Trong Vấn đề 6, chúng ta đã biết, giả thuyết chính xây dựng cây phả hệ là: sự giống nhau về sinh học là kết quả của tổ tiên chung. Nhưng các nhà sinh học tiến hóa phải đối mặt với vấn đề về mâu thuẫn trong cây tiến hóa. Sự giống nhau về sinh học thường xuất hiện ở những nơi không như lý thuyết dòng dõi chung dự đoán. Nói cách khác, mọi người đều nhận ra rằng lý thuyết tổ tiên chung không thể giải thích được sự tương đồng sinh học thường xuất hiện ở các loài. Điều này có nghĩa là giả thuyết chính đã thất bại.

Phần 6

Vấn đề 7: Tiến hóa hội tụ thách thức chủ nghĩa Darwin và phá vỡ logic về tổ tiên chung

Ở phần cuối của Vấn đề 6, chúng ta thấy rằng khi các nhà sinh học không thể xây dựng được cây phả hệ, họ thường bao biện bằng những quá trình khác khiến cho số liệu không khớp với mô hình cây. Một trong những cách chống chế đó là khái niệm tiến hóa hội tụ, trong đó các sinh vật có được những đặc điểm giống nhau một cách độc lập, thuộc các dòng dõi riêng và không thông qua sự kế thừa từ một tổ tiên chung.

Bất cứ khi nào các nhà sinh học tiến hóa phải dùng đến thuyết tiến hóa hội tụ, họ đang ngầm thừa nhận sự thất bại của giả thuyết chính và sự bất khả thi trong việc tìm dữ liệu chứng minh mô hình cây.

Tiến hóa hội tụ

Một bài báo trên tờ Journal of Molecular Evolution đã phát hiện sự phát sinh chủng loài dựa trên phân tử khác biệt hẳn với phát sinh chủng loài ở các nhóm động vật có vú chính được xây dựng trước đây. Sự bất thường này “không phải do lỗi ngẫu nhiên, mà là do tiến hóa hội tụ hoặc tiến hóa song song”. Tiến hóa hội tụ là sự tiến hóa một cách độc lập để hình thành nên các đặc điểm tương tự ở các loài thuộc dòng dõi, họ hàng khác nhau.

Một nghiên cứu trong Proceedings of the U.S. National Academy of Sciences giải thích rằng khi các nhà sinh học sử dụng DNA ty thể (mtDNA) để xây dựng một cây phả hệ cho các nhóm chim chính, kết quả tìm thấy khác hẳn với các quan niệm truyền thống về đặc tính các loài chim.

Họ thậm chí còn tìm thấy sự tương đồng “hội tụ” giữa một số mtDNA của chim và mtDNA của các loài khác xa như rắn và thằn lằn. Bài báo cho thấy mtDNA của chim đã trải qua “nhiều nguồn gốc độc lập”. Với nghiên cứu này, họ đề xuất “nhiều nguồn gốc độc lập cho một trật tự gen mtDNA riêng biệt giữa các loài chim khác nhau”.

Một bài báo năm 2005 trong tờ Nature Immunology đã quan sát thấy thực vật và động vật có một tổ chức sinh hóa của hệ thống miễn dịch bẩm sinh tương ứng rất giống nhau, nhưng tổ tiên chung của chúng không có hệ thống miễn dịch này:

“Mặc dù các nhà khoa học chấp nhận rằng hệ miễn dịch của thực vật và động vật sẽ có chung ít nhất một số nguồn gốc tiến hóa, nhưng dữ liệu thực tế đã bác bỏ kết luận đó. Tuy nhiên, ở các động vật đa bào vẫn có một số tương đồng trong khả năng miễn dịch bẩm sinh”.

Theo bài báo, dòng dõi chung không thể giải thích được những hệ thống giống nhau bất ngờ này, “đó là một dấu hiệu về nguồn gốc tiến hóa độc lập ở thực vật và động vật”. Do đó, họ buộc phải kết luận: “sự tiến hóa hội tụ của hệ thống miễn dịch bẩm sinh” có tính thuyết phục.

