Kẻ thua, người thắng trong cuộc đua tiến hóa pptx

Kẻ thua, người thắng trong cuộc đua
tiến hóa
Động vật có vú và nhiều loài chim, cá là những kẻ chiến
thắng trong cuộc đua tiến hóa, trong khi đó cá sấu châu Phi,
cá sấu Mỹ, và một họ hàng của loài rắn là loài tuatara lại là
những kẻ thất bại, theo một nghiên cứu mới do các nhà
khoa học thuộc UCLA cùng các cộng sự thực hiện.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 24 tháng 7 trên phiên
bản trực tuyến của tờ Proceedings of the National Academy
of Sciences cho thấy rằng các loài mới xuất hiện với tốc độ
tương đương với việc chúng mất đi.

Alfaro cùng các cộng sự đã phân tích trình tự DNA cùng
hóa thạch từ 47 nhóm động vật có xương sống cơ bản, đồng
thời sử dụng phương pháp điện toán để tính toán liệu có
phải mật độ đông đúc về loài của mỗi nhóm có đặc biệt cao
hay thấp hay không. Nghiên cứu này cho phép các nhà
khoa học lần đầu tiên tính toán họ động vật nào có tỷ lệ
thành công vượt bậc.

Theo Alfaro – nhà sinh vật học tiến hóa – trong số những
kẻ về trước trong cuộc đua tiến hóa chủ yếu là các loài
chim hiện đại (bao gồm các loài chim biết hót, vẹt, chim bồ
câu, đại bàng, chim ruồi), một nhóm bao gồm hầu hết động
vật có vú và một nhóm các loài cá (bao gồm phần lớn là cá
sống ở rặng san hô).

Một nhóm động vật có tên khoa học là Boreoeutheria bao
gồm nhiều loài động vật có vú có tốc độ đa dạng hóa nhanh
hơn gấp 7 làn so với suy nghĩ của các nhà khoa học, quá

trình phân chia nhánh này bắt đầu từ khoảng 110 triệu năm
trước theo tính toán của Alfaro cùng các cộng sự của ông.
Nhóm nói trên cũng bao gồm các loài linh trưởng và động
vật ăn thịt, bao gồm cả dơi và động vật gặm nhấm. Thú có
túi, ví dụ như kangaru, lại không đa dạng như động vật có
vú.

Các loài chim hiện đại có tốc độ đa dạng nhanh hơn tính
toán của các chuyên gia tới 9 lần, bắt đầu vào khoảng 103
triệu năm trước. Nhóm các loài cá sống ở rặng san hô cũng
có tốc độ đa dạng nhanh hơn tới 8 lần.

Vậy ai là những kẻ thua cuộc trong tiến trình tiến hóa

Cá sấu châu Phi và cá sấu Mỹ có tuổi thọ gần 250 triệu lại
chỉ có mức độ đa dạng dừng lại ở 23 loài, theo Alfaro. Tốc
độ của chúng chậm đáng kinh ngạc – 1000 lần – so với dự
đoán của các nhà khoa học. Alfaro cho biết: “Mức độ đa
dạng loài của chúng rất chậm dù chúng đã xuất hiện từ rất
lâu”.
Tuatara sống ở New Zealand có hình dạng khá giống với
thằn lằn – mặc dù nó chỉ là họ hàng xa – chỉ có hai loài.
Theo Alfaro, “trong cùng khoảng thời gian sinh sôi của trên
8000 loài rắn và thằn lằn thì lại chỉ có 2 loài tuatara xuất
hiện”. Câu hỏi đặt ra là: tại sao lại không có tới hàng nghìn
loài tuatara xuất hiện?


Cá sấu. (Ảnh: Michael Alfaro/UCLA)

Alfaro nói: “Đó là một trong những bí ẩn lớn về đa dạng
sinh học. Tại sao những kẻ thua cuộc này lại vẫn tồn tại,
đây là một điều khó giải thích. Các nhà sinh vật học không
thể giải thích được tại sao loài tuatara vẫn còn tồn tại dù
chúng có tốc độ phân chia loài quá chậm. Chắc chắn phải
có điều gì đó cho phép chúng tồn tại. Xét về góc độ đa
dạng loài, chúng là kẻ thua cuộc. Nhưng xét về khía cạnh
khác, điều này lại nhấn mạnh đến tính độc nhất vô nhị của
chúng. Đúng là có sự tồn tại mô hình đa dạng loài khác hẳn
nhau”.

