Khám phá nguyên nhân dơi ăn quả không thể định vị bằng tiếng vang

Hai nhà khoa học ở Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) và các đồng nghiệp quốc tế đã tìm thấy một mảnh ghép trong câu đố về việc loài dơi đã phát triển khả năng định vị bằng tiếng vang như thế nào, qua đó tiến gần hơn đến việc giải quyết một bí ẩn tiến hóa.

Loài dơi ăn quả được phát hiện sinh sống ở Phú Quốc. Nguồn: phuquocislandguide.

Trong ba thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng tìm hiểu nguyên nhân. Một số nhà sinh vật học tiến hóa cho rằng dơi ăn quả từng có khả năng định vị bằng tiếng vang giống như đồng loại hiện đại của chúng, nhưng đến một thời điểm nào đó đã mất khả năng này. Những người khác cho rằng dơi ăn quả không có đặc điểm này ngay từ đầu.

Khám phá lịch sử định vị bằng tiếng vang của dơi là một nhiệm vụ khó khăn. Có hơn 1.400 loài dơi, chiếm khoảng 1/4 tổng số loài động vật có vú trên Trái đất nên phạm vi của chúng đặc biệt rộng lớn trong khi hóa thạch dơi rất khan hiếm và phân tán. Không chỉ thiếu các mẫu vật cần thiết để tái tạo lịch sử tiến hóa 65 triệu năm của dơi mà thông tin di truyền của loài dơi định vị bằng tiếng vang ngày nay hầu như không giúp chúng ta hiểu được cách thức hoạt động của hệ thống tương tự sonar (định vị bằng sóng âm) ở loài dơi.

Nhóm nghiên cứu này đã có một cách tiếp cận khác. Thay vì tập trung vào gene hoặc hóa thạch của dơi, họ đã kiểm tra sự phát triển xương tai và cổ họng ở giai đoạn phôi của chúng. Căn cứ của họ là nếu một nhóm loài mất đi một đặc điểm mà tổ tiên của chúng từng sở hữu thì không phải mọi khía cạnh của đặc điểm đó đều mất đi. Vì vậy, nếu khả năng định vị bằng tiếng vang xuất hiện ở tổ tiên chung của mọi loài dơi, chúng ta có thể thấy một số dấu vết phát triển của đặc tính này trong quá trình phát triển tai và họng của dơi ăn quả. 

Với hàng trăm mẫu phôi dơi trên khắp thế giới, họ sử dụng một phương pháp hình ảnh hiện đại để tái tạo cấu trúc mô mềm của phôi dưới dạng kỹ thuật số. So sánh dơi ăn quả với các loài dơi định vị bằng tiếng vang và cả những động vật có vú không định vị bằng tiếng vang, chẳng hạn như chuột, kết quả cho thấy, quá trình phát triển xương tai trong giai đoạn đầu đời của dơi ăn quả giống hệt với các loài động vật có vú không định vị bằng tiếng vang. Không có bằng chứng nào cho thấy dơi ăn quả có thể định vị bằng tiếng vang.

Phát hiện này khiến nảy sinh một số câu hỏi: tổ tiên chung của các loài dơi không có kỹ năng định vị bằng tiếng vang mà chúng chỉ xuất hiện ở các loài dơi tương lai? loài dơi tổ tiên chỉ có khả năng định vị bằng tiếng vang rất thô sơ? Nếu vậy, có thể nó biểu hiện rất khác so với những gì chúng ta thấy ở các loài dơi định vị bằng tiếng vang thành thạo ngày nay. 

Tuy nhiên, họ chưa thể có kết luận. Hồ sơ hóa thạch của dơi ăn quả có số lượng ít nhất trong tất cả các họ dơi, vì vậy không thể nghiên cứu xương tai của chúng thay đổi như thế nào theo thời gian. 

Bên cạnh đó, họ cũng phát hiện ra hai nhóm dơi định vị bằng tiếng vang thành thạo, Rhinolophoidea và Yangochiroptera, có các kiểu phát triển tai – họng khác nhau do hệ thống định vị bằng tiếng vang của chúng phát triển một cách độc lập. Kết luận trên cũng phù hợp với những phát hiện mới nhất từ kết quả giải trình tự hệ gene dơi: nếu tổ tiên của mọi loài dơi đều định vị bằng tiếng vang, có thể đó là kiểu định vị bằng tiếng vang nguyên thủy – không phải là định vị bằng tiếng vang thanh quản khéo léo ở loài dơi hiện đại.

Bước tiếp theo, họ muốn kết hợp với dữ liệu hệ gene dơi để tìm hiểu các gene liên quan đến thính giác ở dơi đã biểu hiện trong giai đoạn phát triển ban đầu như thế nào để biết liệu dơi ăn quả đã xóa bỏ hoàn toàn hệ thống định vị bằng tiếng vang nguyên thủy ở tổ tiên hay là chúng chưa từng có khả năng này.□

Thanh An dịch
Nguồn https://theconversation.com/fruit-bats-are-the-only-bats-that-cant-and-never-could-use-echolocation-now-were-closer-to-knowing-why-153721