Tiến hóa cơ quan Thị giác

[Phạm Minh Tùng]

Hiện em đang phải làm bài thuyết trình về sự tiến hóa và cấu tạo, chức năng của mắt. Hai phần sau thì ok rồi, nhưng còn phần Tiến hóa Thị giác thì em vẫn còn lung tung quá. Theo như Darwin nói thì cơ quan TG cũng tiến hóa từ đơn giản đến phức tạp (bằng cách chỉ ra sự phức tạp dần lên của cơ quan phân tích thị giác ở các loài từ thấp lên cao. Thế nhưng em cũng đọc được tài liệu rằng Mắt là cơ quan hoàn chỉnh được tập hợp bởi nhiều bộ phận trong nó (liên kết chặt chẽ, "khớp" và hoạt động nhịp nhàng với nhau), thế nên ko thể nói rằng Mắt tiến hóa từ đơn giản đến phức tạp được. Đơn giản chỉ là các hình thái mắt khác nhau cùng tồn tại song song(?) hay nôm na là "sinh ra nó đã thế"

Giờ em cũng phân vân quá, ko biết đúng sai thế nào, bạn nào có tài liệu về Tiến hóa cơ quan Thị giác thì cho em xin với ạ, có hình ảnh thì càng tốt Merci bcp.

 

[Lê Văn Thản]

<b> Thuyết tiến hóa: Các cơ quan hoàn chỉnh </b>
Trước đây chúng tôi đã có bàn tới chướng ngại thứ nhất cho thuyết tiến hoá (TTH): Đó là sự thiếu vắng các di tích trong địa tằng của các loài chuyển tiếp. Các loài này, theo TTH, mang đặc tính của cả loài trước và loài sau nó, là bằng chứng của sự thay đổi tiệm tiến từ loài này sang loài khác do sự tích lũy của các biến dị trong một quảng thời gian dài [1].

Trong bài này chúng tôi bàn tới chướng ngại thứ hai của TTH: Đó là sự hiện hữu của các cơ quan cực kỳ hoàn chỉnh trong sinh vật. Các cơ quan này như các bộ máy tinh vi, là tổng hợp của nhiều bộ phận con khác, nối kết vào nhau, hoạt động liên đới nhịp nhàng. Một trong các cơ quan này là con mắt đã được chúng tôi bàn đến trong bài tham khảo [2].
Nhìn khái quát, theo TTH, con mắt là sản phẩm tiến hoá từ một cơ quan thị giác khác đơn giản hơn. Muốn trở nên phức tạp như con mắt người, thì con mắt đơn giản đó trước hết phải có những đột biến. Quá trình chọn lọc tự nhiên sẽ giữ lại những biến dị có lợi, và sa thải đi biến dị bất lợi. Mỗi lần thay đổi một chút, qua thời gian dài, từ một cơ quan thị giác đơn giản đầu tiên trờ thành con mắt phức tạp như ngày hôm nay. Thuyết tiến hoá đứng trước một cơ quan hoàn chỉnh như con mắt, phải có câu trả lời cho các luận cứ sau đây:

1- Con mắt là tổng hợp của nhiều bộ phận con như: thấu kính, con ngươi, võng mô, cơ mắt, v.v. Mỗi bộ phận con đó có chức năng riêng theo thứ tự tương ứng như sau: thu nhập ánh sáng, điều chỉnh độ sáng, hội tụ tia sáng, di động tròng mắt, v.v. Các bộ phận con này hoạt động phụ thuộc, ăn khớp lẫn nhau như một cổ máy. Các bộ phận con của cổ máy đó nối kết với nhau bằng các đinh," "ốc," "bù lon," v.v. Một bộ phận con hư hỏng sẽ làm hại đến các bộ phận khác. Một con đinh ốc sai kích thước sẽ không nối kết được các bộ phận con khác. Các bộ phận con này không thể nào tiến hoá từ các bộ phận con khác, ít hoàn chỉnh hơn, kém hiệu năng hơn, có kích thước khác hơn; các đinh ốc nối kết các bộ phận con không thể nào tiến hóa từ các đinh ốc dài hơn hay ngắn hơn, hay có khương tuyến lệch kích thước được. Tất cả các thành phần của cổ máy này phải có đúng kích thước và chức năng thiết kế từ trước để khi được ráp vào nhau, chúng mới có thể hoạt động ăn khớp được.

