Điều gì đã tạo nên sự khác biệt kỳ lạ này? Tại sao sinh vật xa xưa lại có thể đạt kích thước vượt trội so với các loài hiện đại?
Câu trả lời nằm ở chính điều kiện môi trường của Trái Đất cổ đại, khi khí hậu, hệ sinh thái và thành phần khí quyển hoàn toàn khác biệt so với hiện nay.
1. Hàm lượng oxy cao – chìa khóa cho những cỗ máy trao đổi khí khổng lồ
Trong kỷ Than Đá (Carboniferous), nồng độ oxy trong khí quyển từng đạt tới 30–35%, cao hơn rất nhiều so với mức ~21% hiện tại.
Đối với côn trùng – vốn hô hấp bằng hệ thống ống khí (tracheal system) chứ không phải phổi – khả năng lớn lên bị giới hạn bởi tốc độ khuếch tán oxy qua hệ thống ống khí này. Khi nồng độ oxy ngoài môi trường cao hơn, oxy thấm vào mô nhanh hơn, cho phép:
-
Kích thước cơ thể tăng mạnh
-
Cơ bắp hoạt động hiệu quả hơn
-
Duy trì được trao đổi chất dù cơ thể to lớn
Đây chính là yếu tố giúp Meganeura, Arthropleura (rết khổng lồ dài 2–3 m), và nhiều côn trùng khác đạt đến kích thước khủng khiếp.
2. Khí hậu nóng ẩm – môi trường hoàn hảo cho sinh vật tăng trưởng
Các kỷ cổ sinh như Carboniferous và Mesozoic (thời khủng long) có khí hậu:
-
ấm áp hơn hiện nay
-
ẩm độ cao
-
gần như không có băng cực
-
thảm thực vật dày đặc, bao phủ diện rộng
Sự kết hợp này tạo ra nguồn thức ăn cực kỳ phong phú. Với động vật ăn cỏ, tài nguyên gần như vô tận; với động vật săn mồi, con mồi dồi dào thúc đẩy sự cạnh tranh tiến hóa theo hướng lớn hơn – khỏe hơn – hiệu quả hơn.
3. Áp lực sinh thái đặc biệt: ít loài cạnh tranh – ít kẻ săn mồi
Trong nhiều giai đoạn của lịch sử Trái Đất, hệ sinh thái chưa đa dạng như ngày nay, nghĩa là:
-
Ít loài săn mồi lớn
-
Ít cạnh tranh trực tiếp cùng một niche sinh thái
Điều này tạo cơ hội cho một số nhóm sinh vật phát triển kích thước vượt trội mà không bị “giành chỗ” trong chuỗi năng lượng.
Ví dụ: Ở thời khủng long, nhóm sauropod (như Brachiosaurus, Diplodocus) trở thành các “đại thụ di động” nặng hàng chục tấn vì không có đối thủ cạnh tranh ăn cỏ cùng quy mô.
4. Cấu trúc sinh học tối ưu – nhất là ở khủng long
Khủng long khổng lồ không chỉ to ra một cách “tự nhiên”. Chúng có nhiều đặc điểm giải phẫu hỗ trợ trực tiếp cho việc phát triển kích thước:
Xương rỗng – nhưng siêu chắc
Giống chim hiện đại, nhiều loài khủng long có xương rỗng chứa khoang khí, giúp trọng lượng nhẹ hơn nhưng sức chịu lực cao.
Hệ thống túi khí – siêu hiệu quả
Chúng sở hữu cơ chế trao đổi khí một chiều, hiệu quả hơn phổi động vật có vú, cho phép cung cấp oxy cho cơ thể khổng lồ.
Hệ tiêu hóa tối ưu cho ăn cỏ khối lượng lớn
Một số loài có khả năng xử lý lượng thực vật khổng lồ mỗi ngày mà không cần nhai, nhờ hệ thống lên men đường ruột đặc biệt.
Môi trường cổ đại đã “nuôi dưỡng” những người khổng lồ
Kích thước khổng lồ của Meganeura và vô số loài tiền sử không phải hiện tượng ngẫu nhiên, mà là kết quả của:
Nồng độ oxy cao hơn
Khí hậu ấm, ẩm, không băng giá
Thảm thực vật dày, nguồn thức ăn dồi dào
Ít cạnh tranh – ít kẻ săn mồi
Tiến hóa hình thái học vượt trội
Khi những điều kiện ấy biến mất, kích thước sinh vật cũng nhỏ dần, dẫn đến thế giới động vật như chúng ta thấy ngày nay.
