toàn.

Vì vậy, khi Mary Schweitzer lần đầu tiên báo cáo việc phát hiện "vật chất mềm, đàn hồi" trong mẫu xương đùi của T. rex , cộng đồng khoa học đã phản đối kịch liệt. Nhiều chuyên gia cho rằng những gì bà tìm thấy chỉ là màng sinh học do vi khuẩn xâm nhập vào sau này, một dạng ô nhiễm hóa học, chứ không phải phần còn sót lại của khủng long.

Tuy nhiên, Mary không từ bỏ. Trong nhiều năm, bà cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Bang Bắc Carolina kiên trì tìm kiếm bằng chứng thuyết phục hơn, và nay, công trình của họ đã được xác nhận bằng kỹ thuật phân tích tiên tiến nhất - quang phổ Raman cộng hưởng (resonance Raman spectroscopy) .

Về nguyên lý, đây là một phương pháp tinh vi sử dụng chùm tia laser chiếu vào mẫu vật. Khi các photon trong tia sáng tương tác với các phân tử trong mẫu, năng lượng ánh sáng bị thay đổi nhẹ, tạo nên "dấu vân tay" quang phổ đặc trưng của từng phân tử.

Nếu năng lượng laser được điều chỉnh trùng với tần số cộng hưởng của phân tử mục tiêu, tín hiệu thu được sẽ mạnh lên hàng nghìn lần, cho phép các nhà khoa học phát hiện ra ngay cả những phân tử cực kỳ hiếm hoặc bị phân hủy một phần.

Trong nghiên cứu mới, nhóm của Schweitzer đã sử dụng kỹ thuật này để phân tích các mẫu xương khử khoáng từ hai loài khủng long: Tyrannosaurus rex và Brachylophosaurus canadensis, một loài ăn cỏ sống còn sớm hơn T. rex hàng triệu năm.

Dưới kính hiển vi, nhóm đã tách được những mảnh mô mềm còn sót lại, sau đó dùng hai bước sóng laser khác nhau - xanh lá cây (532 nm) và xanh lam (473 nm) để kiểm tra.

Kết quả thật đáng kinh ngạc: khi chiếu ánh sáng xanh lá cây, cả hai mẫu vật đều phát ra tín hiệu đặc trưng mạnh mẽ của hemoglobin, loại protein vận chuyển oxy trong máu, chứng tỏ rằng những phân tử này thực sự tồn tại và còn giữ được liên kết với globulin, thành phần protein tạo nên hồng cầu.

Khi chuyển sang ánh sáng xanh lam, tín hiệu lại yếu hẳn đi, đúng như phản ứng của hemoglobin tự do đã bị phá vỡ. Chính sự đối lập này giúp loại trừ khả năng ô nhiễm từ vi khuẩn, vì vi sinh vật không thể tạo ra phức hợp hemoglobin-globulin hoàn chỉnh.

Điều đó có nghĩa là: huyết sắc tố của khủng long bạo chúa thực sự đã được phát hiện và là thật.

Vậy làm sao mà một phân tử mỏng manh như hemoglobin lại có thể "sống sót" qua hơn 60 triệu năm phong hóa, chôn vùi và biến đổi địa chất? Câu trả lời nằm ở chính... sắt.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng sắt trong hemoglobin đã bị oxy hóa, tạo thành một hợp chất gọi là goethite về bản chất là dạng "gỉ sét sinh học". Khi phản ứng oxy hóa diễn ra, các ion sắt có thể tạo nên vô số liên kết chéo giữa các phân tử protein, giống như việc đổ xi măng vào một cấu trúc bằng cát, giúp "cố định" và ổn định chúng. Chính hiện tượng "hóa rắn" này có thể đã bảo vệ những tàn dư của hemoglobin khỏi sự phân hủy trong thời gian khổng lồ.

Dù vậy, trước câu hỏi được nhiều người đặt ra: Liệu phát hiện này có mở ra cơ hội hồi sinh khủng long như trong phim "Công viên kỷ Jura"? Câu trả lời là: hoàn toàn không thể.

Những gì nhóm nghiên cứu tìm thấy chỉ là tàn dư hóa học của hemoglobin, không còn nguyên vẹn. Dữ liệu quang phổ cho thấy cấu trúc phân tử đã bị phá hủy, vòng heme đặc trưng của hemoglobin không còn hoàn chỉnh.

Đặc biệt, để "hồi sinh" một loài đã tuyệt chủng, khoa học cần có chuỗi DNA nguyên vẹn , còn protein (dù quý giá đến đâu) không thể tái tạo mã di truyền. Mà DNA thì cực kỳ dễ phân rã, không thể tồn tại trong hàng chục triệu năm.

Tuy vậy, phát hiện này vẫn là một bước ngoặt trong cổ sinh học phân tử . Việc xác định được dấu vết hemoglobin trong hóa thạch không chỉ mở rộng giới hạn hiểu biết của con người về khả năng bảo tồn sinh học, mà còn mở ra cơ hội nghiên cứu thế giới phân tử của các sinh vật cổ đại, từ đó có thể giúp tái dựng chính xác hơn sự tiến hóa sinh lý và sinh hóa của động vật tiền sử.

Như giáo sư Schweitzer từng chia sẻ, "Chúng ta càng hiểu rõ điều gì đã xảy ra với các tế bào và phân tử của sinh vật sau khi chúng chết, chúng ta càng có thể nhìn sâu hơn vào quá khứ – và học được nhiều điều hơn về sự sống".

Dù khủng long bạo chúa chưa thể sống lại, nhưng nhờ những phân tử nhỏ bé còn sót lại trong hóa thạch, "huyết mạch" của chúng, theo nghĩa khoa học đã thực sự vang dội trở lại sau hàng chục triệu năm chìm trong im lặng của thời gian.