Hãy tưởng tượng thế giới là một cỗ máy khổng lồ, và đặt câu hỏi nếu bạn có thể bấm vào nút reset và khởi động lại mọi thứ, thì liệu các giống loài như hiện nay có xuất hiện không ? Câu trả lời là : CÓ THỂ, nếu dựa theo một nghiên cứu về loài thằn lằn Caribbean của nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Đại Học California, Davis, Đại Học Harvard và Đại Học Massachusetts. Nghiên cứu này được công bố vào ngày 19/7 vừa qua trên tạp chí Science.
Việc dự đoán sự tiến hóa theo tiến trình thời gian hàng triệu năm vốn từ lâu đã là một đề tài tranh luận gay gắt của các nhà sinh vật học. Nhà sinh vật học Stephen Jay Gould (10/9/1941-20/5/2002) đã đưa ra dự đoán rằng: Nếu bạn tua lại “cuộn băng tiến hóa” và cho nó chạy từ đầu thì bạn sẽ thu được một thế giới hoàn toàn khác. Những sự kiện nhỏ, như một cơn bão quét qua hay một vụ mùa thất bát (tạo ra thay đổi về môi trường sống), đều có thể sẽ tạo ra hiệu ứng không đồng nhất.
Nhưng đứng ở góc độ khác, cũng có rất nhiều bằng chứng cho thấy, các giống loài trong cùng một môi trường sống vẫn có thể tiến hóa độc lập (dù có hình thái tương đối giống nhau), ví dụ như loài cá Cichlid tại các hồ nước ở Châu Phi. “Rõ ràng đây là một câu hỏi lớn của ngành sinh học tiến hóa nhưng rất khó có thể kiểm chứng được”, Luke Mahler, một post-doc tại Đại Học California và là tác giả chính của nghiên cứu này cho biết.
Mahler đã tìm thấy đối tượng nghiên cứu của vấn đề này trong những con thằn lằn Anole, sống tại bốn hòn đảo gần nhau – gồm có Cuba, Hispaniola, Jamaica và Puerto Rico. Vào khoảng 40 triệu năm trước, loài thằn lằn Anole bắt đầu sinh sống trên các đảo này với cùng điều kiện thời tiết và sinh thái học. Cho đến khi chúng bắt đầu sinh sôi nảy nở thì xuất hiện sự đa dạng hóa về giống (species) trên các đảo.
Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu về 100/119 giống thằn lằn Anole trên đảo, đo đạc kích thước cơ thể giữa sinh vật hoang dã với tiêu bản trong bảo tàng và so sánh qua lại giữa các đảo. Họ đã tìm thấy một điểm hội tụ chung rất rõ nét—đó là trên mỗi đảo, sự tiến hóa đã tạo ra tập hợp thằn lằn rất giống nhau tại các khu vực, môi trường sinh sống giống nhau. Quá trình thích nghi này tương đồng trên cả 4 đảo và chỉ có rất ít trường hợp ngoại lệ. Mỗi giống trên một đảo này lại có một giống tương ứng trên đảo khác.
Bằng cách kết hợp các dữ liệu về hình thái với cây phả hệ của thằn lằn Anole, Mahler và các cộng sự đã có thể xây dựng thành công một “biểu đồ thích nghi” (adaptive landscape) cho loài thằn lằn. “Biểu đồ thích nghi” là một khái niệm cơ bản trong sinh học tiến hóa nhưng rất khó để có thể biểu diễn bằng thực nghiệm. Đỉnh của biểu đồ thích nghi biểu diễn các tổ hợp khác nhau của các đặc điểm được ưu ái bởi lựa chọn tự nhiên trong khi phần khe, thung lũng, đáy thì ngược lại. Những giống có cùng tập quán sẽ có xu hướng chụm lại trên cùng một đỉnh.
Với loài thằn lằn Anole, môi trường thích hợp của chúng có thể là thân cây hoặc giữa các cành cây cao, hoặc lẩn trong các đám cỏ trên mặt đất. Ở mỗi môi trường lại yêu cầu những sự thích nghi khác nhau, từ đó tạo ra những đỉnh thích nghi khác nhau trong biểu đồ thích nghi.Vấn đề ở đây là biểu đồ thích nghi của cả 4 hòn đảo đều rất giống nhau. Nếu nhìn lại lịch sử tiến hóa của loài thằn lằn, có thể dễ dàng xác định được khi nào thì chúng tập trung ở một đỉnh thích nghi, hoặc khi nào thì một giống nhảy từ đỉnh này sang đỉnh khác.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện rằng biểu đồ thích nghi có xu hướng đồng quy. Mahler cho biết thêm: “Điều thú vị nằm ở chỗ là ngày nay chúng ta đã có phương pháp để mô hình hóa biểu đồ thích nghi để giải thích sự đồng quy này”.
Người dịch: Trungmaster, theo Sciencedaily
Link luận văn: D. L. Mahler, T. Ingram, L. J. Revell, J. B. Losos. Exceptional Convergence on the Macroevolutionary Landscape in Island Lizard Radiations. Science, 2013.
