Công nghệ số giúp phục dựng khuôn mặt tổ tiên loài người 3,67 triệu năm tuổi

VHO - Nhờ công nghệ tái tạo kỹ thuật số, các nhà khoa học lần đầu tiên có thể quan sát rõ hơn khuôn mặt của “Bàn Chân Nhỏ” (Little Foot) – một trong những tổ tiên sớm nhất của loài người, sống cách đây khoảng 3,67 triệu năm.

Hóa thạch đặc biệt này được phát hiện tại hang Sterkfontein, phía tây bắc Johannesburg (Nam Phi). Vào những năm 1990, nhà cổ nhân học Ronald Clarke đã nhận ra bốn mảnh xương nhỏ trong bộ sưu tập của Đại học Witwatersrand và từ đó lần theo dấu vết để tìm ra bộ xương gần như hoàn chỉnh của Little Foot. Quá trình khai quật toàn bộ hài cốt kéo dài tới 20 năm.

Với mức độ nguyên vẹn khoảng 90%, Little Foot được xem là bộ xương hoàn chỉnh nhất từng được biết đến của chi Australopithecus – tổ tiên cổ đại của con người có khả năng đi bằng hai chân nhưng vẫn rất giỏi leo cây để tránh các loài săn mồi như mèo răng kiếm.

Theo Tiến sĩ Amélie Beaudet, nhà nghiên cứu tại Đại học Witwatersrand, bộ xương này là một trong những bằng chứng cổ xưa nhất về sự tiến hóa của loài người ở miền nam châu Phi.

Tuy nhiên, hộp sọ của Little Foot đã bị nghiền nát theo thời gian do sức ép của các lớp trầm tích trong hang, khiến việc nghiên cứu trở nên rất khó khăn. Sự biến dạng nghiêm trọng khiến các nhà khoa học trước đây không thể phục dựng chính xác hình dạng ban đầu của khuôn mặt.

Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Comptes Rendus Palevol, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ quét và mô phỏng 3D để sắp xếp lại các mảnh xương mặt về vị trí giải phẫu ban đầu, qua đó lần đầu tiên tái tạo tương đối đầy đủ khuôn mặt của Little Foot.

“Chỉ một số ít hóa thạch Australopithecus còn giữ được gần như toàn bộ khuôn mặt, vì vậy Little Foot trở thành một mẫu tham chiếu cực kỳ quý giá”, tiến sĩ Beaudet cho biết.

Theo bà Beaudet, khuôn mặt của mẫu vật này bảo tồn nhiều cấu trúc giải phẫu liên quan đến thị giác, hô hấp và ăn uống, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về lịch sử tiến hóa của loài người.

Để thực hiện nghiên cứu, hộp sọ hóa thạch lần đầu tiên được đưa ra khỏi Nam Phi và chuyển đến Anh để quét bằng máy gia tốc hạt Diamond Light Source tại Oxfordshire. Công nghệ tia X cường độ cao cho phép tạo ra hơn 9.000 hình ảnh chi tiết về cấu trúc bên trong của hộp sọ mà không gây tổn hại đến mẫu vật.

Dữ liệu sau đó được xử lý bằng siêu máy tính tại Đại học Cambridge để dựng mô hình xương mặt 3D và tái tạo khuôn mặt của Little Foot bằng phương pháp kỹ thuật số.

Kết quả cho thấy khuôn mặt của Little Foot có kích thước nằm giữa khỉ đột và đười ươi, trong khi hình dạng lại gần với đười ươi và loài vượn bonobo hơn. Điều đáng chú ý là nhiều đặc điểm khuôn mặt của mẫu vật này lại giống với các hóa thạch Australopithecus được tìm thấy ở Đông Phi, dù Little Foot được phát hiện tại Nam Phi.

Theo Tiến sĩ Zeray Alemseged, giáo sư sinh học và giải phẫu học tại Đại học Chicago, phát hiện này phản ánh sự phức tạp trong quá trình tiến hóa của chi Australopithecus và mối quan hệ gần gũi của chúng với các loài vượn lớn hiện đại.

Các nhà nghiên cứu cho rằng dòng dõi của Little Foot có thể có mối liên hệ gần hơn với các loài người tiền sử ở Đông Phi, trong khi các quần thể ở miền nam châu Phi phát triển những đặc điểm khuôn mặt riêng biệt ở giai đoạn muộn hơn.

“Thay vì coi quá trình tiến hóa của loài người sơ khai diễn ra ở những khu vực biệt lập, nghiên cứu này ủng hộ quan điểm rằng châu Phi là một không gian tiến hóa liên kết, nơi các quần thể thích nghi với môi trường nhưng vẫn duy trì mối liên hệ thông qua tổ tiên chung”, đồng tác giả Dominic Stratford cho biết.

Việc nghiên cứu khuôn mặt của tổ tiên loài người cũng giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cách họ thích nghi với môi trường sống. Theo Tiến sĩ Beaudet, các đặc điểm trên khuôn mặt có thể phản ánh cách tổ tiên loài người quan sát, ăn uống và tương tác với môi trường xung quanh.

Một chi tiết đáng chú ý là kích thước hốc mắt của Little Foot có thể liên quan đến sự thay đổi về thị lực hoặc môi trường sống, đồng thời gắn với sự phát triển của vùng não phụ trách thị giác.

Bộ xương Little Foot cũng hoàn chỉnh hơn khoảng 50% so với hóa thạch Lucy nổi tiếng, được phát hiện tại Ethiopia năm 1974 và có niên đại khoảng 3,2 triệu năm.

Tuy vậy, việc xác định chính xác loài của Little Foot vẫn là chủ đề gây tranh luận trong giới khoa học. Một số nhà nghiên cứu cho rằng mẫu vật này thuộc loài Australopithecus prometheus hoặc Australopithecus africanus, trong khi những người khác cho rằng nó có thể đại diện cho một nhánh tổ tiên loài người chưa từng được biết đến.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục sử dụng công nghệ tái tạo kỹ thuật số để chỉnh sửa các phần biến dạng khác của hộp sọ, đặc biệt là vùng hộp sọ não. Những phân tích này có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về kích thước não cũng như khả năng nhận thức của tổ tiên loài người thời kỳ đầu.