Hoàng Nam
Writer
Chúng ta có xu hướng nghĩ về sự tiến hóa như một quá trình một chiều: những sinh vật đơn giản hơn dần dần tiến triển thành những dạng sống tinh vi hơn mà không có chỗ cho bước lùi. Tuy nhiên, như nghiên cứu mới đã chứng minh, điều này không nhất thiết đúng.
“Tiến hóa không có đích đến. Không có mục tiêu cuối cùng, không có trạng thái cuối cùng”, Jacob Suissa, Trợ lý Giáo sư về Sinh học Tiến hóa Thực vật tại Đại học Tennessee, viết trong một bài đăng trên The Conversation. “Các sinh vật tiến hóa thông qua chọn lọc tự nhiên tác động vào một thời điểm địa chất cụ thể, hoặc chỉ đơn giản là trôi dạt mà không có chọn lọc mạnh theo bất kỳ hướng nào”.
Suissa, cùng với Makaleh Smith từ The New School, đã tìm cách điều tra giả định tiến hóa này ở thực vật, công bố những phát hiện của họ trong một nghiên cứu gần đây. Cặp đôi này phát hiện ra rằng dương xỉ thường thách thức mô hình tiến hóa tuyến tính của chúng ta - được định nghĩa bởi Định luật Dollo - đôi khi tiến hóa "lùi" từ các dạng chuyên biệt hơn sang dạng không phân biệt.
Cây dương xỉ có nhiều chiến lược sinh sản khác nhau: một số là cây hai hình, nghĩa là chúng tạo ra những chiếc lá riêng biệt để quang hợp và sinh sản, trong khi phần lớn là cây đơn hình và sử dụng một lá cho cả quang hợp và phát tán bào tử.
Nếu sự tiến hóa chỉ diễn ra theo một hướng, như có vẻ đúng với hầu hết các loài thực vật, bạn sẽ mong đợi rằng một khi cây dương xỉ tiến hóa thành dạng dị hình chuyên biệt cao, nó không thể quay trở lại dạng đơn hình đơn giản hơn nhiều. Tuy nhiên, đây không phải là những gì Suissa và Smith tìm thấy.
Họ đã xem xét cụ thể 118 loài bao gồm những loài thuộc họ dương xỉ Blechnaceae, sử dụng các bộ sưu tập lịch sử tự nhiên và các thuật toán để ước tính sự tiến hóa ở dương xỉ. Trong Blechnaceae, họ phát hiện ra rằng sự tiến hóa của dị hình "không phải là từng bước hay không thể đảo ngược". Trên thực tế, họ đã xác định được một số trường hợp khi thực vật đã tiến hóa dị hình và sau đó, thoái triển thành đơn hình.
“Tại sao cây dương xỉ lại có thể có những chiến lược sinh sản linh hoạt như vậy?” Suissa trầm ngâm. “Câu trả lời nằm ở những gì chúng thiếu: hạt, hoa và quả.”
“Vì dương xỉ sống không có hạt, chúng có thể thay đổi vị trí trên lá để đặt các cấu trúc tạo bào tử.” Điều này cho phép chúng linh hoạt hơn nhiều, nghĩa là chúng giữ cánh cửa mở để quay trở lại các dạng đơn hình, tổng quát hơn, ngay cả sau khi chuyên môn hóa. Về cơ bản, đó là sự tiến hóa ngược .
Và dương xỉ không phải là loài duy nhất làm được điều đó. Ví dụ, thằn lằn Liolaemus dường như đã tiến hóa lại để đẻ trứng mặc dù trước đây đã thích nghi với việc sinh con non.
“Cuối cùng, nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh một bài học cơ bản trong sinh học tiến hóa: Không có hướng 'đúng' nào trong quá trình tiến hóa, không có cuộc hành trình hướng đến mục tiêu cuối cùng. Các con đường tiến hóa giống như những tấm lưới rối rắm, với một số nhánh phân kỳ, một số khác hội tụ và một số thậm chí còn tự vòng lại với nhau”, Suissa kết luận.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Evolution: International Journal of Organic Evolution.
