Diplodocus

Diplodocus (, , hay ) là một chi khủng long chân thằn lằn diplodocid lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1877 bởi S. W. Williston. Danh pháp chi, đặt bởi Othniel Charles Marsh vào năm 1878, là một thuật ngữ Latinh Mới phái sinh từ tiếng Hy Lạp cổ đại διπλός ("diplos") "hai" và δοκός ("dokos") "dầm đỡ", nhằm chỉ đến cặp xương chữ V giống dầm đỡ ở mặt dưới cái đuôi, khi đó được coi là khá độc đáo.
"Diplodocus" thuộc hàng những chi khủng long dễ nhận biết nhất, bởi kiểu dáng của chúng giống khủng long chân thằn lằn điển hình, đuôi và cổ dài, cùng hai cặp chân trụ vững vàng. Trong quá khứ, chúng từng được coi là loài khủng long dài nhất được biết.
Mô tả.
Trong số những loài khủng long chân thằn lằn nổi tiếng, "Diplodocus" là động vật to lớn, có cổ dài, đi đứng bằng bốn chân, với một cái đuôi dài, giống cái roi. Chi trước của chúng thấp hơn chi sau, tạo nên một dáng đứng ngang song song với đất. Cấu trúc xương của những con vật này thường được ví như là những cây cầu treo. Trên thực tế, "D. carnegii" hiện là loài khủng long dài nhất dựa trên bộ xương hóa thạch khá hoàn chỉnh, với chiều dài đạt khoảng . Khối lượng của "D. carnegii" được ước tính nằm trong khoảng .
"D. hallorum", chỉ mới được biết đến thông qua một số mảnh xương, còn khổng lồ hơn, và các ước tính cho rằng loài này to bằng bốn con voi cộng lại. Khi mới được mô tả vào những năm 1991, David Gillette tính toán chiều dài của mẫu vật là 33 m (110 ft) bằng phương pháp chiếu đẳng cự ("isometric scaling") lấy "D. carnegii" làm quy chiếu. Tuy nhiên, ông về sau đính chính lại và cho rằng nó có lẽ dài khoảng , qua đây ngụ ý rằng một số cá thể có thể dài tận 52 m (171 ft) và nặng từ 80 tới 100 tấn, biến nó trở thành loài khủng long dài nhất từng được khám phá (tất nhiên là ngoại trừ những mẫu vật sơ sài của "Amphicoelias" hoặc "Maraapunisaurus").
Da thịt.
Phát hiện năm 1990 về vết hằn da của một loài diplodocid đã cho thấy rằng một số loài sở hữu các gai keratin mỏng và nhọn, giống gai cự đà. Những gai này có thể dài đến , hiện diện trên phần đuôi "quật" của chúng, và có lẽ trải dài từ cổ xuống lưng, giống các hadrosaurid. Một số phiên bản phục dựng "Diplodocus" ngày nay cũng bắt đầu biểu diễn các gai nhọn kiểu đó, ví dụ như trong chương trình "Walking with Dinosaurs".
Phát hiện và lịch sử nghiên cứu.
Chiến tranh Xương và "Diplodocus longus".
Dấu ấn đầu tiên của "Diplodocus" được phát hiện tại mỏ đá của Marshall P. Felch ở Garden Park gần Thành phố Cañon, Colorado, vào năm 1877, sau khi Benjamin Mudge và Samuel Wendell Williston thu thập hàng chục hóa thạch tại đó. Bộ mẫu vật đầu tiên (YPM VP 1920) rất sơ sài, chỉ bao gồm hai đốt đuôi hoàn chỉnh, một xương chữ V, và hàng chục mảnh đốt đuôi. Chúng được chuyển tới Bảo tàng Peabody Yale và được đặt danh pháp "Diplodocus longus" ('hai dầm đỡ dài') bởi nhà cổ sinh vật học Othniel Charles Marsh vào năm 1878. Marsh đề ra cái tên này trong thời kỳ Chiến tranh Xương, một cuộc thi thu thập hóa thạch giữa ông và nhà cổ sinh vật học gốc Philadephia Edward Drinker Cope.
Phân loại và danh mục loài.
Phát sinh chủng loại.
