Tiến hóa về khả năng nhìn ban đêm ở loài linh trưởng

Trong bào thai đang lớn, sự phát triển của tế bào tuân theo một chu trình rất chặt chẽ. Trong võng mạc mắt chẳng hạn, tế bào nón giúp phân biệt màu sắc vào ban ngày phát triển trước những tế bào que nhạy cảm ánh sáng giúp nhìn trong đêm tối.

Tuy nhiên, có vài khác biệt nhỏ trong quá trình sản sinh tế bào có thể lý giải cho sự khác nhau cơ bản tìm thấy trong mắt của khỉ cú (owl monkeys) và khỉ mũ (capuchin), mặc dù cả hai loài này đều tiến hoá từ cùng tổ tiên.

Các nhà nghiên cứu từ Cornel, Bệnh viện nghiên cứu nhi đồng thánh Jude ở Tennessee và Đại học liên bang Para, Brazil, đã phát hiện ra cơ chế tiến hoá và đem đến cái nhìn sâu sắc về những thay đổi quan trọng trong cấu trúc não linh trưởng.

Sự tiến hoá có lẽ bắt nguồn từ những biến đổi gen đơn giản. Những thay đổi này đã tác động tới thời gian phát triển của các vùng trên não bộ. Kết quả này được đăng tải trên một tờ báo trực tuyến ngày 18/5 và trong một số báo in sắp tới của “Báo cáo của Viện khoa học quốc gia”.

Ở cả hai loài khỉ, các tế bào mắt phát triển từ tế bào võng mạc gốc trong thời kì bào thai đang lớn. Ở dạng cơ bản, mắt hai loài linh trưởng này có khả năng và cấu trúc cần thiết để nhìn ban ngày hoặc ban đêm, tuỳ thuộc vào nhu cầu và điều kiện sinh thái thích hợp - nhà thần kinh sinh học và tâm lý học Barbara Finlay cho biết.

Finlay cùng đồng nghiệp so sánh mắt trong giai đoạn đang phát triển ở bào thai của cả hai loài nhằm tìm hiểu cách thức mà khỉ cú ban đêm phát triển võng mạc mắt với nhiều tế bào que hơn tế bào nón, trong khi đó khỉ mũ ưa hoạt động ban ngày thì phát triển nhiều tế bào nón hơn là tế bào que.

Trái: khỉ cú (Aotus infulatus.)Phải: khỉ mũ nâu (Cebus apella). (Ảnh: Centro Nacional de Primatas, Ananindeua, Brazil)

“Cách đây chừng 15 triệu năm, hai loài này đã tiến hóa từ một tổ tiên có mắt nhìn vào ban ngày,” Finlay, giáo sư tâm lý học của Cornel và tác giả cấp cao của báo cáo này cho biết.

Finlay thêm rằng “vì thế, chúng tôi tin rằng so sánh sự phát triển mắt của hai loài linh trưởng từ trong bào thai có thể giúp nhận biết thay đổi nào là cần thiết để tiến hoá từ mắt nhìn ban ngày sang mắt nhìn ban đêm”.

So sánh thời gian sản sinh tế bào võng mạc ở hai loài, các nhà nghiên cứu tìm ra bằng chứng chứng tỏ ở khỉ cú thời gian sản sinh tế bào kéo dài hơn khiến tăng số lượng tế bào que cùng các tế bào liên quan khác, khiến mắt nhìn rất tinh vào ban đêm. Mắt cũng tiến hoá to hơn, cấu trúc tụ sáng và cảm sáng cần để nhìn ban đêm cũng lớn hơn.

Nhà thần kinh sinh học Michael Dyer của bệnh viện thánh Jude nói “điểm lý thú của cơ chế tiến hoá này là nó cho phép mắt chuyển đổi qua lại giữa hai cấu trúc ngày và đêm.” “Về khía cạnh chuyên môn hoá, đó là một hệ thống tinh vi khiến mắt rất linh hoạt.”

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Tổ chức khoa học quốc gia và đơn vị tương đương NSF của Brazil, Cố vấn quốc gia về phát triển khoa học và công nghệ.

Tài liệu tham khảo:
Michael A. Dyer, Rodrigo Martins, Manoel da Silva Filho, José Augusto P. C. Muniz, Luiz Carlos L. Silveira, Constance L. Cepko, and Barbara L. Finlay. Developmental sources of conservation and variation in the evolution of the primate eye. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009; DOI: 10.1073/pnas.0901484106