“Một điểm kì quặc của thuyết tiến hóa là tất cả mọi người đều nghĩ mình hiểu nó.” – Jacques Monod, nhà sinh học đạt giải Nobel Y học năm 1965.

Có lẽ đúng là như vậy, bởi chúng ta rất hay nghe những khẳng định như sau:

“Thuyết tiến hóa chỉ là một giả thuyết.”

“Tiến hóa diễn ra từ thấp lên cao, từ hạ đẳng lên thượng đẳng.”

“Các sinh vật cấp cao có cấu trúc tinh vi và thích nghi tốt hơn so với các sinh vật cấp thấp.”

“Con người tiến hóa từ khỉ.”

“Con người là sinh vật tiến hóa nhất hành tinh.”

“Con người đã ngừng tiến hóa.”

…

Nếu bạn đồng ý với bất kỳ câu nào ở trên, hay đơn giản là không rõ lắm tại sao chúng không ổn, mong bạn sẽ dành thời gian đọc chuỗi bài viết này, bởi vì nhiều ngộ nhận về thuyết tiến hóa liên quan trực tiếp đến cách chúng ta nhìn nhận chính mình.

***

Sự sống ở khắp mọi nơi quanh chúng ta. Từ đàn sẻ đu dây điện ngoài cửa sổ phòng bạn đến rừng đước ở U Minh, từ con báo tuyết cô độc trên dãy Himalaya đến lớp lớp những con giun ống tạo nên những lâu đài nguy nga gần các miệng thủy nhiệt dưới đáy đại dương, từ những kẻ khổng lồ như cá voi xanh nặng 180 tấn, hay cây củ tùng Tướng Sherman với đường kính lớn nhất lên đến 11 m, tất cả mọi nơi đều có các sinh vật sống, và tất cả sinh vật sống đều có liên hệ mật thiết với nhau.

Rất nhiều nền văn minh cũng như các nhà tư tưởng trong lịch sử đã nhận ra rằng sự sống trên Trái đất không phải chỉ bị ràng buộc như những khách trọ chung nhà, hay những mắt trong một lưới thức ăn, mà là bởi một sợi dây huyết thống. Công cuộc tìm kiếm sợi dây ấy không phải bắt đầu với Charles Darwin, nhưng khi The Origins of Species (Nguồn gốc Các Loài) được xuất bản năm 1859, tính công phu và chặt chẽ của nó đã làm lu mờ tất cả những giả thuyết trước đó và trở thành một trong những bước ngoặt vĩ đại nhất trong ngành sinh học. Trong bài viết này, chúng ta sẽ có cơ hội ngó qua vai Darwin, để xem ông chấp bút các nền tảng của thuyết tiến hóa.

HÀNH TRÌNH

Cả cuộc đời mình, Charles Darwin đã luôn đi theo tiếng gọi của một nhà tự nhiên. Tuổi thơ ở vùng nông thôn Anh Quốc, với những khu rừng, con sông, nhà kính và đàn bồ câu kiểng của mẹ đã cho ông thật nhiều cơ hội khám phá tự nhiên. Ông sưu tập đủ mọi thứ như vỏ sò, đá, sâu bọ, trứng chim, và có thói quen đi lang thang hàng giờ liền để quan sát chim và tìm côn trùng. Dẫu nghe lời cha mình là Robert Darwin theo học ngành y tại trường Đại học Edinburg và (sau khi bỏ học y vào năm hai) ngành thần học tại trường Christ’s, Charles chỉ tìm học và tập trung vào những đam mê hoàn toàn “lạc đề” như lịch sử tự nhiên, địa chất và sưu tập bọ cánh cứng. Darwin hăng hái tham gia vào các chuyến tham quan bờ biển để tìm mẫu vật của các hội nghiên cứu, học cách giải phẫu và phân tích từ các chuyên gia như nhà nghiên cứu động vật biển không xương sống Robert Grant, nhà thực vật học John Henslow và các kỹ năng thực địa cực kỳ khó từ nhà địa chất lừng lẫy Adam Sedgwick. Kết quả là đến khi Darwin tốt nghiệp thì ông đã “hoàn toàn thông thạo thực vật học và côn trùng học, có kiến thức tốt về động vật học, rành việc xử lý và bảo quản mẫu vật, [và] là một nhà địa chất thực địa lão luyện.”[1]

