Dấu vết máu khủng long tồn tại 115 triệu năm trong xương chân từ Brazil

Bên trong xương chân của một loài khủng long ăn thịt ở đông bắc Brazil, các nhà địa hóa học đã phát hiện những thể tròn li ti nằm trong các kênh từng dẫn mạch máu, cùng các dấu hiệu hóa học liên kết chúng với máu. Những thể này chứa heme, phân tử mang sắt nằm ở trung tâm của hemoglobin, loại protein mà hồng cầu sử dụng để vận chuyển oxy.

Nếu nhận diện này được xác nhận, đây sẽ là lần đầu tiên các nhà khoa học đối chiếu được về mặt hóa học heme với các hồng cầu hóa thạch vẫn nằm nguyên vị trí bên trong xương. Điều đó sẽ đẩy lùi giới hạn về thời gian tồn tại của một phân tử sinh học mỏng manh. Loài vật này, Aratasaurus museunacionali, sống vào kỷ Phấn Trắng sớm, hơn một trăm triệu năm trước, và xương của nó đã vượt qua cả một thảm họa hiện đại: vụ hỏa hoạn thiêu rụi National Museum của Brazil.

Nghiên cứu do nhà địa hóa hữu cơ Kliti Grice thuộc Curtin University ở Australia dẫn dắt và công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences, mô tả các thể này là hồng cầu đã khoáng hóa, được bảo tồn suốt 115 triệu năm. “Việc phát hiện các phân tử có nguồn gốc từ heme còn nguyên vẹn trong những hồng cầu 115 triệu năm tuổi thật đáng kinh ngạc: đây thực sự là một phát hiện mang tính bước ngoặt,” Grice nói trong thông cáo của trường đại học.

Điều nhóm nghiên cứu không tìm thấy cũng quan trọng không kém những gì họ tìm thấy. Không có DNA khủng long ở đây, cũng không có protein hemoglobin nguyên vẹn; chỉ có vòng heme và một phiên bản đã biến đổi về mặt hóa học của nó. Grice nói với Reuters rằng kết quả này không phải là một “lọ máu khủng long”. “Những gì chúng tôi đang thấy là tiếng vọng khoáng vật và phân tử của sinh học cổ xưa, và về mặt khoa học điều đó thú vị hơn nhiều,” bà nói.

Loài khủng long sinh ra từ lửa

Aratasaurus được biết đến từ một phần chân phải duy nhất, được tìm thấy năm 2008 tại mỏ thạch cao Mina Pedra Branca gần Santana do Cariri, bang Ceará, trong các lớp đá thuộc Hệ tầng Romualdo. Phần còn lại của bộ xương đã bị vỡ vụn và thất lạc trong quá trình khai thác mỏ. Chiếc chân ban đầu được đưa tới Plácido Cidade Nuvens Museum of Paleontology, nơi các lát mỏng được cắt để nghiên cứu mô xương, rồi năm 2016 được chuyển đến National Museum ở Rio de Janeiro.

Ngày 2 tháng 9 năm 2018, hỏa hoạn quét qua bảo tàng này, cơ sở khoa học lâu đời nhất đất nước, và phá hủy ước tính 92% trong số 20 triệu hiện vật của nó. Khu vực lưu giữ chiếc chân không bị ảnh hưởng. Khi Juliana Sayão và các đồng nghiệp chính thức đặt tên cho loài vật vào năm 2020, họ ghép các từ Tupi ara, nghĩa là “sinh ra”, và atá, nghĩa là “lửa”, đồng thời dành tên loài để tôn vinh bảo tàng: loài khủng long sinh ra từ vụ cháy National Museum. Sayão và Alexander Kellner, nhà cổ sinh vật học tại bảo tàng, là đồng tác giả bài báo mới.

Các vạch tăng trưởng trong xương cho thấy con vật khoảng bốn tuổi khi chết, một theropod non dài xấp xỉ 3 mét và vẫn đang phát triển. Nó thuộc nhóm coelurosaur, nhánh các loài săn mồi hai chân mà về sau sinh ra tyrannosaur và cuối cùng là chim.

Cách họ thực hiện

Grice không đi tìm máu khủng long. Phòng thí nghiệm của bà nghiên cứu xem bao nhiêu phần trong hóa học nguyên bản của một sinh vật có thể tồn tại qua quá trình hóa thạch. Dưới kính hiển vi, các kênh mạch máu trong chân Aratasaurus lộ ra chứa đầy những thể elip nhỏ, dài khoảng 23 micromet và rộng 20 micromet, lớn gấp khoảng ba lần đường kính một hồng cầu người.

