Trong thần thoại Hy Lạp cổ đại, người ta nói rằng Achilles, mặc dù có tất cả lòng dũng cảm và sức mạnh của mình, nhưng lại mắc phải một điểm yếu chết người – đó là gót chân (gót chân Acin).
Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về “gót chân Achilles” trong thuyết tiến hóa của Charles Darwin.
Vào cuối thế kỷ 19, nhà tự nhiên học người Anh Charles Darwin đã đưa ra thuyết tiến hóa của loài người và cung cấp cho cộng đồng khoa học những thông tin mà các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu và tìm hiểu.
Nhưng nhà khoa học này, người đã cống hiến cuộc đời mình cho nguồn gốc của các loài, đã trải qua một loạt cảm xúc tiêu cực khi ông nhìn vào một bó hoa.
Bí mật của cây hoa đã áp bức ông ta cho đến những ngày cuối cùng.
Charles Darwin không bao giờ có thể theo dõi sự tiến hóa của thực vật có hoa như sự tiến hóa của con người, điều này đã trở thành một lỗ hổng trong lý thuyết của ông.
Cho đến nay, vấn đề này được gọi là “bí ẩn của kinh tởm Darwin”.
Những loài thực vật nào khiến Darwin và các nhà khoa học bối rối sau ông?
Họ cung cấp cho chúng ta thức ăn và quần áo, nhưng làm thế nào họ xuất hiện trên Trái đất?
Charles Darwin lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ “bí ẩn kinh tởm” vào năm 1879 trong một bức thư gửi cho người bạn của mình, nhà thám hiểm và nhà thực vật học Joseph Hooker.
Trong đó, ông viết rằng sự phát triển nhanh chóng của các loài thực vật bậc cao theo tiêu chuẩn địa chất là một bí mật khủng khiếp.
Không có gì bí mật khi chúng ta đang nói về sự xuất hiện của thực vật hạt kín hoặc thực vật có hoa (Magnoliophyta) – một bộ phận của thực vật bậc cao, một đặc điểm nổi bật của nó là sự hiện diện của hoa như một cơ quan sinh sản hữu tính.
Bộ phận này được coi là bộ phận nhiều nhất trong tất cả các bộ phận trong giới thực vật.
Hơn nữa, nhiều loài thực vật có hoa là nguồn cung cấp thực phẩm, thuốc men và quần áo cho con người.
Bông, cà chua và cỏ linh lăng là những đại diện của bộ hạt kín. Cũng cần lưu ý rằng, bộ phận này bao gồm phần lớn tất cả các loài thực vật đã biết: Từ cây sồi đến hoa dại và hoa súng.
Theo tiêu chuẩn địa chất, thực vật hạt kín xuất hiện cách đây không lâu.
Tuy nhiên, chúng nhanh chóng lan rộng khắp hành tinh và chiếm vị trí thống trị.
Vào thời điểm đó, các nhà khoa học vẫn chưa tìm thấy hóa thạch của thực vật mà từ đó thực vật hạt kín có thể phát triển, vì vậy sự xuất hiện đột ngột của chúng đã trở thành một bí ẩn mà Darwin đang cố gắng giải đáp.
Darwin lo lắng về việc làm thế nào mà thực vật có hoa “trong chớp mắt” đã chinh phục được thế giới.
Nhờ thuyết tiến hóa, ông đã có thể chứng minh sự đa dạng mà chúng ta quan sát ngày nay dần dần phát triển từ những loài đơn giản nhất.
Nhưng câu hỏi khiến Darwin bối rối và vẫn làm nhiều nhà thực vật học băn khoăn là: Tại sao những thay đổi tiến hóa ở thực vật hạt kín không diễn ra dần dần?
Vào mùa hè năm 1881, Darwin viết cho người bạn là nhà khoa học của mình: “Đối với tôi, không có gì phi thường trong lịch sử vương quốc thực vật hơn là sự phát triển đột ngột và nhanh chóng của thực vật bậc cao” – thực vật hạt kín.
Thực vật hạt kín là gót chân Achilles của thuyết tiến hóa của Darwin
Năm 1859, Darwin công bố Nguồn gốc của các loài bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên, hay còn gọi là “sự bảo tồn các giống được ưu đãi trong cuộc đấu tranh giành sự sống”.
Trong đó, ông trình bày lý thuyết của mình về sự tiến hóa của thế giới sự sống, theo đó tất cả các sinh vật sống, bao gồm cả con người, đều có nguồn gốc từ một tổ tiên chung.
Việc làm của Darwin đã gây ra sự phẫn nộ lớn trong giới tôn giáo, và bản thân ông cũng phải hứng chịu nhiều lời lẽ công kích và chế giễu.
Cũng cần lưu ý rằng, bất chấp tất cả các bằng chứng thu thập được về sự tiến hóa của các sinh vật, lý thuyết của ông vẫn có gót chân Achilles – sự xuất hiện và phát triển của thực vật hạt kín.
Một lỗ hổng trong lý thuyết của Darwin đã dẫn đến sự chỉ trích từ cộng đồng khoa học.
Vào năm 1876, nhà thực vật học người Scotland, William Carruthers, nổi tiếng trong cộng đồng khoa học lúc bấy giờ, trong một bài giảng cho Hiệp hội các nhà địa chất, đã thu hút sự chú ý đến một lỗ hổng trong thuyết tiến hóa được đề cập trong cuốn sách “nguồn gốc các loài”, sau đó đã được “bàn tán” bởi toàn bộ cộng đồng khoa học.
Carruthers đã làm nổi bật những vấn đề của Darwin với hồ sơ hóa thạch bằng cách tập trung vào sự xuất hiện đột ngột của hoa hoặc thực vật hạt kín.