Lời mời tham dự chuyến đi trên tàu Beagle với tư cách là bạn đồng hành quý tộc cho thuyền trưởng Fitzroy, kiêm thêm chức vụ nhà tự nhiên học nghiệp dư, đến với Darwin thật đúng lúc. Bước lên chuyến hải trình Beagle kéo dài năm năm là một Charles Darwin, cử nhân thần học, nhưng đã được đào tạo bài bản và hoàn toàn sẵn sàng cho một sự nghiệp khoa học tự nhiên. Tàu HMS Beagle có nhiệm vụ lập bản đồ đường bờ biển Nam Mỹ, và nhà tự nhiên làm việc không công Darwin đã ghi nhận và thu thập được rất nhiều điều mới lạ [2].

Đầu tiên là sự thay thế qua thời gian của các tập hợp sinh vật sinh sống tại một địa điểm nhất định. Năm 1832, khi thám hiểm bờ biển Bahia Blanca của Argentina, ông tìm được hóa thạch của những sinh vật như “lạc đà” tiền sử, gặm nhấm và lười khổng lồ sống trên mặt đất, những thứ không còn hiện hữu trên thế gian. Tại sao những tác phẩm đáng lẽ ra là hoàn hảo của Tạo hóa lại biến mất, và kỳ lạ hơn, tại sao chúng lại có nhiều điểm tương đồng đáng ngạc nhiên mà lại đủ khác biệt với những loài còn sống ở cùng một châu lục như lạc đà Ilama, gặm nhấm cỡ vừa và lười cây? Điều này khiến Darwin bắt đầu đặt ra các giả thuyết về hiện tượng tuyệt chủng.

Nhiều bậc tiền bối của Darwin ví dụ như Georges Cuvier, cha đẻ của giải phẫu học so sánh, cho rằng đó là sự hủy diệt triệt để và thay thế bởi các loài di cư từ các “điểm Kiến tạo trung tâm.” Tuy nhiên, Darwin không nghĩ theo hướng đó: có hợp lý không khi cho rằng tất cả những sinh vật tiền sử kia đã diệt vong, rồi sau đó nguyên một nhóm mới, nhìn rất giống nhưng lại hoàn toàn không có quan hệ gì, đột nhiên xuất hiện một cách màu nhiệm? Nhờ tập trung tìm hiểu về những loài đặc hữu, các sinh vật chỉ tồn tại ở một khu vực hoặc vùng sinh thái duy nhất, Darwin kết luận: dù điều gì đã khiến loài tatu chúng ta thấy ngày nay thay thế loài tatu khổng lồ ông tìm thấy, chắc chắn nó đã xảy ra ngay tại Nam Mỹ .

Khuynh hướng thứ hai thu hút sự chú ý của Darwin là sự thay thế về địa lý, với nhiều điểm tương đồng với sự thay thế qua thời gian. Ví dụ, ở Bắc Argentina, Darwin thấy loài đà điểu Nam Mỹ (rhea), nhưng khi xuống dưới miền nam Rio Negro thì chỉ có một loài khác nhỏ, nâu sậm và cũng dễ bắt hơn. Địa bàn của chúng không chồng lấp với nhau, đà điểu lớn ở Pampas và Bắc Patagonia; đà điểu nhỏ ở miền Nam. Vậy, khác với tư tưởng thời bấy giờ rằng các loài di cư từ “điểm Kiến tạo trung tâm” ra chỗ riêng cho mình, giữ nguyên mẫu thiết kế ban đầu và tồn tại như những khối riêng biệt bất khả lai tạp, sự sống dường như tiếp nối qua cả không gian bằng những ‘gra-đi-en’ những loài ‘tương cận’.

