Chim sẻ Darwin là một nhóm loài chim nhỏ ở quần đảo Galápagos, mỗi loài có chiếc mỏ khác nhau hợp với thức ăn riêng. Điều làm chúng nổi tiếng nhất không chỉ là chuyện Darwin, mà là một nghiên cứu kéo dài hàng chục năm trên một hòn đảo nhỏ: sau đợt hạn hán năm một nghìn chín trăm bảy mươi bảy, các nhà sinh học đo được mỏ chim thế hệ sau dày hơn thế hệ trước. Tiến hoá diễn ra nhanh tới mức đo được bằng thước kẹp trong vài năm.
Chào bạn, đây là Nhà Sinh Học. Sách giáo khoa hay kể Darwin nhìn chim sẻ rồi nảy ra thuyết tiến hoá. Câu chuyện thật thú vị hơn, và có một đoạn kết mà chính Darwin chưa từng được thấy.
Darwin suýt bỏ qua những con chim sẻ
Darwin lên tàu Beagle năm một nghìn tám trăm ba mươi mốt, trong chuyến đi vòng quanh thế giới kéo dài khoảng năm năm. Tàu dừng ở Galápagos khoảng năm tuần vào năm một nghìn tám trăm ba mươi lăm.
Ông có thu thập những con chim nhỏ màu sẫm, nhưng không nhận ra chúng có quan hệ gần gũi với nhau. Ông còn tưởng một số con thuộc các nhóm chim khác hẳn, và không ghi chép cẩn thận con nào bắt ở đảo nào.
Thứ làm Darwin suy nghĩ nhiều hơn khi ở Galápagos lại là chim nhại: ông để ý những con chim nhại ở các đảo khác nhau trông khác nhau. Cùng với lời kể của người trên đảo rằng có thể nhận ra rùa khổng lồ đến từ đảo nào qua hình dạng mai, chi tiết ấy gieo vào ông câu hỏi về sự biến đổi của loài.
Đây là một sự thật dễ chịu cho mọi người làm nghiên cứu: ngay cả Darwin cũng có lúc bỏ lỡ điều quan trọng ngay trước mắt.
Một nhà điểu học ở London nhìn ra điều Darwin bỏ lỡ
Khi tàu về Anh, mẫu chim được giao cho nhà điểu học John Gould. Ông nhận ra những con chim sẫm màu với đủ kiểu mỏ ấy thật ra là một nhóm loài chim sẻ có họ hàng gần, mỗi loài một kiểu mỏ.
Darwin phải nhờ những người cùng đi tàu để lần lại xem mẫu nào được bắt ở đảo nào. Dần dần, bức tranh hiện ra: một nhóm tổ tiên chim sẻ đến quần đảo từ đất liền, rồi toả ra thành nhiều loài thích nghi với những nguồn thức ăn khác nhau.
Có loài mỏ to dày như kìm để bẻ hạt cứng, có loài mỏ nhỏ nhọn để bắt côn trùng, có loài mỏ dài để hút mật xương rồng, có loài còn biết dùng gai xương rồng làm công cụ khều sâu trong thân cây.
Hiện tượng một tổ tiên chung toả ra thành nhiều loài thích nghi với nhiều lối sống khác nhau gọi là phân li thích nghi. Chim sẻ Darwin trở thành ví dụ kinh điển của hiện tượng ấy.
Đợt hạn năm một nghìn chín trăm bảy mươi bảy
Từ năm một nghìn chín trăm bảy mươi ba, một cặp vợ chồng nhà sinh học người Anh bắt đầu theo dõi chim sẻ trên Daphne Major, một hòn đảo núi lửa nhỏ ở Galápagos. Họ bắt, đeo vòng, đo mỏ, ghi lại gần như từng con chim trên đảo, năm này qua năm khác, suốt hàng chục năm.
Năm một nghìn chín trăm bảy mươi bảy, một đợt hạn hán nặng xảy ra. Hạt nhỏ, mềm cạn dần, chỉ còn những hạt to và cứng. Chim có mỏ nhỏ không bẻ nổi hạt cứng nên chết rất nhiều. Chim có mỏ to dày hơn một chút thì sống sót tốt hơn.
