Luật của tiến hóa là sự phức tạp hóa

Các nhà khoa học đã tìm ra bằng chứng cho thấy quy luật tiến hóa khiến cho các loài động vật ngày càng trở nên phức tạp hơn. Khảo sát các hóa thạch trong vòng 550 triệu năm trở lại đây, nhóm nghiên cứu tiến hành quan sát các nhánh tiến hóa khác nhau của phả hệ loài giáp xác.

Họ đang tìm kiếm những ví dụ về các loài trong phả hệ mà sau khi tiến hóa đã trở nên đơn giản hơn tổ tiên của chúng. Thay vào đó, họ lại phát hiện những sinh vật có đặc điểm và cấu trúc ngày càng phức tạp hơn, cho thấy có một cơ chế nào đó điều khiển sự thay đổi theo định hướng này.

Tiến sĩ Matthew Wills thuộc Khoa Sinh học và Sinh hóa tại Đại học Bath, hợp tác với các đồng sự Sarah Adamowicz, Đại học Waterloo (Canada) và Andy Purvis, Đại học Hoàng gia London, cho biết: “Nếu bạn xuất thân từ một động vật đơn giản hết mức có thể thì chỉ có một hướng đi tiến hóa – đó chính là trở nên phức tạp hơn.”

Tôm hùm gai. Ở các loài giáp xác phức tạp như tôm và tôm hùm, gần như mỗi mảnh trên cơ thể đều khác nhau, bao gồm hàm, càng, chân đi, chân chèo và yếm. (Ảnh: iStockphoto/Tammy Peluso)

“Dĩ nhiên, có những trường hợp ngoại lệ trong phả hệ giáp xác nhưng phần lớn trong số này là động vật ký sinh hoặc những loài sống trong các môi trường xa xôi như những hang động cách ly dưới nước. Kết quả mới của chúng tôi cho thấy làm thế nào sự gia tăng phức tạp đã xảy ra. Điều đáng chú ý là việc này giống như một cuộc hành quân khuôn phép hơn là một đám đông lộn xộn.”

Tiến sĩ Adamowicz phát biểu: “Các nhà nghiên cứu trước đây đã để ý sự phức tạp hình thái gia tăng trong các hóa thạch, nhưng hình mẫu này xảy ra là nhờ sự bắt nguồn tình cờ của một số loài mới. Công trình của chúng tôi sử dụng thông tin về sự liên quan giữa các nhóm động vật khác nhau – “Cây sự sống” – để minh họa cho sự phức tạp đã tiến hóa vô số lần một cách độc lập.”

Giống như tất cả loài chân khớp, thân của loài giáp xác được hình thành từ những mảnh lặp đi lặp lại. Ở loài giáp xác đơn giản nhất, những mảnh này khá giống nhau – cái này nối tiếp cái kia. Nhưng ở dạng phức tạp nhất, ví dụ như tôm và tôm hùm, gần như mỗi mảnh là khác biệt, tính cả râu, hàm, càng, chân đi, chân chèo và yếm.

Tiến sĩ Wills cho biết: “Nhóm giáp xác bị tuyệt chủng có khuynh hướng ít phức tạp hơn những con khác cùng thời. thậm chí có mối liên hệ giữa độ phức tạp trung bình trong nhóm và số loài còn tồn tại ngày nay. Tất cả sinh vật sống có chung một tổ tiên, vì vậy mỗi loài sinh vật còn tồn tại là một phần của gia đình sự sống khổng lồ.”

Tiến sĩ Adamowicz nói thêm: “Với vài trường hợp ngoại lệ, một khi các nhánh của cây phả hệ tách ra, chúng sẽ tiếp tục tiến hóa độc lập. Quan sát nhiều nhánh độc lập cũng tương tự như tua đi tua lại vô số lần một cuốn băng tiến hóa. Kết quả của chúng tôi áp dụng cho một nhóm động vật có cơ thể hình thành từ các mảnh lặp đi lặp lại. Chúng ta không được quên rằng vi khuẩn – những sinh vật sống rất đơn giản – là một trong những sinh vật thành công nhất. Vì vậy, xu hướng phức tạp hóa là thuyết phục nhưng không thâu tóm được lịch sử của tất cả sự sống.”

Công trình này được đăng trên tờ Proceedings of the National Academy of Sciences.