Trung tâm Văn hóa – Thể thao xã Cư Jút

https://trungtamvhttcujut.lamdong.gov.vn

Rắn – từ có chân đến mất chân

Các nhà khoa học Ôxtrâylia đã làm rõ tiến trình từ chỗ có đầy đủ 5 ngón ở tứ chi đến chỗ hoàn toàn mất chân ở các loài rắn và thằn lằn.

Việc tiết giản chi diễn ra nhiều đợt tại các nhóm khác nhau của những động vật có xương sống sinh tồn trên mặt đất, trong đó có rắn và thằn lằn. Sự phân tích chi tiết về phát sinh loài của chi rắn mối Lerista ở Ôxtrâylia cho thấy, quá trình rụng chân diễn ra độc lập tại nhiều dòng tiến hóa và không thể đảo ngược. Khác với các giả thiết trước đây, trong sự tiến hóa của chi rắn mối Lerista những phần bị rụng của chân trước và chân sau không mọc lại. Còn ở nhiều giống rắn mối khác thì điều này đôi khi cũng xảy ra.

Động vật có xương sống đã bò từ đại dương lên đất liền vào cuối kỷ Devon (gần 370 triệu năm trước), chúng có hai cặp chân hoàn thiện với các móng chân. Bởi vậy, mọi động vật có xương sống trên mặt đất - động vật lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú – đều được gọi là động vật bốn chân. Tuy nhiên, có chân không phải là đặc điểm bắt buộc của mọi động vật có xương sống. Tại nhiều dòng tiến hóa các chi hoặc bị rụng một phần hoặc bị thoái hóa hoàn toàn, nói thêm là việc này bắt đầu gần như ngay sau khi các con vật tiến lên cạn. Ví dụ, ngay trong Kỷ Than Đá (còn gọi là Kỷ Thạch Thán hay Kỷ Cacbon, cách đây 300–360 triệu năm) những động vật lưỡng cư không chân – Aistopoda – đã xuất hiện rất nhiều. Về sau việc tiết giản chi còn diễn ra nhiều đợt ở những loài lưỡng cư, bò sát (rắn và nhiều loài thằn lằn); ở chim chân trước bị thoái hóa, còn ở động vật biển có vú thì chân sau bị triệt tiêu.

Ở các loài bò sát có vảy (thằn lằn, rắn) xu thế thoái hóa chi được biểu hiện hết sức rõ rệt: việc rụng chi, due chỉ một ngón chân trước hay chân sau, đã diễn ra một cách riêng rẽ ở ít nhất 53 nhánh tiến hóa.

Chi rắn mối Lerista Ôxtrâylia thuộc họ thằn lằn bóng (Scincidae) là một trong những đối tượng thuận lợi nhất cho việc nghiên cứu hiện tượng thoái chi. Chi Lerista bao gồm hơn 70 loài và chúng thể hiện tất cả các giai đoạn triệt tiêu chân trước và chân sau – từ những loài có chân với đầy đủ 5 ngón cho đến các loài hoàn toàn không chân. Ở giữa hai cực này có thể chia ra gần 20 trạng thái trung gian chỉ riêng trong nội bộ chi Lerista.

Để nghiên cứu chi tiết tiến trình tiến hóa của chi rắn mối Lerista, nhà khoa học Adam Skinner và các đồng sự của ông ở Trường Đại học Adelaide (Ôxtrâylia) đã dựng lại sơ đồ phân loài đáng tin cậy (cây tiến hóa) dựa trên trình tự nucleotide của một hạt nhân và 5 gen ty thể của 72 loài rắn mối Leristal. Cho đến nay những dữ liệu phân tử cụ thể như thế chưa được cập nhật, do đó nhiều chi tiết trong sự tiến hóa của rắn mối Leristal vẫn chưa được làm rõ.

Điều quan trọng là cây tiến hóa được dựng lại trên cơ sở những dữ liệu phân tử - gen độc lập, không tính đến những thông tin về cấu tạo chi. Có cây tiến hóa và biết được cấu tạo chi của mỗi loài trong số 72 loài rắn mối Leristal, các nhà nghiên cứu có thể lập lại cấu trúc chi của những loài đã tuyệt diệt – tổ tiên chung của các nhóm thuộc các loài rắn mối Leristal hiện đại. Những loài rắn mối Leristal đã tuyệt chủng mà khoa học chưa biết đến tương ứng với các nhánh của cây tiến hóa.

Việc phân tích sơ đồ tiến hóa theo phương pháp toán học cho thấy trong sự tiến hóa của các loài rắn mối Leristal việc tiết giản chi bao giờ cũng là tiến trình không thể đảo ngược: ít nhất là chưa phát hiện trường hợp nào chân của rắn mối, dù chỉ là một ngón chi trước hoặc chi sau, rụng rồi mọc lại. Điều này trái với những kết luận được đưa ra trước đây.


Các loài rắn đã hoàn toàn mất chi

Việc phân tích cũng cho thấy sự triệt tiêu chân ở các loài rắn mối Leristal diễn ra rất nhanh. Chi rắn mối Leristal xuất hiện 13,4 triệu năm trước (độ tuổi được đo bằng “đồng hồ phân tử”) và từ đó đến nay đã xảy ra hơn chục đợt tiến hóa độc lập dẫn đến sự thoái hóa từng phần hoặc toàn bộ các chân. Những con rắn mối Leristal đầu tiên có hai cặp chân với đầy đủ 5 ngón. Việc giản lược chi 5 ngón diễn ra 11 lần riêng rẽ. Kết quả của một trong nhiều đợt tiến hóa này là xuất hiện rắn mối có chân 4 ngón. Về sau dòng tiến hóa này còn trải qua không dưới 7 đợt tiến hóa nữa. Việc triệt tiêu toàn bộ ngón ở chi trước và chi sau của rắn mối Leristal diễn ra độc lập tại 4 dòng tiến hóa.

Việc triệt tiêu chi nhanh nhất xảy ra ở tổ tiên của các loài rắn mối humphriesi và praepedita: tiến trình biến rắn mối từ chỗ có đầy đủ 5 ngón ở cả 4 chi đến khi hoàn toàn không còn chi diễn ra không quá 3,6 triệu năm. Trước đây các nhà khoa học cho rằng thời gian tối thiểu cho quá trình tiến hóa này ở rắn mối là khoảng 16 triệu năm.

Cần nhấn mạnh rằng các loài rắn mối Leristal (cũng như các loài bò sát có vảy khác) không đặt ra cho mình mục tiêu bỏ hết chân càng sớm càng tốt. Sự thoái hóa chi ở đây là kết quả của những lần đột biến gen ngẫu nhiên và việc mọc lại là không cần thiết. Nhiều trạng thái trung gian trên con đường từ chỗ có đầy đủ 5 ngón ở 4 chi đến chỗ hoàn toàn mất chi trên thực tế là trạng thái thích ứng có lợi phù hợp với môi trường và lối sống. Trạng thái này được truyền lại cho thế hệ sau qua con đường chọn lọc kéo dài hàng triệu năm.

Về mặt nguyên lý những cái chân bị mất có thể mọc lại vì trong cơ thể của các loài rắn mối Leristal các gen phụ trách việc mọc chi giữ được chức năng của mình rất lâu – từ nửa triệu năm đến 6 triệu năm. Chỉ sau thời gian này các đột biến tích tụ trong gen đã bị “khóa” mới làm hỏng vĩnh viễn chức năng này. Tuy nhiên, trên thực tế việc mọc lại chân ở các loài rắn mối Leristal cực kỳ hiếm.

Minh Dũng

Nguồn tin: Báo Tầm Nhìn

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây