Xin chúc mừng. Hôm nay chính là ngày đầu tiên bạn đi làm. Dẫu vậy, chức danh của bạn nghe có vẻ hơi kỳ lạ:

Kỹ sư trưởng phụ trách thiết kế nên loài người.

Đừng lo. Dự án này không khó như bạn nghĩ đâu. Bạn sẽ có gần như vô hạn thời gian; vô hạn ngân sách; không bị giới hạn bởi công nghệ và không cần tái sử dụng bất kỳ bộ phận nào đã tồn tại trước đó. Tất cả chỉ để nhằm cho ra một kết quả duy nhất:

Hãy tạo ra một sinh vật đủ thông minh để có thể xây dựng nên một nền văn minh.

Vậy thì bạn sẽ bắt đầu như thế nào?

Rất có thể bạn sẽ không đặt bộ não nặng gần 1,4 kg lên trên một chiếc cột sống vốn dĩ được “thừa hưởng” từ những tổ tiên đi bằng bốn chân. Nếu được thiết kế ngay từ đầu, chắc hẳn bạn sẽ tạo ra một cấu trúc khác ổn định hơn. Ít nhất là để người ta sẽ không phải than đau lưng sau tuổi 30.

Bạn cũng sẽ không thiết kế một hệ thống mà đường ăn và đường thở lại cắt ngang nhau. Mỗi lần nuốt thức ăn sẽ giống như điều khiển xe qua một ngã tư không có đèn giao thông: Chỉ cần một sai sót nhỏ là bạn có thể bị sặc.

Có lẽ bạn cũng sẽ không chọn cách sinh con giống như những người phụ nữ ngày nay. Đầu của em bé là quá lớn nhưng khung xương chậu người mẹ lại quá nhỏ – nhỏ đến mức trong phần lớn lịch sử loài người, sinh nở là một trong những nguyên nhân tử vong phổ biến nhất đối với những người phụ nữ trẻ. Đây có lẽ là một “lỗi thiết kế” vô cùng nghiêm trọng.

Rồi còn đôi mắt. Bạn có bao giờ tự hỏi vì sao điểm mù tồn tại không? Mỗi mắt của bạn đều có một vùng nhỏ hoàn toàn không nhìn thấy gì, không phải vì nơi đó không có ánh sáng, mà là vì đúng chỗ ấy, dây thần kinh thị giác phải đâm xuyên qua võng mạc để đi vào não.

Điều thú vị là nhiều loài động vật khác, chẳng hạn như bạch tuộc, lại không hề gặp vấn đề này. Võng mạc của chúng được “đi dây” theo cách hoàn toàn khác nên gần như không có điểm mù sinh lý giống như chúng ta.

Hay đơn giản hơn. Tại sao sinh vật thông minh nhất từng tồn tại trên Trái Đất lại phải dành tới gần một phần ba cuộc đời chỉ để nằm bất động và ngủ?

Càng nhìn kỹ, bạn càng thấy rằng cơ thể con người mang theo rất nhiều những thiết kế vô cùng khó hiểu. Một sản phẩm khá là cẩu thả.

Nhưng còn có một khả năng khác – một khả năng còn kỳ lạ hơn rất nhiều.

Điều gì sẽ xảy ra nếu như chẳng có ai thiết kế bạn cả?

Không có bất kỳ kỹ sư nào. Cũng chẳng có bản vẽ, phòng nghiên cứu hay mục tiêu cuối cùng. Không có ai ngồi xuống và quyết định: “Hôm nay mình sẽ tạo ra loài người”.

Thoạt tiên, điều này nghe thật vô lý: Dường như mọi thực thể phức tạp trên thế giới này đều cần có người tạo ra nó: Một chiếc đồng hồ phải cần đến một người thợ đồng hồ. Một cây cầu phải cần đến một kỹ sư thiết kế. Một phần mềm chạy mượt mà phải cần đến một lập trình viên…

Thế tại sao một sinh vật còn phức tạp hơn tất cả những thứ này cộng lại lại có thể xuất hiện nếu như không có ai thiết kế?

Đây chính là câu hỏi đã từng khiến các nhà khoa học đau đầu trong suốt nhiều thế kỷ.

Thế rồi vào thế kỷ XIX, một ý tưởng đã xuất hiện. Nó đơn giản đến mức đáng ngờ nhưng cũng đủ mạnh mẽ để thay đổi hoàn toàn cách chúng ta nhìn nhận về sự sống. Ý tưởng này nói rằng có lẽ sự sống không được thiết kế ngay từ ban đầu – giống như một thành phố mà không có bản quy hoạch tổng thể. Rồi các thế hệ xây dựng nên nó sẽ chỉ sửa từng chút, vá từng chút, giữ lại những gì còn dùng được và loại bỏ đi những gì không còn phù hợp. Quy trình này được lặp lại hàng triệu lần rồi hàng tỷ lần.