Thế hệ con của những con sống sót có mỏ trung bình dày hơn thế hệ trước một chút, đo được rõ ràng. Vì mỏ to được truyền từ bố mẹ, chọn lọc tự nhiên đã làm thay đổi cả quần thể chỉ trong một thế hệ.
Vài năm sau, một mùa mưa rất lớn làm hạt nhỏ mềm trở nên dồi dào, và xu hướng lại đổi chiều: chim mỏ nhỏ có lợi hơn. Tiến hoá như một con lắc nhạy bén theo khí hậu từng năm.
Gen của chiếc mỏ và một loài mới ra đời trước mắt
Khi công nghệ đọc gen phát triển, các nhà nghiên cứu so sánh bộ gen của các loài chim sẻ Darwin và tìm ra một số gen có vai trò lớn trong hình dạng mỏ. Một gen ảnh hưởng tới độ dày và độ rộng, một gen khác ảnh hưởng tới hình dạng nhọn hay tù.
Những gen này cũng là gen tham gia phát triển khuôn mặt ở nhiều loài khác, kể cả người. Tiến hoá thường không tạo ra gen mới cho từng đặc điểm, mà chỉnh liều lượng, thời điểm bật tắt của những gen sẵn có.
Trên Daphne Major còn xảy ra một sự kiện hiếm: một con chim đực lạ từ đảo khác bay tới, giao phối với chim cái địa phương. Hậu duệ của chúng chỉ giao phối với nhau qua nhiều thế hệ, hình thành một dòng riêng mà các nhà nghiên cứu cho là có thể đang trở thành một loài mới.
Những phát hiện này chỉ có được nhờ một điều giản dị mà khó: quay lại cùng một hòn đảo, đo cùng những con chim, suốt mấy chục năm.
Bài học từ một hòn đảo nhỏ
Câu chuyện chim sẻ Darwin cho thấy tiến hoá không chỉ là chuyện của hàng triệu năm. Khi áp lực chọn lọc mạnh và quần thể có biến dị di truyền, thay đổi có thể đo được trong vài năm.
Nó cũng cho thấy giá trị của nghiên cứu dài hạn ngoài thực địa, loại nghiên cứu ít hào nhoáng, khó xin tài trợ, nhưng không gì thay thế được.
Ở Việt Nam, những con rầy kháng thuốc trên đồng lúa, những con chuột thích nghi với thành phố, đều là tiến hoá đang diễn ra ngay trước mắt, chỉ chờ có người kiên nhẫn đo đạc.
Lần tới thấy đàn chim sẻ nhà mổ thóc trên sân, bạn thử nhìn kỹ hình dạng mỏ của chúng. Biết đâu một ngày, chính bạn sẽ là người đo đạc những thay đổi nhỏ ấy.
Câu hỏi thường gặp
Chim sẻ Darwin có phải là chim sẻ thật không?
Về phân loại, chúng thuộc một nhóm chim nhỏ ăn hạt, không phải họ chim sẻ nhà. Tên gọi chim sẻ là cách gọi quen thuộc, các nhà khoa học xếp chúng vào họ khác.
Galápagos ở đâu?
Galápagos là quần đảo núi lửa ở Thái Bình Dương, thuộc Ecuador, cách bờ biển Nam Mỹ khoảng một nghìn cây số. Quần đảo nổi tiếng với nhiều loài đặc hữu.
Darwin có viết về chim sẻ trong Nguồn gốc các loài không?
Thật ra Darwin hầu như không nhắc tới chim sẻ Galápagos trong cuốn Nguồn gốc các loài. Vai trò biểu tượng của chúng được gán nhiều hơn về sau.
Tiến hoá nhanh như vậy có làm loài thay đổi hẳn không?
Thay đổi trong vài năm thường nhỏ và có thể đảo chiều khi môi trường đổi. Chỉ khi áp lực kéo dài cùng một hướng qua rất nhiều thế hệ mới tạo ra khác biệt lớn.
Ở Việt Nam có ví dụ tiến hoá nhanh nào không?
Sâu rầy và cỏ dại kháng thuốc, vi khuẩn kháng kháng sinh là những ví dụ tiến hoá nhanh dưới áp lực do con người tạo ra, đã được ghi nhận ở nhiều nơi, trong đó có Việt Nam.