"Diplodocus" vừa là chi mẫu, vừa là nguồn gốc cái tên của họ Diplodocidae mà nó trực thuộc. Các thành viên trong họ này, tuy cũng to lớn như các khủng long chân thằn lằn khác, lại sở hữu thể hình thon thả hơn các họ như titanosaur và brachiosaur. Tất cả thành viên Diplodocidae đều có đặc trưng là cổ và đuôi dài, cùng tư thế thân nằm ngang, chi trước thấp hơn chi sau. Diplodocid sinh sôi nảy nở ở Bắc Mỹ và Châu Phi vào thế Jura muộn.
Cận họ Diplodocinae được dựng lên để gộp "Diplodocus" với các họ hàng thân cận, bao gồm "Barosaurus". Một trong những họ hàng xa hơn của "Diplodocus" là "Apatosaurus", một chi mà vẫn được coi là diplodocid song không phải diplodocine, do nó là thành viên của họ chị em Apatosaurinae. Loài "Dinheirosaurus" ở Bồ Đào Nha và "Tornieria" ở Châu Phi cũng đã được một số tác giả xác định là có quan hệ mật thiết với "Diplodocus". Diplodocoidea bao gồm các diplodocid, cũng như các dicraeosaurid, các rebbachisaurid, "Suuwassea", "Amphicoelias" có lẽ cả "Haplocanthosaurus", và/hoặc các nemegtosaurid. Nhánh này là nhóm chị em với Macronaria (các camarasaurid, các brachiosaurid và các titanosauria).
Biểu đồ phân nhánh Diplodocidae theo Tschopp, Mateus, và Benson (2015) được trình bày bên dưới:
Cổ sinh học.
Dựa trên lượng lớn mẫu vật thu được, "Diplodocus" là một trong những chi khủng long được nghiên cứu rõ nhất. Tuy nhiên nhiều bình diện tập tính của chúng vẫn chỉ là giả thuyết từ bấy lâu nay. So sánh giữa vòng mắt xơ cứng của các diplodocine và các loài chim hiện đại lẫn thằn lằn gợi ý rằng chúng có lẽ là loài hoạt động cả ngày lẫn đêm theo từng đợt nhỏ ("cathemeral").
Marsh và sau là Hatcher cho rằng "Diplodocus" là loài thủy sinh, bởi vì họ quan sát thấy lỗ mũi của chúng nằm trên đỉnh sọ. Điều này cũng được suy rộng cho các loài khủng long chân thằn lằn khác, chẳng hạn như "Brachiosaurus" và "Apatosaurus". Nghiên cứu của Kenneth A. Kermack (1951) đã chứng minh rằng khủng long chân thằn lằn không thể thở dưới nước ngay cả khi có lỗ mũi trên đỉnh đầu, bởi lẽ áp lực nước lên ngực chúng rất lớn. Kể từ những năm 1970, đồng thuận chung cho rằng khủng long chân thằn lằn là loài chỉ sống trên cạn, ăn lá cây, dương xỉ, và bụi cây.
Các nhà khoa học hiện vẫn đang tiếp tục suy đoán cách thức hít thở của những con khủng long khổng lồ cổ dài này, đặc điểm mà đáng lẽ là sẽ tạo ra nhiều khoảng chết. Chúng có lẽ sở hữu một hệ hô hấp giống chim, vốn hiệu quả hơn hệ thống của thú và của thằn lằn. Phục dựng cổ và ngực của "Diplodocus" đã phát lộ nhiều xoang chứa khí bên trong xương, đặc điểm mà có lẽ đã tham gia vào quá trình hô hấp giống ở chim.
Tư thế.
Minh họa về đáng đi đứng của "Diplodocus" đã thay đổi rất nhiều kể từ những phát hiện ban đầu. Ví dụ, phục dựng của Oliver P. Hay vào năm 1910 khắc họa hai con "Diplodocus" có tư thế chân doãi ra hai bên. Hay cho rằng "Diplodocus" có dáng đi giống thằn lằn với chân doãi ra hai bên, và ý kiến đó được Gustav Tornier ủng hộ. Giả thuyết này bị thách thức bởi William Jacob Holland, người mà đã chỉ ra rằng nếu điều này đúng thì "Diplodocus" sẽ cần một cái rãnh bên dưới để kéo lê bụng của nó. Những phát hiện dấu chân vào thập niên 1930 rốt cuộc đã làm sụp đổ giả thuyết của Hay.