Nếu như ý tưởng này là đúng thì cột sống của bạn không phải là một “lỗi” – nó là dấu vết của một giải pháp cũ. Điểm mù trong mắt bạn không phải là sự bất cẩn – nó là cái giá phải trả vì tiến hóa không bao giờ được xóa đi và bắt đầu lại từ đầu. Khung xương chậu của con người không phải là một “thiết kế tệ” – nó chỉ là kết quả của hai yêu cầu mâu thuẫn phải cùng nhau tồn tại: đi bằng hai chân hiệu quả và sinh ra một em bé có bộ não ngày càng lớn.

Nói theo cách đơn giản hơn thì bạn không phải là một cỗ máy được chế tạo ngay từ đầu – bạn chính là một cỗ máy được sửa chữa hết lần này đến lần khác trong suốt gần 4 tỷ năm.

Nhưng điều kỳ lạ hơn trong suốt hành trình này là không có ai có thể biết được trước đích đến là gì. Không có bản kế hoạch nào nói rằng: “Rồi sẽ có khủng long”; “Rồi sẽ có voi” hay “Rồi sẽ có con người”… Mỗi thay đổi chỉ cần đủ tốt để giúp cho một cá thể sống sót và sinh sản nhiều hơn một chút trong môi trường hiện tại.

Nếu vậy, làm thế nào mà một quy trình mù, không mục tiêu, không trí tuệ và không hề biết tương lai lại có thể tạo ra Mozart hay Marie Curie? Hay những chiếc kính thiên văn đang nhìn đến rìa vũ trụ? Hay chính bạn đang ngồi đọc những dòng này?

Đây không phải là câu chuyện về con người mà là câu chuyện về một quy trình “mù” đã vô tình tạo ra một sinh vật có thể nhìn lại chính quá khứ của mình.

Để hiểu được câu chuyện này, chúng ta cần bắt đầu từ một câu hỏi quan trọng nhất:

Tiến hóa hoạt động như thế nào?

1. Một cỗ máy không có mục đích

Nếu mình đưa cho bạn hai chiếc đồng hồ – một chiếc được chế tạo trong nhà máy và một chiếc được nhặt từ bên ngoài bãi biển, bạn sẽ không mất đến ba giây để biết chính xác đâu là sản phẩm do con người làm ra.

Đó là do mọi vật được thiết kế đều để lại một dấu vết rất đặc trưng: Chúng có mục đích. Bánh răng này sinh ra để quay bánh răng kia. Con ốc này tồn tại để giữ tấm kim loại nọ…Mọi bộ phận đều được tạo ra vì một lý do đã được đề xuất từ trước. Đó là cách các kỹ sư làm việc: Họ bắt đầu bằng một mục tiêu rồi mới thiết kế từng chi tiết.

Bây giờ, hãy thử nhìn vào cơ thể của chính mình.

Bạn nghĩ rằng nó được tạo ra theo cách tương tự sao?

Thoạt nhìn thì tim giống như một cái máy bơm máu. Phổi giống một hệ thống trao đổi khí. Thận giống như một bộ lọc hay não giống như một chiếc siêu máy tính…Mọi thứ dường như đều được sắp xếp rất hợp lý và tinh vi đến mức chắc chắn phải có người chế tạo ra chúng ta.

Nhưng rồi các nhà tự nhiên học bắt đầu gặp phải những chi tiết rất kỳ lạ. Ví dụ, cá voi lại có xương hông. Bạn có thể sẽ không bao giờ có thể nhìn thấy chúng từ bên ngoài, nhưng nếu quan sát bộ xương, vẫn còn đó hai mẩu xương nhỏ nằm ở sâu bên trong cơ thể. Bởi vì cá voi không có chân sau (và chúng dành phần lớn thời gian ở dưới nước) nên chắc chắn chúng không được dùng để đi

Vậy thì tại sao chúng vẫn tồn tại? Nếu là một kỹ sư thiết kế nên cá voi ngay từ đầu thì ông ta giữ lại chúng để làm gì?

Một số loài bò sát cũng vậy. Một số loài trăn và boa vẫn còn dấu vết của xương chân sau, chỉ là chúng không còn chân nữa, giống như ai đó tháo bánh xe ra khỏi một chiếc xe đạp nhưng vẫn để nguyên chỗ bắt trục.

