Trong quá trình tiến hóa thoái triển, các sinh vật mất đi những đặc điểm phức tạp và có thể tiến hóa "lùi". Tuy nhiên, các chuyên gia cho biết, sự tiến hóa không quay trở lại các bước ban đầu.
Tiến hóa thành dạng đơn giản hơn
Cá hang động tiến hóa theo cách mất dần đôi mắt.
Sự tiến hóa đã tạo ra những đặc điểm phức tạp đáng kinh ngạc, từ xúc tu bạch tuộc có nơ-ron thần kinh cho đến tai của động vật có vú. Tuy nhiên, liệu quá trình tiến hóa có thể đi lùi, đưa các sinh vật phức tạp trở lại những dạng đơn giản hơn trước đó không?
Trong cái gọi là tiến hóa thoái triển, các sinh vật có thể mất đi những đặc điểm phức tạp. Do đó, chúng dường như đã tiến hóa lùi thành các dạng đơn giản hơn. Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng, quá trình tiến hóa không thực sự đi lùi theo nghĩa là quay trở lại ban đầu.
Ông William R. Jeffery - nhà sinh vật học tại Trường Đại học Maryland (Mỹ) cho biết: “Khả năng cuộn băng về những thay đổi tiến hóa sẽ… bị đảo ngược theo cách tương tự là rất khó xảy ra”.
Trong khi đó, Beth Okamura - nhà nghiên cứu khoa học đời sống tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên ở London, nhận định, quá trình tiến hóa thoái triển liên quan đến việc mất đi các dạng phức tạp đã tiến hóa trước đó.
Một ví dụ cực đoan đến từ myxozoans - ký sinh trùng có cấu trúc giải phẫu rất đơn giản. Loài này không có miệng, hệ thần kinh hoặc ruột. Đồng thời, sở hữu bộ gene rất nhỏ. Theo nhà nghiên cứu Okamura, đây là loại đơn giản nhất về “các tế bào đơn lẻ”.
Từ lâu, myxozoans đã được phân loại là động vật nguyên sinh đơn bào. Cuối cùng, loài này đã bộc lộ mình là động vật có tính thoái triển cao. Chúng tiến hóa từ cnidarians - một nhóm bao gồm sứa, sau đó dần mất đi nhiều đặc điểm không còn cần thiết trong lối sống ký sinh.
Do đó, ít nhất là về mặt hình thái, myxozoans dường như đã quay trở lại giai đoạn tiến hóa trước đó. “Chúng sắp hội tụ thành các sinh vật đơn bào”, bà Okamura cho biết.
Sự thích nghi dẫn đến thay đổi
Theo các nhà khoa học, tiến hóa lùi là hoàn toàn bình thường.
Ông Thomas Smith - Giáo sư sinh thái học tại Trường Đại học California, Los Angeles (Mỹ), cho biết: Trái đất ngày nay ước tính có khoảng một nghìn tỷ loài. Tùy thuộc vào mỗi loài sinh vật và điều kiện môi trường, quá trình tiến hóa có thể nằm trong khoảng thời gian mà con người có thể quan sát được cho đến hàng chục triệu năm. Những thay đổi di truyền, tốc độ sinh sản hoặc thời gian thế hệ của một sinh vật sẽ giới hạn tốc độ hình thành loài mới.
Tuy nhiên, theo nhà sinh vật học Jeffery, quá trình tiến hóa không quay trở lại các bước của nó trong quá trình tiến hóa thoái triển. Các sinh vật sống trong hang động cũng thường trải qua quá trình tiến hóa thoái triển. Chúng mất đi các đặc điểm phức tạp, chẳng hạn như mắt - thứ vốn không cần thiết trong môi trường tối tăm.
Ông Jeffery cho biết, quá trình tiến hóa mất mắt ở cá hang động không có nghĩa là sự trở lại chính xác với tổ tiên nguyên thủy. Thay vào đó, các quá trình trước đây tạo ra mắt sẽ dừng lại, để lại vết tích của mắt ở bên dưới lớp da. “Mọi thứ có vẻ như đang biến đổi theo chiều hướng ngược lại. Tuy nhiên, con mắt đã không hoàn toàn biến mất. Nó chỉ ngừng phát triển hơn”, nhà nghiên cứu Jeffery cho biết.
Ngoài ra, theo bà Okamura, sự mất mát về độ phức tạp có thể đi kèm với việc gia tăng độ phức tạp ít rõ ràng hơn. Một ví dụ cụ thể là các chất sinh hóa mà ký sinh trùng sử dụng để xâm nhập vào bên trong vật chủ.
“Mọi người có xu hướng nghĩ về sự tiến hóa theo những gì bạn nhìn thấy các đặc điểm hình thái. Tuy nhiên, cũng có rất nhiều tính năng khác mà chúng ta không thấy ở cấp độ sinh lý và sinh hóa”, nhà nghiên cứu này chia sẻ.
Ở cá hang động, đôi mắt bị mất có thể che khuất sự phức tạp thay thế tương tự. Các cơ quan phản ứng với những rung động xuất hiện với số lượng lớn ở những loài cá này.
Từ đó, giúp chúng cảm nhận được trong môi trường tối. “Sau nhiều lần thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã phát hiện những cơ quan cảm nhận sự rung động này trong hốc mắt trống rỗng của cá”, ông Jeffery cho biết.
Ông Brian Golding - nhà sinh vật học tại Trường Đại học McMaster ở Ontario (Canada), cho rằng, một phần lý do khiến quá trình tiến hóa không quay trở lại các bước ban đầu là sự thích nghi dẫn đến những thay đổi khác. Điều đó làm cho việc quay lại một thay đổi cụ thể trở nên vô cùng phức tạp.
“Nếu bạn đã thực hiện một sự thay đổi… bạn sẽ tinh chỉnh sự thích nghi đó. Sự thích nghi đó sẽ tương tác với các gene khác. Bây giờ, nếu bạn đảo ngược một thay đổi đó, tất cả các gene khác sẽ vẫn phải được thay đổi để đảo ngược quá trình tiến hóa”, ông Golding chia sẻ.
Ví dụ, ở cá hang động, sự phát triển ban đầu của mắt có thể đi kèm với những thay đổi không chỉ đối với protein cần thiết cho mắt, mà còn với cấu trúc hộp sọ của hốc mắt. Đột biến ảnh hưởng đến protein mắt sẽ không khiến sinh vật trở lại trạng thái không có hốc mắt.
Các chuyên gia cảnh báo, thuật ngữ “tiến hóa lùi” có thể ám chỉ một cách sai lầm rằng, quá trình tiến hóa có mục tiêu tạo ra các dạng phức tạp hơn. Tuy nhiên, theo nhà nghiên cứu Okamura, tiến hóa chỉ đơn thuần ủng hộ những đặc điểm khiến một sinh vật phù hợp hơn với một môi trường cụ thể.
Theo cách này, tiến hóa lùi chỉ là tiến hóa bình thường. Ông Jeffery cho biết, việc mất đi sự phức tạp có thể khiến một loài ký sinh trùng hoặc cư dân sống trong hang động thích nghi tốt hơn với môi trường mới của nó, chẳng hạn như bằng cách loại bỏ chi phí năng lượng để tạo ra một cơ quan phức tạp.
“Sự tiến hóa luôn tiến bộ ở chỗ nó lựa chọn những tính năng giúp cải thiện thể chất của các cá nhân mà biến thể đó được thể hiện”, nhà nghiên cứu Okamura nói.