Charles Darwin tin rằng sự tiến hóa được tạo ra “hình thức vô tận đẹp nhất.” Đó là một tình cảm tốt đẹp nhưng nó không giải thích được tại sao sự tiến hóa vẫn tiếp tục tạo ra những con cua.
Các nhà khoa học từ lâu đã tự hỏi liệu có tồn tại giới hạn cho những gì tiến hóa có thể làm hoặc nếu Darwin có ý tưởng đúng. Sự thật có thể nằm ở đâu đó giữa hai điều này.
Mặc dù dường như không có giới hạn về số lượng loài có thể tiến hóa, nhưng có thể có những hạn chế về số lượng dạng cơ bản mà loài đó có thể tiến hóa thành. Sự tiến hóa của các sinh vật giống cua có thể là một trong những ví dụ điển hình nhất về điều này, vì chúng đã tiến hóa không chỉ một lần mà ít nhất năm lần.
Cua thuộc nhóm động vật giáp xác có tên bộ giải mã—nghĩa đen là “mười chân”, vì chúng có năm cặp chân để đi. Một số loài decapods, chẳng hạn như tôm hùm và tôm, có phần bụng dày và cơ bắp, là phần lớn của động vật mà chúng ta ăn. Chỉ với một cú búng nhanh vào bụng, tôm hùm có thể lao ngược về phía sau và thoát khỏi những kẻ săn mồi.
Ngược lại, cua có một bụng nén, ẩn dưới một cái mai và ngực dẹt nhưng mở rộng. Điều này cho phép chúng chui vào các khe đá để bảo vệ. Sự tiến hóa liên tục đạt được giải pháp này vì nó hoạt động tốt trong các tình huống tương tự.
Năm Nhóm “Cua”
Nhóm cua lớn nhất là Brachyura (cua thật) bao gồm cua ăn được và cua xanh Đại Tây Dương. Chúng có tổ tiên cũng hình con cua. Một số loài đã tiến hóa “ngược” và duỗi thẳng bụng trở lại. Nhóm lớn khác là Anomura (cua giả), với tổ tiên trông giống tôm hùm hơn.
Tuy nhiên, ít nhất bốn nhóm Anomura—cua xốp, cua sứ, cua hoàng đế, và người Úc cua đá lông—đã tiến hóa một cách độc lập thành dạng giống cua theo cách tương tự như cua thật. Giống như những con cua thực sự, cơ thể nhỏ gọn của chúng có khả năng phòng thủ cao hơn và có thể di chuyển sang một bên nhanh hơn.
Điều này có nghĩa là "cua" không phải là một nhóm sinh học thực sự. Chúng là một tập hợp các nhánh trong cây decapod đã tiến hóa để trông giống nhau.
Nhưng cua không phải là ngoại lệ.
Điều gì đó tương tự đã xảy ra trong quá trình tiến hóa của loài chim từ loài khủng long có lông vũ. Lông vũ có thể đã tiến hóa đầu tiên để cách nhiệt, để thu hút bạn tình, để bảo vệ trứng và cũng có thể là "lưới" cho bắt mồi. Hàng triệu năm sau, lông dài ra và sắp xếp hợp lý để bay.
Các nhà cổ sinh vật học không đồng ý về các chi tiết, nhưng tất cả các loài chim hiện đại (Neoaves) đều tiến hóa từ tổ tiên sống trên mặt đất ngay sau cuộc tuyệt chủng hàng loạt đã quét sạch các loài khủng long khác. Tuy nhiên, đôi cánh có lông vũ và khả năng bay cũng tiến hóa sớm hơn ở các nhóm khủng long khác, bao gồm troodontids và dromaeosaurs. Một số trong số này, như Microraptor, có bốn cánh.