Đặc biệt, mùa thu năm 1835, Darwin khám phá quần đảo Galapagos, nơi ông nhận thấy rằng những con rùa hay chim từ các đảo khác nhau lại rất giống nhau, chỉ trừ một vài đặc điểm. Ví dụ, rùa ở nơi cây cối mọc cao thì có miệng mai hình yên ngựa và cái cổ rất dài, hai đặc điểm giúp cho chúng có thể rướn lên cao để ngoạm lá cây; ở nơi cây cối mọc sát mặt đất thì ngược lại, mai rùa hình vòm và cổ rùa rất ngắn. Trong Journal of Researches (Tạm dịch: Sổ ghi chép Nghiên cứu) của mình, Darwin phân vân: “Tôi chưa bao giờ hình dung rằng các hòn đảo cách nhau khoảng 50 hay 60 dặm, mà hầu hết nằm trong tầm nhìn của nhau, hình thành từ những tảng đá giống hệt nhau, dưới một bầu khí hậu khá giống nhau, cao đến một chiều cao gần như bằng nhau, lại có những sinh vật cư dân khác nhau.” Tại sao trên mỗi đảo hòn đảo bé xíu lại có những biến thể giống với các đảo khác và với vùng đất liền gần nhất (Nam Mỹ, hiện quần đảo Galapagos thực thuộc Ecuador), nhưng lại khác biệt ở một vài chi tiết nhỏ, vừa hay phù hợp với điều kiện sống ở nơi đó? Phải chăng Đấng Sáng tạo đã kỳ công tạo ra từng biến thể chỉ để đặt chúng lên một hòn đảo chơ vơ giữa đại dương?

Darwin viết trong chương XVII mang tên “Quần đảo Galapagos” của cuốn The Voyage of the Beagle (Chuyến hải trình của Tàu Beagle, 1839): “Và như thế, cả trong không và thời gian, dường như ta đã được đưa về gần hơn một chút với sự thật vĩ đại – bí ẩn của mọi bí ẩn – về cách mà những sinh vật mới lần đầu xuất hiện trên Trái Đất này.” Những khuynh hướng trên, quan sát được trên hải trình, khiến Darwin nhận ra rằng sự sống không là bất biến, mà luôn thay đổi và đã luôn thay đổi ở bất cứ nơi đâu, bất cứ lúc nào nó có mặt.

THAI NGHÉN

Các câu chuyện về nguồn gốc thuyết tiến hóa thường tạo cảm giác rằng Darwin đã có một khoảnh khắc “Eureka!” ngay khi nhìn thấy lũ chim trên Galapagos. Nhưng thực ra, Darwin không thể nhận diện, chưa nói đến diễn giải, hết các phát hiện của mình, vì nhiều trong số các mẫu vật ông mang về vẫn còn lạ lẫm với cả các chuyên gia thời đó. Tận nhiều năm sau, khi về đến Anh và có thời gian sắp xếp, vận dụng vốn kiến thức của mình để tư duy cũng như nghiên cứu và trao đổi về những phát hiện của mình với các chuyên gia thì bức tranh tổng thể mới dần hiện lên trong tâm trí Darwin [3]. Ông phải nhờ đến nhà điểu học John Gould xem xét lũ chim mẫu vật, cây cối thì gửi cho Giáo sư Henslow và một nhà thực vật học trẻ tên là Joseph Dalton Hooker, bò sát cho nhà động vật học Thomas Bell.

