Bẫy của cây ăn thịt giải thích sự tiến hóa của các tính trạng ‘ghép’ phức hợp
Một nghiên cứu khoa học về các loài cây nắp ấm sử dụng cơ chế 'bàn đạp' phức hợp tương tự nhau để bắt côn trùng đã đem lại sự giải thích cho sự tiến hóa của loài cây này.
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do tiến sĩ Ulrike Bauer của trường đại học Bristol dẫn dắt đã tìm hiểu hai loại cây nắp ấm phân bố ở hai nơi cách nhau 4.000 km: cây nắp ấm mảnh (Nepenthes gracilis) 1 ở Borneo, và cây nắp ấm Nepenthes pervillei chỉ được tìm thấy ở quần đảo Seychelles ở ngoài bờ biển phía Đông Phi 2.
Tiến sĩ Bauer và nhóm nghiên cứu của cô đã tìm thấy cả hai loài tiến hóa một cách độc lập theo cơ chế “bàn đạp” bất thường để thu hút côn trùng. Khi những giọt mưa rơi trúng nắp bẫy dạng mái nhà của cây nắp ấm, côn trùng đứng phía trên nắp bẫy sẽ bị trượt vào trong cái bẫy phía dưới.
Công trình được xuất bản trên Science 3.
Cơ chế bẫy dạng bàn đạp này chỉ xuất hiện trong trường hợp có cả ba tính trạng di truyền độc lập kết hợp lại. Đầu tiên, cái nắp cần được nằm ngang để con mồi có thể bị trượt vào bên trong bẫy. Thứ hai, cái nắp cần đóng vai trò như một lò xo vì năng lượng tác động của giọt nước mưa được chuyển sang cho côn trùng. Cuối cùng, mặt bên dưới nắp được bao phủ với một lớp các tinh thể dạng sáp ong mịn màng với một độ trơn vừa đủ – đủ để côn trùng khi đi lộn ngược xuống dưới nắp thì mất độ bám.
Tất cả các yếu tố này đều cần thiết để cái bẫy hoạt động được. Bẫy dạng bàn đạp là cái mà tiến sĩ Bauer gọi là “đặc điểm tổng hợp”.
Các nhà sinh học tiến hóa đã phải dồn nhiều thời gian và công sức vào việc giải thích sự đột sinh của các tính trạng tổng hợp. “Chúng tôi học được ở trường là công việc tiến hóa của chọn lọc tự nhiên có vai trò nhất định trong vô số tính trạng”, tiến sĩ Bauer giải thích. Các cá nhân với những tính trạng có lợi thì có nhiều con cháu hơn và theo thời gian, tần số các gene phụ trách các tính trạng tiến hóa có lợi gia tăng trong quần thể”.
“Khái niệm đơn giản này giải thích cách cổ của con hươu cao cổ ngày một dài hơn và con báo nhanh hơn theo thời gian nhưng vô cùng khó để giải thích sự đột sinh của toàn bộ các tính trạng tiến hóa mới, đặc biệt khi chúng xuất phát từ một sự tổ hợp của vô số yếu tố mà trước đây không hề liên quan như cơ chế bàn đạp của cây nắp ấm”.
Tiến sĩ Bauer và nhóm nghiên cứu của cô phát triển một giả thuyết về sự tiến hóa của tính trạng tổng hợp: sự trùng khớp ngẫu nhiên, hoặc nói theo cách khác, một cuộc cơ hội tình cờ của một sự kết hợp mang nhiều lợi ích mới.
“Nghiên cứu của chúng tôi chứng tỏ trong những loài nắp ấm mảnh, ba tính trạng thành phần của cơ chế bẫy bàn đạp là đột biến bất thường”, tiến sĩ Bauer nói.
“Sự gia tăng của tổ hợp kết hợp tính trạng có thể và do đó khả năng có thể của một sự tổ hợp mới đem lại lợi ích. Trong trường hợp này trên thực tế là sự vắng mặt của chọn lọc tạo điều kiện cho tiến hóa vì nó cho phép các tính trạng đột biến nhiều hơn, từ đó gia tăng số lượng các ‘tấm vé’ trong sự may rủi tiến hóa”.
Thanh Hương
https://phys.org/news/2024-01-carnivorous-scientists-evolution-complex-composite.html
———————————-
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Nepenthes_gracilis
2.https://en.wikipedia.org/wiki/Nepenthes_pervillei
3. https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade0529