Các bình luận của ông đã được đăng trên The Times và trên tạp chí khoa học, làm dấy lên cuộc tranh luận của công chúng.
Đối với Darwin và những người ủng hộ lý thuyết tiến hóa của ông, đây là một “lời nguyền”, chủ yếu bởi vì Carruthers đang cố gắng giải thích mẫu hóa thạch dưới góc độ tôn giáo, trái ngược với Darwin, người đã tách lý thuyết của mình ra khỏi tôn giáo.
Nhà sinh vật học Richard Baggs nói với BBC vào đầu năm 2021: “Đó thực sự là một ‘bí ẩn kinh tởm’ chiếm trọn tâm trí ông ấy trong những ngày cuối đời”.
Richard Baggs khẳng định rằng ngay cả bây giờ, gần 150 năm sau, “bí ẩn” này vẫn khiến các nhà khoa học bối rối.
Lời giải thích hay bí ẩn mới?
Nhiều nhà nghiên cứu đã cố gắng làm sáng tỏ “bí ẩn kinh tởm” của Darwin.
Vào năm 2019, các nhà khoa học kết luận rằng lý do chính cho sự lây lan và thống trị của thực vật hạt kín là khả năng thay đổi kích thước bộ gen của chúng.
Ở thực vật hạt kín, bộ gen nhỏ hơn kích thước của tế bào, nhưng nó vẫn giữ được tất cả các đặc tính của một loài thực vật cần thiết cho sự sống.
Bằng cách giảm kích thước của bộ gen chứa trong nhân tế bào, thực vật có thể thiết lập quá trình quang hợp – quá trình chuyển carbon dioxide (CO2) và nước thành glucose và oxy bằng cách sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời.
Sự xuất hiện của một mạng lưới rộng lớn của các gân lá cho phép chúng nhanh chóng loại bỏ các sản phẩm của quá trình quang hợp, điều này đã góp phần vào sự lây lan và thống trị của thực vật hạt kín trên thế giới.
Các nhà khoa học đã đưa ra những bằng chứng “thuyết phục” và coi đây là câu trả lời cuối cùng cho câu hỏi: “Tại sao thực vật hạt kín lại lan nhanh trên hành tinh như vậy”?
Nhưng ở đây một câu hỏi mới được đặt ra: Thực vật hạt kín đã làm giảm kích thước bộ gen của chúng như thế nào?
Những nỗ lực khác
Một nghiên cứu được công bố vào đầu năm 2021 trên tạp chí khoa học Nature Ecology & Evolution nói về việc phân tích hóa thạch thực vật bằng cách sử dụng các kỹ thuật mới nhất.
Theo các tác giả của nghiên cứu, thực vật hạt kín xuất hiện trong kỷ nguyên “Phấn trắng” và kỷ nguyên Jura, nhưng hóa thạch của chúng vẫn chưa tồn tại cho đến ngày nay, hoặc vào thời điểm đó có khá nhiều loài thực vật này.
Daniele Silvestro, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết ban đầu thực vật hạt trần chiếm ưu thế và thực vật hạt kín phát triển với số lượng nhỏ, nhưng trong thời gian sau đó chúng đã chiếm vị trí thống trị của mình.
Nhưng nghiên cứu không trả lời được câu hỏi làm thế nào kích thước của bộ gen đã thay đổi, cho phép thực vật hạt kín trở thành dạng thực vật thống trị trên hành tinh.
Ngày nay, thực vật hạt kín chiếm khoảng 90% tổng số loài thực vật, bao gồm hầu hết các loài thực vật được trồng trọt.
Đồng tác giả nghiên cứu, Giáo sư Philip Donoghue thuộc Đại học Bristol ở Anh cho biết:
“Chúng tôi không mong đợi nghiên cứu này sẽ kết thúc cuộc tranh cãi về thực vật hạt kín, nhưng ít nhất là một bước để giải quyết bí ẩn này.
Các tác giả của nghiên cứu, được công bố vào tháng 5 năm 2021, tuyên bố đã phân tích các hóa thạch thực vật kỷ nguyên “Phấn trắng” được bảo quản tốt được tìm thấy ở Trung Quốc.
Những hóa thạch này, 125 triệu năm tuổi, là những cấu trúc hình bát được bao quanh bởi các hạt giống.
Các nhà khoa học đã suy đoán rằng những cây hình cốc này có thể là tổ tiên của thực vật hạt kín, nhưng sau đó một nghiên cứu khác đã xuất hiện bác bỏ giả thiết này.
Nghiên cứu thứ hai nói rằng các loài thực vật được mô tả và hóa thạch của chúng tồn tại cùng thời với thực vật hạt kín, vì vậy chúng không thể có nguồn gốc từ chúng, và tốt nhất có thể là “anh em họ”.
Cho đến nay, “bí ẩn kinh tởm” này khiến nhiều nhà khoa học hoang mang.
Và mỗi khi họ tìm thấy câu trả lời cho một câu hỏi, nhiều câu trả lời khác sẽ xuất hiện ở vị trí của nó.
Những người phản đối thuyết tiến hóa nhấn mạnh rằng không thể bỏ qua “bí ẩn ghê tởm” mà Darwin đề cập trong cuốn sách “Nguồn gốc các loài” bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên, hay Bảo tồn các giống được ưu đãi trong cuộc đấu tranh giành sự sống, không thể bỏ qua.
Không ai biết khoa học sẽ khám phá ra điều gì trong tương lai, nhưng mọi người muốn biết thực vật cung cấp thức ăn, quần áo và thuốc men cho chúng ta đến từ đâu?