Về sau, các diplodocid thường được mô tả với cái cổ chĩa lên trời, cho phép chúng ăn lá cây trên cao. Các nghiên cứu tập trung vào dáng cổ của khủng long chân thằn lằn đã chứng minh rằng cổ của "Diplodocus" nằm gần như song song với đất, hơn là chĩa thằng đứng lên, và các nhà khoa học như Kent Stevens đã dựa vào luận cứ này để chỉ ra rằng các loài khủng long chân thằn lằn như "Diplodocus" hiếm khi nâng cổ hơn mức bả vai. Một dây chằng gáy có lẽ đã đảm nhiệm chức năng đó. Một nghiên cứu năm 2009 chỉ ra rằng các loài động vật bốn chân giữ phần đáy cổ theo chiều dãn đứng cực đại nhất có thể khi chúng đang trong tư thế cảnh giác, bình tĩnh, và biện luận rằng điều tương tự có thể được áp dụng cho các khủng long chân thằn lằn (tất nhiên là nếu không tính đến các đặc điểm mô mềm độc nhất mà ta chưa biết). Nghiên cứu này tìm ra một số sai lầm trong ngộ nhận của Stevens khi đề cập đến khoảng chuyển động cổ của khủng long chân thằn lằn; và dựa trên đối chiếu với cổ của các loài vật sống, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mô mềm sẽ gia tăng đáng kể tính dẻo dai của cổ mà bình thường chỉ mỗi xương không có khả năng đó. Vì vậy, "Diplodocus" có lẽ giữ cổ của chúng ở một góc nghiêng nhất định, thay vì nằm ngang hoàn toàn như ở trong các nghiên cứu trước.
Cũng như các chi thân cận như "Barosaurus", cái cổ siêu dài của "Diplodocus" đã và đang là đề tài gây nhiều tranh cãi trong giới cổ sinh vật học. Một nghiên cứu năm 1992 của Đại học Columbia về cấu trúc cổ của diplodocid chỉ ra rằng một cái cổ dài như vậy sẽ cần một trái tim nặng 1,6 tấn – tương đương một phần mười khối lượng của con vật. Nghiên cứu đề xuất rằng chúng sẽ cần "những quả tim" phụ trợ ở cổ, mục đích nhằm bơm máu lên các trạm tim liên tiếp cho đến khi tới được não. Một số cho rằng tư thế cổ ngang bằng đất sẽ triệt tiêu vấn đề liên quan đến tuần hoàn máu.
Chế độ ăn.
Diplodocine sở hữu kiểu răng khá khác thường khi so với các khủng long chân thằn lằn khác. Thân răng của chúng dài và mỏng, có hình ê-líp khi cắt ngang, trong khi cuống răng có hình mũi tam giác cùn. Bề mặt bị hao mòn nhiều nhất là cuống răng, song không giống kiểu mẫu hao mòn ở răng của các khủng long chân thằn lằn khác; ở diplodocine, vết hao mòn thường xuất hiện ở cạnh răng gần má, cả răng trên và dưới.
Cổ sinh thái học.
Thành hệ Morrison là một chuỗi các bồi tích đất sét và cát biển nông, mà theo phương pháp định tuổi bằng đồng vị phóng xạ, có niên đại từ 156,3 triệu năm trước (Ma) ở lớp đáy tới 146,8 triệu năm trước ở lớp đỉnh, tức là nằm trong kỳ Oxford, Kimmeridge, và Tithon Sớm của thế Jura Muộn. Thành hệ này trước kia có khí hậu nửa khô hạn với mùa mưa và mùa khô phân biệt rõ rệt. Bồn địa Morrison trải dài từ New Mexico tới Alberta và Saskatchewan, thuở xưa là nơi sinh sống của nhiều loài khủng long đa dạng, đã được khai sinh khi Dãy Front thuộc Mạch núi Rocky đùn lên phía tây. Các lớp lắng đọng từ các lưu vực hướng đông của chúng sau được các mạch sông và suối thải vào các vùng đất lầy, ao hồ, kênh sông, và bãi bồi. Thành hệ này có niên đại gần như Thành hệ Lourinha ở Bồ Đào Nha và Thành hệ Tendaguru ở Tanzania.