Con người cũng có đầy những vết tích như thế, chẳng hạn như việc bạn nổi da gà khi lạnh. Ngày nay, điều này gần như chẳng giúp giữ ấm là bao nhiêu, nhưng với những tổ tiên có bộ lông dày hơn, phản xạ dựng lông sẽ giữ lại một lớp không khí ấm sát cơ thể – một cơ chế từng rất hữu ích nhưng giờ chỉ còn là tàn dư.

Nhưng rồi còn có một phát hiện còn kỳ lạ hơn: Một phôi người vài tuần tuổi. Một phôi gà. Một phôi lợn. Một phôi cá…Nếu như đặt cạnh nhau thì chúng lại giống nhau đến mức đáng ngạc nhiên. Nếu như từng loài được thiết kế độc lập thì tại sao chúng lại bắt đầu bằng gần như từ cùng một bản vẽ?

Lúc này, một bức tranh đã bắt đầu hiện ra: Cơ thể sinh vật không giống một cỗ máy được thiết kế từ con số 0. 

Nó giống như một ngôi nhà đã được cải tạo hàng trăm lần. Ban đầu chỉ có một căn phòng. Rồi người ta cơi nới thêm bếp. Thêm tầng hai. Đập một bức tường. Mở thêm cửa sổ. Lắp điều hòa. Đi lại đường điện. Thay mái. Dù chắp vá là thế nhưng đến cuối cùng, ngôi nhà này vẫn đứng vững.

Nhưng nếu nhìn kỹ, bạn sẽ thấy vô số các dấu vết của những lần sửa chữa trước. Có những cánh cửa dẫn vào bức tường cụt. Có những đoạn ống nước vòng vèo một cách khó hiểu. Có những căn phòng có hình dạng rất kỳ lạ…Không phải là vì kiến trúc sư là một kẻ lập dị, mà đó là vì không ai được phép phá nhà đi xây lại từ đầu.

Đây chính là khoảnh khắc mà Charles Darwin nhận ra một điều cực kỳ quan trọng: Có lẽ tự nhiên cũng đang làm việc như vậy.

Nó không ngồi xuống để thiết kế ra một con mắt hoàn toàn mới. Nó không quyết định tạo ra đôi cánh cho các loài chim. Nó cũng chẳng lên kế hoạch để thiết kế ra bộ não của một con người. Nó chỉ liên tục sửa chữa lại những gì đã có sẵn.

Nhưng ai đang là người sửa ở đây?

Không có bất kỳ kỹ sư hay người giám sát nào. Không có một trí thông minh vượt trội nào đó đang đứng ở phía sau.

Vậy cái gì đang âm thầm quyết định rằng cải tiến này sẽ được giữ lại còn cải tiến khác sẽ biến mất mãi mãi?

Câu trả lời là bạn không cần ai chọn cả. Bạn chỉ cần sống đủ lâu để có thể truyền gen của mình.

2. Một quy trình làm việc “mù mờ”

Hãy tưởng tượng rằng bạn có một chiếc máy photocopy – nhưng chiếc máy này lại mang trong mình một lỗi rất nhỏ: Cứ mỗi một triệu lần sao chép thì nó lại vô tình in sai một ký tự. Chữ A thì biến thành chữ R. Dấu chấm biến mất. Xuất hiện thêm một khoảng trắng…Phần lớn những lỗi này chẳng có ý nghĩa gì cả, hay một số bản sao thậm chí còn tệ hơn cả bản gốc. Rất hiếm khi một lỗi nhỏ này lại vô tình làm cho câu văn hay hơn.

Nhưng bây giờ, hãy tưởng tượng rằng chiếc máy này không in ra một triệu bản mà in hàng nghìn tỷ tỷ lần trong suốt gần 4 tỷ năm.

Bạn nghĩ điều gì sẽ xảy ra?

Đây gần như chính xác là những gì mà sự sống đã và đang làm. Mỗi khi DNA được sao chép, đây là một bản sao chép không hoàn hảo. Luôn luôn có khả năng xuất hiện những thay đổi rất nhỏ. Trong sinh học, chúng được gọi là đột biến.

Tuy nhiên, “đột biến” ở đây không có nghĩa là bạn sẽ có siêu năng lực giống như các siêu anh hùng. Đa số các đột biến chỉ là một hoặc vài “chữ cái” trong bộ công thức DNA bị thay đổi. Rất nhiều trong số đó hoàn toàn không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào. Một số thậm chí còn gây hại nhưng lại có một số rất ít những đột biến mang lại lợi thế cạnh tranh có lợi trong một hoàn cảnh nhất định.