“Tiến hóa không có đích đến. Không có mục tiêu cuối cùng, không có trạng thái cuối cùng”, Jacob Suissa, Trợ lý Giáo sư về Sinh học Tiến hóa Thực vật tại Đại học Tennessee, viết trong một bài đăng trên The Conversation. “Các sinh vật tiến hóa thông qua chọn lọc tự nhiên tác động vào một thời điểm địa chất cụ thể, hoặc chỉ đơn giản là trôi dạt mà không có chọn lọc mạnh theo bất kỳ hướng nào”.
Suissa, cùng với Makaleh Smith từ The New School, đã tìm cách điều tra giả định tiến hóa này ở thực vật, công bố những phát hiện của họ trong một nghiên cứu gần đây. Cặp đôi này phát hiện ra rằng dương xỉ thường thách thức mô hình tiến hóa tuyến tính của chúng ta - được định nghĩa bởi Định luật Dollo - đôi khi tiến hóa "lùi" từ các dạng chuyên biệt hơn sang dạng không phân biệt.
Cây dương xỉ có nhiều chiến lược sinh sản khác nhau: một số là cây hai hình, nghĩa là chúng tạo ra những chiếc lá riêng biệt để quang hợp và sinh sản, trong khi phần lớn là cây đơn hình và sử dụng một lá cho cả quang hợp và phát tán bào tử.
Nếu sự tiến hóa chỉ diễn ra theo một hướng, như có vẻ đúng với hầu hết các loài thực vật, bạn sẽ mong đợi rằng một khi cây dương xỉ tiến hóa thành dạng dị hình chuyên biệt cao, nó không thể quay trở lại dạng đơn hình đơn giản hơn nhiều. Tuy nhiên, đây không phải là những gì Suissa và Smith tìm thấy.
Họ đã xem xét cụ thể 118 loài bao gồm những loài thuộc họ dương xỉ Blechnaceae, sử dụng các bộ sưu tập lịch sử tự nhiên và các thuật toán để ước tính sự tiến hóa ở dương xỉ. Trong Blechnaceae, họ phát hiện ra rằng sự tiến hóa của dị hình "không phải là từng bước hay không thể đảo ngược". Trên thực tế, họ đã xác định được một số trường hợp khi thực vật đã tiến hóa dị hình và sau đó, thoái triển thành đơn hình.
“Tại sao cây dương xỉ lại có thể có những chiến lược sinh sản linh hoạt như vậy?” Suissa trầm ngâm. “Câu trả lời nằm ở những gì chúng thiếu: hạt, hoa và quả.”
“Vì dương xỉ sống không có hạt, chúng có thể thay đổi vị trí trên lá để đặt các cấu trúc tạo bào tử.” Điều này cho phép chúng linh hoạt hơn nhiều, nghĩa là chúng giữ cánh cửa mở để quay trở lại các dạng đơn hình, tổng quát hơn, ngay cả sau khi chuyên môn hóa. Về cơ bản, đó là sự tiến hóa ngược .
Và dương xỉ không phải là loài duy nhất làm được điều đó. Ví dụ, thằn lằn Liolaemus dường như đã tiến hóa lại để đẻ trứng mặc dù trước đây đã thích nghi với việc sinh con non.
“Cuối cùng, nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh một bài học cơ bản trong sinh học tiến hóa: Không có hướng 'đúng' nào trong quá trình tiến hóa, không có cuộc hành trình hướng đến mục tiêu cuối cùng. Các con đường tiến hóa giống như những tấm lưới rối rắm, với một số nhánh phân kỳ, một số khác hội tụ và một số thậm chí còn tự vòng lại với nhau”, Suissa kết luận.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Evolution: International Journal of Organic Evolution.
