Hơn 100 triệu năm trước, ở khu vực ngày nay là đông bắc Trung Quốc từng có một loài khủng long khá đặc biệt. Nó chỉ dài hơn nửa mét, cơ thể phủ lông vũ và có những dải lông dài không chỉ ở hai chi trước mà cả hai chi sau, khiến con vật trông như có tới 4 cánh.

Loài mới được đặt tên là Norellraptor barsboldi. Hóa thạch được tìm thấy trong hệ tầng Jiufotang, nơi lưu giữ dấu tích của nhiều sinh vật sống vào kỷ Phấn trắng sớm, khoảng 145-100 triệu năm trước.

Con N. barsboldi được nghiên cứu mới khoảng 3 tuổi khi chết và dài 57 cm. Dù kích thước khá nhỏ, nó vẫn sở hữu hàm răng cong sắc cùng những móng vuốt đặc trưng của một loài săn mồi. Thức ăn của chúng có thể gồm thú có vú nhỏ, thằn lằn, động vật lưỡng cư và khủng long non.

N. barsboldi thuộc nhóm microraptor, họ hàng gần của chim từng sống cùng thời với nhiều loài khủng long khác. Một trong những đặc điểm dễ nhận ra nhất của chúng là những chiếc lông dài ở cả tay và chân. Vì vậy, thay vì chỉ có một đôi cánh như chim ngày nay, chúng mang dáng vẻ của một sinh vật có 4 cánh.

Microraptor không phải tổ tiên trực tiếp của chim, nhưng chúng lại sở hữu nhiều đặc điểm rất giống những loài chim cổ. Phân tích hóa thạch mới cho thấy những nét tương đồng này có thể xuất hiện riêng rẽ ở hai nhóm.

Andrea Cau, nhà cổ sinh vật học tại Bảo tàng Cổ sinh vật học và Trung tâm Bò sát học OPHIS ở Italy, cùng các đồng nghiệp đã so sánh hóa thạch mới với nhiều loài microraptor khác.

Họ ghi nhận 194 thay đổi về cấu tạo cơ thể trong quá trình tiến hóa của nhóm này. Đáng chú ý, khoảng 30% cũng xuất hiện ở nhánh dẫn tới chim. Ngoài lông vũ, hai nhóm đều có phần thân ngày càng cứng cáp, chi trước khỏe hơn và xương cánh mang nhiều đặc điểm thuận lợi cho việc bay.

Tuy nhiên, những thay đổi này không xuất hiện theo cùng một trình tự. Microraptor phát triển chúng theo cách khác với những loài chim đầu tiên.

Chi tiết này khiến nhóm nghiên cứu cho rằng hai nhóm có thể đã phát triển khả năng bay độc lập, thay vì cùng kế thừa toàn bộ những đặc điểm cần thiết từ một tổ tiên biết bay.

Rui Pei, nhà cổ sinh vật học tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, người không tham gia nghiên cứu, cũng đồng tình với cách giải thích này. Theo ông, N. barsboldi barsbold củng cố khả năng microraptor và những họ hàng đầu tiên của chim đã tự phát triển kiểu bay bằng cách vỗ cánh.

Scott Hartman, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Wisconsin - Madison cho rằng microraptor có thể vừa vỗ cánh vừa lượn. Chúng có lẽ không giỏi trèo cây như sóc vì chi trước không đủ linh hoạt cho kiểu di chuyển này. Thay vào đó, con vật có thể chạy xuống sườn dốc để lấy đà, hoặc lao từ đồi và vách đá trước khi bung cánh.

Phần ngực của chúng cũng khá phù hợp với việc bay. Xương ức lớn và chắc có thể nâng đỡ những khối cơ ngực khỏe, giúp tạo ra những cú đập cánh đủ mạnh để đưa cơ thể tiến về phía trước.

Hai cánh ở chân sau dường như đảm nhận một vai trò khác. Chúng có thể được giữ phía dưới cơ thể, giúp con vật ổn định khi ở trên không, giảm tốc hoặc thực hiện những cú đổi hướng gấp. Khả năng kiểm soát hướng bay như vậy có thể giúp nó tiếp cận con mồi chính xác hơn.

4 cánh cũng chưa chắc chỉ phục vụ cho việc bay. Hartman cho rằng những chiếc lông dài có thể được dùng để thu hút bạn tình hoặc phủ lên trứng để giữ ấm khi nằm trên tổ.