Thông thường thì chúng ta thường hay tưởng tượng tiến hóa hoạt động như thế này. Thiên nhiên nhìn vào một con vật rồi nghĩ: “Con này cần có cổ dài hơn”. Vậy là thế hệ sau sẽ có cổ dài hơn.

Không. Đây không phải là cách tiến hóa hoạt động. Tiến hóa không biết cổ là gì. Không biết tương lai là gì. Không biết hươu cao cổ sẽ ăn lá trên cao. Thứ duy nhất xảy ra đó chính là trong một quần thể, sẽ có con cổ dài hơn một chút và cũng sẽ có con cổ ngắn hơn một chút. Sự khác biệt ở đây là rất nhỏ, có khi chỉ vài mm. Nếu năm đó hạn hán, những chiếc lá ở tầng thấp đã bị ăn hết thì những con cao hơn một chút sẽ với được thêm vài chiếc lá – đủ để sống sót qua mùa khô hạn năm ấy. Thế rồi chúng sinh con đẻ cái và tiếp tục truyền lại cho thế hệ sau những “đột biến” hoàn toàn mới này.

Điều kỳ lạ ở đây là không có một ai chọn cổ dài cả. Chỉ đơn giản là những con hươu cổ ngắn đã chết nhiều hơn. Đây chính là quá trình thử và sai: Nếu một đột biến giúp cho sinh vật thích nghi tốt hơn với môi trường xung quanh thì nó sẽ được giữ lại. Bằng không thì sinh vật đó sẽ bị loại bỏ – đồng nghĩa đó chính là cái chết.

Giả dụ, khi bạn gieo một triệu hạt giống thì sẽ không có ai đi chọn ra cây đẹp nhất. Nhưng sau một trận hạn hán tàn khốc, những cây chịu nước kém sẽ phải chết, nhường chỗ cho những cây có khả năng chịu nước tốt hơn. Khi bạn nhìn vào khu rừng sau vài thế hệ, bạn có thể dễ dàng tưởng như ai đó đã cố tình chọn ra toàn các loài cây chịu hạn.

Không. Chỉ là những loài cây khác đã hoàn toàn bị loại bỏ bởi trận hạn hán trước đó. Đây chính là cơ chế hoạt động của chọn lọc tự nhiên.

Đây là một cách gọi rất dễ gây hiểu lầm. Không có ai thực hiện hành động “chọn” ở đây cả. Không có bàn tay vô hình hay bất kỳ vị giám khảo nào. Tự nhiên chỉ liên tục đặt ra những “bài kiểm tra” nhằm test “độ bền” của sinh vật: Đói. Lạnh. Nóng. Bệnh tật. Kẻ săn mồi. Thiếu nước. Thiếu thức ăn. Lũ lụt. Núi lửa. Băng hà…Mỗi bài kiểm tra chỉ đặt ra đúng một câu hỏi:

Liệu bạn có thể sống sót đủ lâu để có thể sinh con đẻ cái không?

Nếu câu trả lời là “có” thì bạn sẽ tiếp tục tham gia vào bài kiểm tra tiếp theo. Nhưng nếu câu trả lời là “không” thì điều này đồng nghĩa với cái chết – bạn đã bị “loại bỏ” khỏi cuộc chơi sinh tồn

Như vậy, tiến hóa là một thuật toán vô cùng đơn giản với ba bước:

• Bước 1 là tạo ra sự khác biệt dù là rất nhỏ.
• Bước 2 là để môi trường thử nghiệm tất cả các phiên bản ấy và tự nó sẽ loại bỏ đi những phiên bản không còn phù hợp
• Bước 3 là những phiên bản được giữ lại sẽ sinh con đẻ cái, từ đó làm cho những “đột biến” trên xuất hiện nhiều hơn ở thế hệ tiếp theo.

Và quy trình này sẽ lặp đi lặp lại không ngừng nghỉ trong suốt gần 4 tỷ năm. Đây chính là “bí quyết” đã tạo ra cá voi. Đại bàng. Cây sồi. Bạch tuộc. Và cuối cùng chính là bộ não đang đọc những dòng chữ này.

Cách mà con người tìm ra được quy luật tiến hóa

Nhìn chung thì quá trình tiến hóa bằng chọn lọc tự nhiên đang cố gắng mô tả cơ chế thay đổi của các loài theo thời gian. 

Vào giữa thế kỷ XIX, hai nhà tự nhiên học Charles Darwin và Alfred Russel Wallace đã độc lập mô tả cùng một cơ chế tiến hóa.