Chạy lại cuộn băng cuộc sống
Thật không may, chúng tôi không thể tiến hành các thí nghiệm tiến hóa để xem liệu những điều tương tự có tiếp tục xảy ra hay không bởi vì điều đó sẽ mất hàng trăm triệu năm. Nhưng lịch sử sự sống đã làm điều gì đó tương tự với chúng ta, khi các dòng dõi có quan hệ gần gũi tiến hóa và đa dạng hóa trên các lục địa khác nhau. Trong nhiều trường hợp, những dòng tổ tiên này liên tục đưa ra các giải pháp giống nhau hoặc gần như giống hệt nhau cho các vấn đề.
Một trong những ví dụ tốt nhất là nhóm của chúng ta, động vật có vú.
Có hai nhóm chính của động vật có vú sống. Nhau thai (bao gồm cả chúng ta) và thú có túi (động vật có vú có túi sinh con nhỏ). Cả hai nhóm tiến hóa từ cùng một tổ tiên chung qua 100 triệu năm trước, thú có túi chủ yếu ở Australasia và Châu Mỹ và nhau thai ở những nơi khác.
Sự cô lập này đã dẫn đến hai lần chạy “thí nghiệm” gần như độc lập để xem có thể làm gì với sơ đồ cơ thể động vật có vú. Có các phiên bản có túi và nhau thai của nốt ruồi, chuột nhắt, thú ăn kiến, tàu lượn và mèo. Thậm chí còn có một con sói có túi (chó sói, tuyệt chủng năm 1936), có hộp sọ và răng khớp với nhau thai sói đến từng chi tiết đáng kinh ngạc.
Không chỉ các dạng cơ thể tiến hóa độc lập mà cả các cơ quan và cấu trúc khác. Con người có mắt máy ảnh phức tạp với một thủy tinh thể, mống mắt và võng mạc. Mực và bạch tuộc, là động vật thân mềm và có họ hàng gần hơn với ốc sên và trai, cũng tiến hóa mắt máy ảnh với các thành phần tương tự.
Đôi mắt nói chung có thể đã phát triển độc lập cho đến 40 lần trong các nhóm động vật khác nhau. Ngay cả sứa hộp, loài không có não, cũng có mắt với thấu kính ở gốc bốn xúc tu.
Càng nhìn, chúng ta càng thấy nhiều. Các cấu trúc như hàm, răng, tai, vây, chân và cánh đều tiếp tục phát triển độc lập trên cây sự sống của động vật.
Gần đây hơn, các nhà khoa học phát hiện ra sự hội tụ cũng xảy ra ở cấp độ phân tử. Các phân tử opsin trong mắt chuyển đổi các photon ánh sáng thành năng lượng hóa học và giúp con người nhìn thấy có một rất giống với sứa hộpvà phát triển song song theo cách đó. Kỳ lạ hơn nữa, các loài động vật khác nhau như cá voi và dơi có sự hội tụ nổi bật trong các gen cho phép chúng định vị bằng tiếng vang.
Con người có thực sự độc đáo?
Nhiều thứ mà chúng ta muốn nghĩ rằng làm cho con người trở nên đặc biệt đã được tái phát minh bởi quá trình tiến hóa ở những nơi khác. Các loài quạ như quạ và quạ có trí thông minh giải quyết vấn đề và cùng với cú, có thể sử dụng các công cụ đơn giản.
Cá voi và cá heo có cấu trúc xã hội phức tạp, và bộ não lớn của chúng cho phép chúng phát triển ngôn ngữ. Cá heo sử dụng các công cụ như bọt biển để bịt mũi trong khi chúng tìm kiếm thức ăn dưới đáy biển đầy đá. Bạch tuộc cũng sử dụng các công cụ và học hỏi từ việc xem điều gì xảy ra với những con bạch tuộc khác.
Nếu mọi thứ tiếp tục phát triển theo những cách tương tự ở đây trên Trái đất, thì có khả năng chúng cũng sẽ đi theo một quá trình liên quan nếu sự sống đã phát triển ở những nơi khác trong vũ trụ. Nó có thể có nghĩa là sinh vật ngoài trái đất trông ít xa lạ hơn và quen thuộc hơn chúng ta mong đợi.
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