Giáo sư vi sinh học Michael Behe tóm gọn sự ăn khớp của các thành phần của một bộ máy sinh học qua khái niệm gọi là "sự phức tạp bất khả giảm" (irreducible complexity). Để minh hoạ cho khái niệm này, ông lấy cái bẩy chuột làm thí dụ. Một cái bẩy chuột cần có các bộ phận sau đây để hoạt động: 1- Một bản gỗ làm bàn đế, 2- Một búa sắt để đập con chuột, 3- Một lò xo để làm sức bật cho cái búa, 4- Một cái chốt để gài cái búa vào bàn gổ, và là cái cò để bật lò xo, và 5- Một thanh sắt nối cái búa và cái chốt. Con chuột khi đánh hơi đồ ăn mon men tới cái bẩy, dẫm lên cái chốt, cái chốt nhả ra, thế năng của lò xo sẽ đổi thành động năng đập cái búa xuống con chuột. Tất cả các bộ phận con này cần phải hoàn chỉnh trong vai trò của nó, phối hợp nhịp nhàng với nhau, để cái bẩy chuột hoạt động hữu hiệu. Thiếu một bộ phận con này, hay một bộ phận nào đó bị hư hỏng, hay trục trặc, hay thiếu kích thước thì toàn bộ cái bẩy chuột sẽ vô dụng. Một miếng gỗ, một miếng sắt không thể nào tiến hoá tiệm tiến để tự ghép nối để thành một cái máy con, gọi là bẩy chuột hoạt động hoàn chỉnh như thế được. Một sợi giây sắt không thể nào tiệm tiến thay đổi để trở thành cái lò xo. Tương tự như vậy, con mắt không thể nào tiến hoá tiệm tiến để từ một cơ quan thị giác đơn giản hơn thành con mắt phức tạp của con người.

2- TTH đã thất bại trong việc vạch lên một lộ trình cho sự hình thành của một bộ phận tinh vi và hoàn chỉnh là con mắt. Vì vậy, Darwin đã phải thú nhận như sau:

"Tôi phải thú nhận rằng thật là kỳ cục khi nói rằng con mắt, với những chức năng kỳ diệu không có cái gì sánh được, như khả năng thay đổi độ hội tụ cho hợp với khoảng cách khác nhau, khả năng thu nhập lượng ánh sáng khác nhau, và khả năng điều chỉnh cho phù hợp với sai biệt về độ cầu và màu sắc, là sản phẩm của quá trình chọn lọc thiên nhiên." [4]

(To suppose that the eye, with all its inimitable contrivances for adjusting the focus to different distances, for admitting different amounts of light, and for the correction of spherical and chromatic aberration, could have been formed by natural selection, seems, I freely confess, absurd in the highest possible degree.)

Tuy vậy Darwin vẫn chưa bỏ cuộc. Thay vì vẻ nên một lộ trình tiến hoá của con mắt, ông chỉ cho người ta thấy nhiều sinh vật đương thời có các cơ quan thị giác khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp và gọi đó là bằng chứng của sự tiến hoá của con mắt. Các cơ quan thị giác đó là quang tiếp (photoreceptor) của con jellyfish, mắt hình cái ly của con limpets sống trong biển, và con mắt với thấu kính của con ốc sên biển [5]. Ba cơ quan thị giác này có mức độ phức tạp đi từ thấp đến cao theo thứ tự liệt kê trên. Vì vậy, nên theo Darwin, con mắt chắc phải tiến hoá từ đơn giản đến phức tạp theo thứ tự như vậy.

Lý luận này vấp vào nhiều chướng ngại lớn:

- Trước hết, câu hỏi căn bản nhất vẫn chưa được trả lời: Đó là thị giác từ đâu mà có? Bằng cách nào thị giác tiến hoá từ chổ không thành chổ có?