Chỉ riêng hình dạng không chứng minh được điều gì, bởi khoáng vật lẫn vi sinh vật đều có thể tạo ra những cấu trúc trông rất giống tế bào. Vì vậy, nhóm đã kết hợp kính hiển vi, phân tích khoáng vật và địa hóa phân tử. Các dịch chiết từ xương được đưa qua sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép khối phổ, kỹ thuật tách một hỗn hợp thành các thành phần rồi xác định khối lượng từng thành phần. Phương pháp này phát hiện heme B, dạng heme phổ biến nhất trong hemoglobin, và một chất họ hàng đã biến đổi mang tên 3,8-diethyl heme B, dồi dào hơn khoảng 90 lần. Nói cách khác, phần lớn heme đã bị biến đổi hóa học trong quá trình hóa thạch.

Sau đó, quang phổ học phát hiện dấu hiệu của porphyrin, cấu trúc vòng ở lõi của heme, ngay bên trong các thể giống tế bào, còn bản đồ nguyên tố cho thấy sắt, nitơ và carbon ở cùng những vị trí. “Điều then chốt là chúng tôi đã khảo sát hóa học ngay tại chỗ, nhờ đó có thể liên hệ các tín hiệu hóa học với những cấu trúc vi mô trong bối cảnh vật lý của chúng bên trong hóa thạch,” Grice nói với Live Science. “Điều đó thuyết phục hơn nhiều so với việc đơn thuần chiết xuất các phân tử từ một mảnh hóa thạch rồi giả định chúng bắt nguồn từ đâu.”

Để kiểm tra nguy cơ nhiễm bẩn, các nhà nghiên cứu phân tích đá bao quanh bằng cùng phương pháp. Đá không chứa heme B, chỉ có các dấu hiệu của chlorophyll và bacteriochlorophyll, những sắc tố của vi sinh vật quang hợp đã hình thành lớp thảm nơi chiếc chân bị chôn vùi. Xương cũng chứa hydroxyproline, một axit amin đặc trưng của collagen, protein tạo độ bền chắc cho xương.

Vì sao hóa học của máu có thể tồn tại lâu đến vậy

Các thể giống tế bào được phủ hausmannite, một khoáng vật oxit mangan. Nhóm nghiên cứu cho rằng khoáng vật này hình thành sớm và hoạt động như một nang thời gian, niêm phong các cấu trúc trước khi chúng phân hủy. Họ cũng cho rằng xác con vật bị chôn vùi nhanh chóng trong môi trường ít oxy, phủ bởi các thảm vi sinh vật, từ đó làm chậm quá trình phân hủy thông thường.

“Chúng tôi cho rằng sự khoáng hóa sớm đã giúp ổn định hoặc tái tạo các cấu trúc sinh học vi mô trước khi chúng bị phá hủy hoàn toàn, trong khi một số khía cạnh của hóa học liên quan cũng còn tồn tại dưới dạng đã biến đổi,” Grice nói với Live Science. Trong thông cáo của trường đại học, bà còn nhấn mạnh hơn: “Những phát hiện này thách thức các giả định lâu nay rằng một số phân tử sinh học như hemoglobin không thể tồn tại qua thời gian địa chất sâu.”

Giả định đó đã chịu sức ép trong nhiều thập kỷ. Các nhà nghiên cứu từng báo cáo những hợp chất chứa heme từ một xương Tyrannosaurus rex vào cuối thập niên 1990, và một nghiên cứu năm 2015 mô tả những hồng cầu khả dĩ cùng các sợi giống collagen trong các mẫu khủng long 75 triệu năm tuổi. Cả hai tuyên bố đều bị tranh luận gay gắt. Điểm khác biệt của bài báo mới là nó gắn kết hóa học với các cấu trúc cụ thể bên trong xương, thay vì với bột được nghiền từ xương.

Những điều nghiên cứu chưa thể khép lại

Không phải ai cũng chấp nhận rằng đây là các tế bào máu. Mary Schweitzer, nhà cổ sinh vật học phân tử tại North Carolina State University, người từng báo cáo các mạch máu và mô mềm được bảo tồn trong hóa thạch khủng long, không tham gia nghiên cứu. “Tôi đồng ý rằng các phân tử nội sinh có thể tồn tại qua thời gian địa chất dưới một dạng nào đó, và chúng có rất nhiều điều để dạy chúng ta,” bà nói với Live Science. “Tuy nhiên, vì nhiều lý do, tôi không bị thuyết phục rằng các hình ảnh họ trình bày là hồng cầu còn sót lại.”