Tuatara có phần thay đổi so với thời hoàng kim của nó: đã
từng có tới vài chục loài tuatara tồn tại, nhưng đa số đã
tuyệt chủng.

Ngược lại, có khoảng trên 9.000 loài chim, trên 5.400 loài
động vật có vú, xấp xỉ 5.500 loài ếch nhái, khoảng 3.000
loài rắn và 5.200 loài thằn lằn.

Số lượng các loài ếch nhái, mặc dù nghe có vẻ như nhiều,
nhưng theo tính toán của Alfaro, đã chỉ cho chúng ta thấy
khoảng thời gian chúng xuất hiện trên trái đất – gần 250
triệu năm trước. “Phân tích của chúng tôi cho rằng chúng ta
không nên ngạc nhiên khi thấy một nhóm động vật có quá
nhiều loài trong một khoảng thời gian như thế”.

Có khoảng gần 60.000 loài động vật có xương sống có
hàm. Alfaro cùng các cộng sự đã đưa ra các bằng chứng
cho tốc độ đa dạng loài vượt trội như thế này thông qua 9
nhóm phân loại động vật có xương sống và có hàm. Thú vị

là, phát hiện của họ không hề trùng lặp với những lời giải
thích khoa học vốn có lý giải tại sao có nhiều loài động vật
có vú, chim và cá.

Alfaro cho biết: “Thời gian của tốc độ phát triển tăng lên
không đồng nhất với sự xuất hiện các đặc điểm quan trọng.
Chính những đặc điểm này đã được gợi ra nhằm giải thích
sự thành công trong tiến hóa của các nhóm động vật kể
trên, ví dụ như lông tóc trên cơ thể động vật có vú, hay khả
năng nhai của động vật có vú, hay lông vũ trên cơ thể các
loài chim”.

“Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có một nguyên
nhân mới mẻ hơn giải thích tính đa dạng sinh học đó. Có
thể đó là nguyên nhân không dễ phát hiện nhằm giải thích
sự thành công trong tiến hóa của động vật có vú, cá và
chim. Chúng ta cần phải tìm kiếm những lời giải thích
mới”.

Đồng tác giả trên tờ PNAS là Luke Harmon (giáo sư khoa
học sinh học tại đại học Idaho), Francesco Santini (học giả
hậu tiến sỹ tại UCLA làm việc cho phòng thí nghiệm của
Alfaro), Chad Brock (nghiên cứu sinh khoa sinh học tại Đại
học Washington), Hugo Alamillo (nghiên cứu sinh khoa
sinh học tại Đại học Washington), Alex Dornburg (làm việc
cho phòng thí nghiệm Alfaro, hiện là nghiên cứu sinh tại
Đại học Yale), Daniel Rabosky (nghiên cứu sinh khoa sinh
học tại Đại học Cornell), và Giorgio Carnevale (học giả hậu
tiến sỹ tại Đại học Pisa, Italy).

Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia.

Phòng thí nghiệm của Alfaro cũng đồng thời nghiên cứu tại
sao một số nhóm động vật có tính đa dạng lớn trong hình
dạng còn các nhóm khác thì không dù những nhóm đó có
rất nhiều loài. Ông cùng các cộng sự đã sử dụng chuỗi
DNA để phân tách mối liên hệ tiến hóa, phân tích hóa thạch
và thực hiện nhiều phân tích thống kê phức tạp khác.

Alfaro cho biết: “Chúng tôi hứng thú với việc tìm hiểu
nguyên nhân của đa dạng sinh học. Chúng tôi đang nỗ lực
tìm kiếm lời giải thích cho tính đa dạng đáng kinh ngạc của
các loài cá ở rặng san hô và các loài động vật có xương
sống khác. Phân tích của chúng tôi nhấn mạnh đến tốc độ
tuyệt chủng lớn trong hiện tại, so với tốc độ mà lịch sử đã
trải qua”.
G2V Star (Theo PhysOrg)