- Thứ hai, ba loại cơ quan mắt nói trên hiện hữu đồng thời (thời điểm bây giờ). Chúng phù hợp với nhu cầu của từng sinh vật. Chúng không nói gì về một quá trình lịch sử (thời gian trôi chảy từ quá khứ đến hiện tại) để có thể chứng minh con mắt đã tiến hoá như thế nào. Chúng tôi lấy thí dụ sau đây để minh họa cho lập luận của chúng tôi:

Một người đứng trước một tiệm bánh thấy ba loại bánh khác nhau. Loại đơn giản nhất gọi là bánh bông lan. Loại này nhỏ, đựng trong ly giấy nhỏ, không có trang hoàng gì cả. Loại thứ hai gọi là bánh sinh nhật. Loại này phức tạp hơn, đẹp đẽ hơn vì có kem bao phủ toàn bề mặt và có chữ "Chúc Mừng Sinh Nhật" được vẽ bằng kem màu trên mặt bánh. Loại thứ ba phức tạp nhất, giống như loại 2, nhưng có nhiều tầng, có bắt kem chữ, đọc là: "Chúc Mừng Tân Hôn." Trên mặt bánh có hình nộm tí hon của một cặp vợ chồng mới cưới đang khiêu vũ.

Có thể nào người mua bánh, khi nhìn vào ba loại bánh này, cho rằng bánh bông lan tiến hóa thành bánh cưới? Mặc dù ba loại này sắp thứ tự từ đơn giản đến phức tạp, nhưng chúng hiện hữu đồng thời. Người làm bánh nấu ba loại bánh khác nhau cho ba mục đích khác nhau: bánh bông lan để ăn sáng, bánh sinh nhật dùng vào sinh nhật, và bánh cưới dùng trong tiệc cưới. Người nấu bánh dùng một số nguyên vật liệu chung, như bột mì, trứng, men, đường, v.v. để nấu bánh. Sau đó, ông dùng kem, trái cây, và đồ trang sức để trang hoàng bề mặt khác nhau. Nhưng thực tế chẳng có cái bánh nào tiến hoá thành cái bánh nào cả.

Nói tóm lại, sự hiện hữu của những loại cơ quan thị giác đương thời từ đơn giản tới phức tạp không chứng minh được gì hết cho quá trình tiến hóa từ thấp đến cao.
<b> Tác giả: Lê Anh Huy <b>

 

[Phạm Minh Tùng]

vậy tóm lại là những loại cơ quan thị giác đương thời chỉ thể hiện cho mức cấu tạo từ đơn giản đến phức tạp chứ ko thể hiện sự tiến hóa?

 

[Nguyễn Ngọc Lương]

irreducible complexity là sự phức tạp không thể suy luận được.
Cái này có nghĩa là cơ thể là một sản phẩm tiến hóa mà mỗi bộ phận được sinh ra không phải vì một lý do logíc nào đó mà là ngẫu nhiên được tự nhiên thử nghiệm và lưu giữ lại. Cái này đã được hình tượng hóa bằng các cỗ máy của Rube Goldberg mà ví dụ sau là một điển hình (rất nhiều bộ phận thừa và nếu thiếu đi thì đều có thể thay thế bằng một cái khác):

Tuy nhiên nếu cho rằng mọi thứ đều ngẫu nhiên như vậy thì chẳng còn ai đi nghiên cứu Sinh học và Tiến hóa làm gì. Nói chung dù biết có thể chúng ta sẽ không bao giờ hiểu được chúng ta nhưng điều đó không ngăn cản chúng ta tiếp tục tìm hiểu về mình.
Về thị giác bạn có thể làm về sắc giác. Con chó chỉ nhìn được trắng và đen, trong khi con tôm tít có thể nhìn nhiều màu sắc hơn cả người. Sự lặp gene sắc giác là một ví dụ điển hình về phương thức tiến hóa phân tử. Các ví dụ này sẽ cho bạn thấy không có chuyện tiến hóa "từ đơn giản đến phức tạp" bởi khái niệm đơn giản và phức tạp chỉ là tương đối.

 

[Phạm Minh Tùng]

Cám ơn các bạn rất nhiều