Một ví dụ nổi tiếng khác về tiến hóa hội tụ là khả năng định vị bằng tiếng vang của dơi và cá voi, mặc dù tổ tiên chung xa xôi của chúng không có đặc điểm này. Các nhà sinh vật học tiến hóa từ lâu đã tin rằng đây là một trường hợp hội tụ hình thái học, nhưng một bài báo trên tờ Current Biology giải thích rằng khả năng định vị bằng tiếng vang ở dơi và cá voi có liên quan đến hội tụ di truyền:

“Chỉ có loài dơi bé và cá voi có răng mới có khả năng định vị bằng tiếng vang tinh vi như vậy, đó là bản năng không thể thiếu để định hướng và tìm kiếm thức ăn của chúng. Mặc dù khả năng định vị bằng tiếng vang của dơi và cá voi có nguồn gốc độc lập và khác nhau đáng kể ở nhiều khía cạnh, ở đây chúng tôi đưa ra phát hiện đáng ngạc nhiên rằng cá heo mũi chai, cá voi có răng, sẽ nhóm với loài dơi bé trong cây phả hệ xây dựng dựa trên trình tự protein mã hóa bởi gen thính giác Prestin”.

Tương tự, năm 2010, một bài báo trong tạp chí Trends in Genetics đã tìm ra “sự tiến hóa lặp đi lặp lại của các đặc điểm thích nghi bao gồm: mắt phức hợp, định vị bằng tiếng vang của dơi và cá heo, thay đổi sắc tố da ở động vật có xương sống, sự bắt chước ở các loài bướm để cải trang tự vệ, sự cùng quay về một hướng của một số loài hoa ở hệ thực vật và sự tiến hóa độc lập đa dạng của các đặc tính protein đặc biệt”.

Nhà hóa sinh và hoài nghi Darwin, Fazle Rana đã xem xét tài liệu kỹ thuật và ghi nhận hơn 100 trường hợp tiến hóa di truyền hội tụ. Mỗi trường hợp cho thấy một ví dụ về sự giống nhau về mặt sinh học – ngay cả ở cấp độ di truyền – không phải là kết quả của sự di truyền từ tổ tiên chung.

Vậy, tại sao giả thuyết chính về việc xây dựng cây phả hệ lại cho rằng sự tương đồng sinh học đưa đến sự kế thừa từ một tổ tiên chung? Với rất nhiều trường hợp ngoại lệ cho nguyên tắc tiến hóa theo hình thức cây phả hệ, người ta phải tự hỏi liệu chính nguyên tắc đó có thực xứng đáng như vậy không.

Vấn đề 8: Sự khác biệt về quá trình phát triển phôi của động vật có xương sống mâu thuẫn với giả thuyết về tổ tiên chung

Các nhà sinh học tiến hóa coi mô hình phát triển của phôi động vật có xương sống là bằng chứng mạnh mẽ cho thuyết tổ tiên chung. Sách giáo khoa sinh học thường mô tả phôi của các nhóm động vật có xương sống khác nhau phát triển rất giống nhau ở giai đoạn đầu, chứng tỏ chúng có tổ tiên chung. Tuy nhiên, những tuyên bố đó đã phóng đại mức độ giống nhau ở giai đoạn phát triển đầu của phôi động vật có xương sống.

Các nhà sinh vật học điều tra những câu hỏi này đã tìm thấy sự thay đổi đáng kể giữa các phôi động vật có xương sống từ giai đoạn sớm nhất, trái ngược với những mong đợi giả thuyết về tổ tiên chung. Như một bài báo trên tờ Nature đã viết: “Đối nghịch với những kỳ vọng vào giai đoạn đầu tiên hình thành phôi, nhiều nghiên cứu đã cho thấy thường có sự khác biệt lớn giữa các loài liên quan cả ở giai đoạn đầu và cuối trong quá trình phát triển phôi”.

Hoặc, như một bài viết khác trong Trends in Ecology and Evolution đã nêu: “Mặc dù đã khẳng định nhiều lần về sự tương đồng ở giai đoạn đầu của phôi trong các thành viên của một nhánh, sự phát triển trước giai đoạn phylotypic (giai đoạn chính giữa quá trình phát triển phôi) là rất đa dạng”.

Nhưng hầu hết các nhà phôi học thừa nhận rằng phôi của các loài động vật có xương sống bắt đầu phát triển khác nhau nhưng vẫn qua một giai đoạn rất giống nhau ở giữa quá trình phát triển, được gọi là giai đoạn phylotypic hoặc pharyngula.

