Những chiếc răng của một con voi dạy chúng ta về quá trình tiến hóa

What an elephant’s tooth teaches us about evolution

Để chứng minh rằng sự thay đổi tiến hóa không phải là luôn luôn xuống các gen, chỉ cần mở miệng của một con voi ...


Powered by Guardian.co.ukBài viết này có tựa đề “Những chiếc răng của một con voi dạy chúng ta về quá trình tiến hóa” được viết bởi Alice Roberts, The Observer vào ngày Chủ nhật 31 tháng 1 2016 07.00 UTC

Từ lâu, có lẽ ngay cả trước khi sương nổi tiếng của thời gian, có một gia đình tuyệt vời của các loài động vật sống ở Châu Phi. Câu chuyện bắt đầu một số 10 triệu năm trước và sau đó gia đình đã tăng trưởng và lây lan ra. Khoảng ba triệu năm trước, một chi nhánh của nó tràn vào châu Âu và châu Á. Khi động vật di chuyển vào khu vực mới, họ thích nghi với vùng khí hậu phía Bắc hơn. sau cùng, một số băng qua cây cầu của Beringia, di cư từ Đông Bắc Á đến Bắc Mỹ.

Nghe có vẻ là một câu chuyện quen thuộc. Chắc chắn đây là tất cả về tổ tiên của chúng ta - nguồn gốc châu Phi trong Miocen, với hóa thạch quan trọng xuất hiện từ các trầm tích cổ ở Kenya; một số nhóm này thuộc địa hóa châu Âu và châu Á; diễu hành vào thế giới mới. Nhưng đây không phải là câu chuyện của hominins: của Australopithecus, paranthropines và Homo. Đây là câu chuyện của elephantines: của voi, LoxodontaElephas.

Các đặc điểm nổi bật nhất của voi sống - thân và ngà - đã xuất hiện ở tổ tiên của họ bằng cách gomphothere 20 triệu năm trước. Đối với một con vật lớn với một cái cổ ngắn, thân cây là một sự phát triển cực kỳ hữu ích, cho phép các proboscideans nắm lá và đưa chúng vào miệng, do đó cung cấp một lợi thế tiến hóa.

Sự phát triển của một thân cây và sự biến đổi của răng cửa vào ngà đã được đi kèm bởi một sự thay đổi trong hình dạng của hộp sọ. Bên trong miệng, răng cũng đã được thay đổi. Một hàm ngắn lại rất ít chỗ cho một bộ đầy đủ của răng hàm, trong khi các răng cần thiết để có thể duy trì giá trị của một cuộc đời dài của độ mài mòn cao. Sự tiến hóa cung cấp một giải pháp gọn gàng để cả hai vấn đề. Thay vì có một tập hợp toàn bộ răng tiền hàm và răng hàm nhét vào miệng cùng một lúc - như trong miệng của bạn - chỉ có một đơn, răng lớn chiếm mỗi bên của hàm trên và dưới bất cứ lúc nào. Khi răng này cũng hạ gục, khác sẽ được phát triển đằng sau nó, sẵn sàng để trượt vào vị trí khi răng mòn rơi ra, cung cấp các động vật có tới sáu bộ răng trong một đời.

ấn tượng của một nghệ sĩ của một gomphotherium
ấn tượng của một nghệ sĩ của một gomphotherium, một tổ tiên bốn-tusked của con voi, và con cái của nó. Hình ảnh: Alamy

Các răng của gomphotheres hóa thạch và voi duy trì một tín hiệu của chế độ ăn của họ. Tỷ lệ đồng vị khác nhau của carbon trong men răng cho thấy cho dù một cá nhân cụ thể đã được tập trung nhiều hơn vào trình duyệt trên lá hoặc ăn cỏ. Các đồng cỏ châu Phi đầu tiên bắt đầu lan rộng khắp 10 triệu năm trước và phân tích đồng vị cho thấy rằng cuối gomphotheres và voi đầu chuyển sang ăn chủ yếu là cỏ khoảng tám triệu năm trước. trong voi, chuyển đổi này được phản ánh trong một sự thay đổi để răng nhai của họ, mà đã trở thành ba lần cao, với một sự gia tăng của rặng núi men. nhưng những thích nghi với một chế độ ăn mòn xuất hiện vào khoảng năm triệu năm trước, ba triệu năm sau đó chuyển đổi từ lá mềm để loại cỏ khó khăn. Với độ phân giải, chúng tôi có thể đạt được khi nhìn xa trở lại vào quá khứ, nó thường rất khó để biết những gì đến đầu tiên - một sự thay đổi trong hành vi hoặc trong giải phẫu học. Nhưng trong trường hợp này, nó rất rõ ràng: những thay đổi đối với răng bị tụt hàng triệu năm sau khi thay đổi trong chế độ ăn.

Trong câu chuyện tiến hóa của chúng, các sinh vật tự nó thường dường như đóng một vai trò thụ động: một nạn nhân bất lực, gần như, những thay đổi về môi trường của nó hoặc đột biến trong gen của nó. Nhưng câu chuyện về răng của con voi là bằng cách nào đó khác nhau, một sự thay đổi trong hành vi trước rõ ràng là một sự thay đổi trong giải phẫu học (và các hướng dẫn di truyền cơ bản cho sự phát triển răng). Có lẽ chúng ta không nên ngạc nhiên bởi điều này: dẻo phát triển có nghĩa là hình dạng cuối cùng của cơ thể động vật được xác định không chỉ bởi DNA mà còn bởi các yếu tố bên ngoài. Và động vật linh hoạt hơn trong cách họ tương tác với môi trường của họ hơn chúng ta đôi khi tưởng. Như voi cho, nguồn gốc của sự mới lạ trong sự tiến hóa có thể đến từ hành vi hơn là từ gen.

Răng trong một hộp sọ con voi châu Phi.
Răng trong một hộp sọ con voi châu Phi. Hình ảnh: Hình ảnh của Phi Photobank / Alamy

Nó chỉ có thể là loại hình này thay đổi, nguồn gốc với một sự thay đổi trong hành vi, đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của con người. Khoảng hai triệu năm trước, đã có một sự thay đổi lớn trong hình dạng cơ thể khỏi chân ngắn, lần đầu tiên xuất hiện trong Homo erectus. Nó mà có rất nhiều các tính năng giải phẫu mới, từ chân dài hơn để cơ mông to và achilles gân đặc quánh hơn, có liên quan đến tăng hiệu quả trong hoạt động. Nếu một nhóm người bắt đầu chạy thường xuyên, có lẽ cho phép họ săn bắt hoặc nhặt rác hiệu quả hơn, thay đổi giải phẫu sẽ làm theo, đặc biệt là trong số các cầu thủ trẻ vẫn đang phát triển. Khi chạy đã trở thành một phần quan trọng của hành vi, bất kỳ sự đột biến để tăng cường nó sẽ được ưa chuộng. Nhưng nguồn gốc thực sự mới lạ, có lẽ, là sự thay đổi trong hành vi và không phải là một sự đột biến gen.

Các proboscideans tuyệt vời mà lang thang trong cảnh quan châu Phi, nơi tổ tiên của chúng ta đã tiến hóa nhắc nhở chúng ta rằng sự mới lạ tiến hóa không phải luôn luôn có nguồn gốc trong gen.

guardian.co.uk © The Guardian Tin tức & Media Limited 2010

Công bố thông qua The Guardian News Feed Plugin cho WordPress.