Đi vòng quanh thế giới từ khi còn trẻ, nhưng những suy nghĩ của Darwin chỉ cô đọng và chín muồi sau một quá trình tư duy lẫn thí nghiệm lâu dài. Là một người cẩn trọng, tuy đã tận mắt chứng kiến nhiều bằng chứng hơn ai hết, ông vẫn rất nghiêm túc trong việc tìm kiếm và xác minh thêm những bằng chứng có trọng lượng nhất. Ngay cả khi Gould nói với ông rằng những con chim sẻ và chim ruồi ông sưu tập được là những loài riêng biệt nhưng có quan hệ gần gũi chứ không đơn thuần là các “biến thể” (trong cùng một loài chẳng hạn), ông vẫn chưa dám vội chấp nhận mà phải đợi đến những kết luận tương tự từ những chuyên gia khác.

Bức tranh của Darwin là một cách vẽ mới và hợp lý hơn: giống lười khổng lồ không phải đơn thuần là người dưng tiền nhiệm của giống lười sống trên cây, mà là một dạng tổ tiên hoặc bà con của tổ tiên, tương tự với việc các loài hóa thạch khác: bằng cách nào đó, dòng dõi của chúng đã nhỏ lại thành các phiên bản tatu, lạc đà, và gậm nhấm ta thấy ngày nay. Đà điểu lớn và đà điểu nhỏ ở Nam Mỹ cũng có chung một nguồn gốc rồi tách thành hai quần thể, dần dần phát triển theo hai hướng. Với lũ chim, rùa trên quần đảo Galapagos, sẽ dễ hiểu hơn rất nhiều, nếu thay vì là các tạo tác độc lập, chúng cùng là hậu duệ của một nhóm tiên phong đã trôi dạt đến vùng đất này, ở mỗi đảo lại thích nghi với những điều kiện sống khác nhau với hình dáng mỏ hoặc mai thay đổi theo.

Vậy, có sự di truyền và tiếp nối giữa các loài, và tự nhiên có thể tạo ra những loài khác nhau từ cùng một dạng ban đầu. Đến đây Darwin đã tất yếu bị hấp dẫn bởi một kết luận nguy hiểm: phải chăng điều này cũng đã xảy ra trên khắp những nơi khác trên Trái Đất qua thời gian? Nếu sự tương đồng về tổng thể và khác biệt mang tính thích nghi cho thấy một tổ tiên chung giữa các loài chim ruồi, thì có lẽ nào những tương đồng và khác biệt vĩ đại trong sinh giới cũng gợi mở rằng muôn loài có một tổ tiên chung? Giới hạn của nó ở đâu?

Nhưng Darwin thừa biết rằng bức tranh ấy sẽ làm dấy lên rất nhiều sự phẫn nộ, bởi nó đi ngược lại tất cả những gì phương Tây bấy giờ tin tưởng về sự hình thành của sinh vật. Nếu Darwin đã có gan thách thức góc nhìn này, tất yếu phải nói đến sinh vật nhạy cảm nhất: con người. Thế nên, năm 1837, Darwin lập một quyển sổ bí mật, “… quyển sổ đầu tiên về sự biến hóa (transmutation) của các loài. Ấn tượng mạnh mẽ bởi đặc tính của các hóa thạch Nam Mỹ và các loài ở quần đảo Galapagos hồi tháng Ba năm ngoái. Những dữ kiện này (đặc biệt là ở Galapagos), là nguồn cơn cho tất cả quan điểm của tôi,” ông viết trong nhật ký. Vậy, Darwin đã đau đáu với ý tưởng này trong hơn 20 năm rồi mới công bố.

 “Và như thế, cả trong không và thời gian, dường như ta đã được đưa về gần hơn một chút với sự thật vĩ đại – bí ẩn của mọi bí ẩn – về cách mà những sinh vật mới lần đầu xuất hiện trên Trái Đất này.”