Các nhà lý thuyết này đề xuất “mô hình đồng hồ cát” của quá trình phát triển phôi, trong đó người ta cho rằng sự tương đồng giữa các phôi trong giai đoạn giữa này cung cấp bằng chứng cho tổ tiên chung. Một nhà sinh vật học quan trọng giải thích khái niệm này: “Giai đoạn phylotypic này được coi là một khái niệm sinh học không cần kiểm chứng”.

Nhưng khi các nhà sinh học tìm kiếm bằng chứng hỗ trợ sự tồn tại của giai đoạn phylotypic hoặc pharyngula, họ đã tìm thấy các điểm dữ liệu theo hướng ngược lại. Một nghiên cứu toàn diện đăng trên Anatomy and Embryology đã khảo sát các đặc điểm của nhiều loài động vật có xương sống trong giai đoạn tự cho là giống nhau này, thấy rằng phôi phản ánh sự khác biệt về các đặc điểm chính, bao gồm:

• Kích cỡ cơ thể,
• Hình dáng cơ thể,
• Mô hình tăng trưởng, và
• Thời điểm phát triển.

Các nhà nghiên cứu kết luận rằng bằng chứng là “không phù hợp với mô hình đồng hồ cát tiến hóa” và “khó dung hòa” được với sự tồn tại của giai đoạn pharyngula. Tương tự như vậy, một bài báo trong Proceedings of the Royal Society of London đã tìm thấy dữ liệu “chống đối lại các dự đoán của [giai đoạn phylotypic]: sự biến đổi kiểu hình giữa các loài cao nhất là ở giữa tiến trình phát triển phôi”.

Trong khi sự phát triển của động vật có xương sống cho thấy mức độ biến đổi lớn, các nhà phôi học tiến hóa gượng ép diễn giải sự tiến hóa cho phù hợp với dữ liệu. Khi những trường hợp ngoại lệ phá vỡ các quy tắc, cách tốt hơn là để dữ liệu tự nói.

Một cách tiếp cận “không tiến hóa” đối với phôi học sẽ dễ dàng công nhận rằng, sự khác biệt giữa phôi động vật có xương sống ở tất cả các giai đoạn phát triển, và bản thân phôi động vật có xương sống, cùng chỉ ra một số điểm tương đồng và cả những khác biệt đáng kể trong giai đoạn phylotypic.

Trái đất thì tròn, nhưng thuyết về tổ tiên chung có đúng?

Một nhà khoa học tiến hóa đã cố gắng gây áp lực cho độc giả của mình chấp nhận thuyết Darwin bằng cách tuyên bố: thuyết tổ tiên chung của mọi sự sống cũng giống như tính hình cầu của Trái đất. Nhưng những tuyên bố hùng hồn như vậy có dễ được chấp nhận không, hay ngược lại?

Những người đề xướng thuyết tiến hóa tân Darwin buộc phải lý luận rằng sự giống nhau về mặt sinh học phản ánh thuyết về tổ tiên chung, ngoại trừ các trường hợp không đúng! Và trong các trường hợp không đúng đó, họ đã đưa ra tất cả các giải thích duy lý để bảo vệ lý thuyết tổ tiên chung.

Nói một cách dễ hiểu, một giả thuyết ít khi bị đặt câu hỏi chính là giả thuyết khái quát về tổ tiên chung. Nhưng có lẽ lý do tại sao các gen khác nhau đang kể những câu chuyện tiến hóa khác nhau là bởi vì các gen có những câu chuyện hoàn toàn khác nhau. Đó là những câu chuyện nói rằng tất cả các sinh vật không có mối quan hệ di truyền giữa chúng.

Có một số hy vọng một câu chuyện khác, như Michael Syvanen đã dám đề xuất trong Annual Review of Genetics vào năm 2012, rằng “sự sống thực sự có nhiều nguồn gốc khác nhau”. Hay nói cách khác, giả thuyết về tổ tiên chung phổ biến thật sự không đúng.

Theo “Mười vấn đề lớn về khoa học của Thuyết tiến hóa” của Casey Luskin

Ánh Dương 

Link bài dịch: NTD Việt Nam