Phản đối chính của bà là hình dạng. Động vật có vú loại bỏ nhân khỏi hồng cầu, nhưng chim và bò sát giữ lại nhân, tạo nên một phần gồ cao ở giữa mỗi tế bào. Các thể của Aratasaurus lại lõm, không có phần gồ, và nhỏ hơn phần lớn hồng cầu của động vật không phải thú, “nên không đáp ứng được sự tương đồng về hình thái,” Schweitzer nói. Các tế bào có thể đã bị ép dẹt hoặc vỡ trước khi khoáng hóa, hoặc hồng cầu khủng long đơn giản là khác với các họ hàng còn sống của chúng, nhưng chưa ý tưởng nào được kiểm chứng. Schweitzer thấy bằng chứng hóa học về heme và collagen thuyết phục hơn việc nhận diện các tế bào.

Nhiễm bẩn là cánh cửa bỏ ngỏ thứ hai. Chính bài báo cũng thừa nhận không thể loại trừ hoàn toàn các vi sinh vật sản xuất heme. Một nghiên cứu về xương Centrosaurus năm 2019 đã phát hiện vật chất hữu cơ mới và các quần xã vi sinh vật phát triển mạnh bên trong hóa thạch, nhắc nhở rằng xương bị chôn vùi có thể trở thành một môi trường sống với hóa học riêng. Kết quả sạch từ đá bao quanh là lập luận chống lại nguồn gốc bên ngoài, nhưng không thể loại trừ những vi sinh vật từng sống bên trong xương.

Những giới hạn còn lại liên quan đến quy mô. Đây là một chiếc chân của một cá thể tại một địa điểm. Hydroxyproline là một đơn vị cấu tạo, không phải protein collagen hay một trình tự, và không có gì trong nghiên cứu cho thấy phần protein của hemoglobin. Nang thời gian hausmannite là một cơ chế được đề xuất, chứ không phải thí nghiệm mà bất kỳ ai đã tái tạo trong phòng thí nghiệm.

Những câu hỏi thường gặp về máu khủng long

Các nhà khoa học có tìm thấy máu khủng long thật không?

Không phải máu ở dạng lỏng. Họ tìm thấy những cấu trúc trông như hồng cầu, đã chuyển thành khoáng vật, cùng các phân tử heme liên quan đến chúng. Phần lớn heme đó đã bị biến đổi hóa học trong 115 triệu năm.

Có thể thu hồi DNA khủng long từ hóa thạch này không?

Không. Nghiên cứu không báo cáo DNA nào, và Grice nhấn mạnh rằng mục tiêu chưa bao giờ là tìm nó. DNA cổ nhất từng được thu hồi có nguồn gốc từ trầm tích Greenland khoảng hai triệu năm tuổi, trẻ hơn rất nhiều so với bất kỳ loài khủng long nào.

Heme là gì?

Heme là một phân tử dạng vòng với một nguyên tử sắt ở trung tâm. Mỗi phân tử hemoglobin chứa bốn phân tử heme, và chính chúng liên kết với oxy trong máu. Heme B là dạng phổ biến nhất.

Aratasaurus là loại khủng long nào?

Đó là một coelurosaur sơ khai, loài săn mồi hai chân thân hình mảnh mai dài khoảng 3 mét, thuộc kỷ Phấn Trắng sớm ở đông bắc Brazil. Loài này chỉ được biết đến từ một phần chân phải hiện do National Museum of Brazil lưu giữ.

Điều gì diễn ra tiếp theo

Bài báo xuất hiện trực tuyến trên Proceedings of the National Academy of Sciences vào ngày 2 tháng 11 năm 2026. Nhóm nghiên cứu, gồm các nhà khoa học từ Curtin, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, National Museum, Regional University of Cariri và Johns Hopkins University, muốn sử dụng cùng phương pháp phân tích tại chỗ để nghiên cứu sự tiến hóa của máu, trao đổi chất và mức độ hoạt động ở các loài động vật đã tuyệt chủng.

Công việc đó có thể không cần các cuộc khai quật mới. “Hàm ý thực sự thú vị là những thông tin phân tử phi thường có thể đã nằm sẵn trong các bộ sưu tập bảo tàng trên khắp thế giới, chờ chúng ta đặt những câu hỏi mới cho các hóa thạch cũ,” Grice nói với The Guardian. Hóa thạch mở ra khả năng đó từng nằm trong một bộ sưu tập như vậy khi bảo tàng bốc cháy.

Tài liệu tham khảo: Grice et al., “Heme signatures in mineralized red blood cells within vascular canals of a 115-million-year-old dinosaur bone,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026. DOI: 10.1073/pnas.2614248123

Thẻ: cổ sinh vật học, khủng long, Curtin University, Aratasaurus, Bảo tàng Quốc gia Brazil, hemoglobin