Với tất cả những gì ông biết thì Darwin cũng chưa thực sự xâu chuỗi được những dữ liệu trên thành một lời giải thích thỏa đáng. Ừ thì hóa ra các loài không phải như những sợi dây chun đã được tạo ra riêng biệt cho môi trường của mình, có thể giãn ra để phù hợp với một điều kiện sống thay đổi, nhưng luôn chịu lực co lại tất yếu để trở về với “chủng loại” bất biến của mình – một rào cản không thể phá vỡ giữa các loài thực thụ; sinh vật đã thực sự thay đổi từ loài này sang loài khác, nhưng tại sao và bằng cách nào? Chính cái “bằng cách nào” ấy là điểm đã đưa lời giải thích của Darwin, chứ không phải những nhà tự nhiên cũng rất tài ba khác, về nguồn gốc muôn loài trở thành lời hùng biện chặt chẽ nhất về tiến hóa từng được đưa ra, đủ sức thách thức những niềm tin truyền thống.

Hiểu biết sâu sắc của Darwin về địa chất là nguồn cảm hứng cực kỳ quý báu cho ông. Nhà địa chất Charles Lyell, thần tượng của Darwin, tuy tin vào Sáng thế nhưng lại chủ trương giải thích các hiện tượng tự nhiên bằng các căn nguyên tự nhiên, những thứ mà bất kỳ người nào trên thế giới, bất kể màu da, tôn giáo, văn hóa nào cũng có thể quan sát và kiểm chứng được mà không bị bó buộc theo khuôn khổ của các truyền thuyết tâm linh riêng. Đây là một hướng đi đã góp phần cho sự phát triển không biên giới của khoa học cho đến tận ngày hôm nay.

Ngoài ra, Lyell còn phổ biến thuyết bất biến (uniformitarianism), rằng Trái Đất không được tạo ra y như hình dáng hiện tại, mà các quá trình trong quá khứ – giống hệt như các quá trình chúng ta thấy ngày nay – đã nhào nặn và chuyển hóa bề mặt hành tinh với cùng một tốc độ. Sau khi tận mắt chứng kiến và trải nghiệm các hiện tượng như động đất và núi lửa khiến một phần đáy biển nhô hẳn lên, để lộ các loài nhuyễn thể và san hô, Darwin liên hệ chúng với những vỏ sò ông thấy trên đỉnh núi: hàng trăm ngàn lần động đất, núi lửa như thế chính là thứ đã khiến đáy biển trở thành đỉnh núi. Từ đó, Darwin tin chắc rằng Lyell đã đúng và sau này, ông suy ra điều tương tự với sinh học: những thay đổi nhỏ qua thời gian rất dài cũng có thể tích tụ thành tác động lớn.

Tuy nhiên, ý tưởng trực tiếp về một cơ chế đã khiến muôn loài trong sinh giới hình thành và biến mất, ngạc nhiên thay, cuối cùng lại đến từ kinh tế – cụ thể là “Essay on the Principle of Population” (Tạm dịch: Bài luận về Nguyên lý Dân số, 1798) của Đức cha Thomas Malthus. Malthus lý luận rằng số lượng động, thực vật hay người đều có khả năng (và sẽ) phát triển vô hạn và nhanh chóng làm cạn kiệt nguồn tài nguyên và hủy diệt mọi sự sống. Do đó, sự tồn tại của cái đói, bệnh tật, và cái chết để kìm hãm dân số là tất yếu và vĩnh hằng, cũng như phục vụ một mục đích tối thượng tốt đẹp, và ông tin chúng là sắp đặt của Thượng Đế để giữ cho con người không lười biếng. Cả Darwin và Alfred Russel Wallace, người đã độc lập phát triển thuyết tiến hóa, sau khi đọc Malthus đều nhận ra rằng các cá thể sẽ luôn luôn có khả năng cạnh tranh khác nhau, và việc những “tay đua” cừ nhất sẽ thắng cuộc và tạo ra thế hệ sau tất yếu sẽ dẫn đến sự thừa hưởng và truyền bá những năng lực tốt ấy, cuối cùng sẽ dẫn đến một loài thích nghi hơn với “đường đua”. Darwin đã trình bày ý tưởng táo bạo này bằng ba quan sát và hai kết luận [4]:

• Sinh vật có khả năng tạo ra nhiều con cháu hơn môi trường có thể duy trì. Cá có thể đẻ hàng ngàn trứng, nhưng sẽ chỉ có một hoặc hai con sống đến tuổi trưởng thành.
• Bất cứ cơ quan, đặc điểm nào của sinh vật cũng đều có biến thiên, tức là có một khoảng khác biệt. Một số cá vàng có vẩy vàng, một số có vẩy cam, vẩy ngả nâu và một số có hỗn hợp các màu. Đối với chúng ta, hai con chuột có thể nhìn giống y như nhau, nhưng trong tự nhiên, không có hai cá thể nào hoàn toàn như một về mọi mặt. Chúng chắc chắn có những khác biệt, dù rất nhỏ, về tốc độ tiêu hóa thóc, chiều dài tai, hay độ tinh của mắt, hay khả năng nhịn thở. Mỗi cá thể sẽ có một tổ hợp độc nhất các đặc điểm.
• Tất cả sinh vật đều phải cạnh tranh để tìm thức ăn, chỗ ở, bạn tình v.v. Vậy những cá thể có tổ hợp các đặc điểm tạo ra ưu thế lớn nhất sẽ có khả năng sống sót và sinh sản nhiều hơn so với đồng loại cùng loài và đối mặt với những điều kiện giống nhau.
• Những cá thể như vậy sẽ truyền lại các đặc điểm của mình cho thế hệ tiếp theo và quá trình này lặp lại. Vậy, không thể tránh khỏi rằng, qua rất nhiều thế hệ, sự di truyền sẽ có tính chọn lọc – các đặc điểm không gây hại/ưu thế sẽ chiếm lĩnh cả quần thể và cuối cùng dẫn đến sự xuất hiện của một loài mới.

Sự chọn lọc này mang nhiều điểm tương đồng với một quá trình thân thuộc với con người – chọn giống, hay chọn lọc nhân tạo. Nếu với cùng một nguyên lý “Có những sinh vật được sinh sản thành công hơn những sinh vật khác,” trong vài ngàn năm chúng ta có thể biến sói thành hàng trăm giống chó, cây mù tạc dại thành su hào và bông cải, thì trường ca nghìn thiên niên kỷ của Trái Đất có thể tạo ra gì từ những mầm sống khởi đầu? Đó là những gì Darwin nghĩ, nhưng thế lực nào (có thể) đã định hình sự phát triển như ta thấy ngày nay? Chúng ta sẽ cùng khám phá ở Phần 2 của chuyên mục Tiến hóa 101.

Ảnh minh họa: Bảng chỉ đường tại Galapagos ngày nay, cho thấy hình ảnh giống rùa khổng lồ và cự đà nổi tiếng của quần đảo này.

Tham khảo và trích dẫn

[1] Lockitch, K. (2008). Darwin & the Discovery of Evolution. The Objective Standard, 3(1). Retrieved from https://www.theobjectivestandard.com/issues/2008-spring/darwin-discovery-evolution/

[2] Eldredge, N. (n.d.). Charles Darwin’s evidence for evolution. Retrieved from https://www.khanacademy.org/partner-content/amnh/human-evolutio/darwin-and-evolution-by-natural-selection/a/charles-darwins-evidence-for-evolution

[3] Sulloway, F. J. (2005, December 01). The Evolution of Charles Darwin. Retrieved from http://www.smithsonianmag.com/science-nature/the-evolution-of-charles-darwin-110234034/#meOVAQLWUTlEHLQm.99

[4] BIOdotEDU(n.d.). Darwin’s Observations. Retrieved from http://www.brooklyn.cuny.edu/bc/ahp/LAD/C20/C20_DarwinOb.html