Từ năm 1831 đến năm 1836, Darwin đã đi vòng quanh thế giới trên con tàu HMS Beagle với các điểm dừng chân ở Nam Mỹ, Úc và cực nam của châu Phi. Sau đó, Wallace đã đến Brazil để thu thập các mẫu côn trùng trong khu rừng mưa Amazon từ năm 1848 đến năm 1852 và đến quần đảo Mã Lai từ năm 1854 đến năm 1862. Nhưng đặc biệt hơn cả chính điểm dừng chân cuối cùng của Darwin – quần đảo Galápagos ở phía tây Ecuador. 

Vậy thì Darwin đã tìm thấy được những gì tại đây?

Trên những hòn đảo này, Darwin đã quan sát thấy các loài sinh vật nhìn chung là giống nhau nhưng chúng cũng mang theo một số điểm khác biệt. Ví dụ, các loài chim sẻ đất sinh sống tại đây có mỏ với rất nhiều các kích thước và hình dạng độc đáo.

Darwin nhận thấy rằng những con chim sẻ này rất giống với một loài chim sẻ khác trên lục địa Nam Mỹ. Ông cho rằng các loài chim sẻ trên đảo này rất có thể là loài được biến đổi từ một trong những loài ban đầu trên lục địa. 

Không dừng lại ở đây, ông nhận thấy rằng các “kiểu” mỏ khác nhau của mỗi loài chim sẻ giúp chúng kiếm được một loại thức ăn cụ thể. Ví dụ, chim sẻ ăn hạt sẽ có mỏ chắc khỏe và dày hơn để có thể bẻ hạt còn chim sẻ ăn côn trùng sẽ có mỏ nhọn như ngọn giáo để đâm con mồi. Darwin gọi cơ chế này chính là chọn lọc tự nhiên. 

Nhìn chung thì chọn lọc tự nhiên là quá trình sinh sản mạnh mẽ hơn của những cá thể có đặc điểm thuận lợi – những “tính năng” có thể giúp chúng sống sót trước những thay đổi của môi trường sống. 

Ví dụ, Darwin đã quan sát thấy một quần thể rùa khổng lồ ở quần đảo Galápagos có cổ dài hơn so với những con sống trên các hòn đảo khác có vùng đất thấp và khô cằn. Những con rùa này đã được “chọn lọc” vì chúng có thể với tới nhiều lá hơn và tiếp cận được nhiều loại thức ăn hơn so với những con có cổ ngắn. Trong thời kỳ hạn hán khi lượng lá cây khan hiếm, những con có thể với tới nhiều lá hơn sẽ có cơ hội sống sót cao hơn. Do đó, những con rùa cổ dài sẽ có khả năng sinh sản thành công cao hơn và truyền lại đặc điểm cổ dài cho con cái của chúng. Theo thời gian, chỉ còn lại những cá thể rùa cổ dài trong quần thể mà thôi.

Các mô hình tiến hóa

Đương nhiên, chọn lọc tự nhiên chỉ có thể diễn ra nếu có biến dị, hay sự khác biệt giữa các cá thể trong quần thể. Điều quan trọng là những sự khác biệt này phải có tính di truyền; nếu không, quá trình chọn lọc sẽ không dẫn đến sự thay đổi ở thế hệ tiếp theo. 

Sự đa dạng di truyền trong một quần thể bắt nguồn từ hai cơ chế chính: đột biến và sinh sản hữu tính. 

Đột biến chính sự thay đổi trong DNA, là nguồn gốc của những biến dị di truyền mới. Những thay đổi di truyền do đột biến gây ra có thể dẫn đến một trong ba kết quả sau: 

• Giảm khả năng thích nghi – khả năng sống sót thấp hơn hoặc số lượng con cái ít hơn. 
• Tăng khả năng thích nghi – khả năng sống sót cao hơn hoặc số lượng con cái nhiều hơn.
• Cũng có nhiều đột biến không mang lại bất kỳ ảnh hưởng nào đến khả năng thích nghi của kiểu hình. Chúng ta gọi những đột biến này là đột biến trung tính. 

Quá trình sinh sản hữu tính cũng góp phần dẫn đến sự đa dạng di truyền: khi hai bố mẹ tiến hành sinh sản, các kiểu gen độc đáo sẽ được tạo ra và do đó, hình thành nên kiểu hình độc đáo ở mỗi người con.

Và chúng ta gọi một đặc điểm di truyền giúp sinh vật có thể sinh tồn và sinh sản trong môi trường hiện tại là sự thích nghi – một quá trình làm gia tăng hoặc duy trì “sự phù hợp” của một sinh vật với môi trường xung quanh. Bàn chân có màng của thú mỏ vịt giúp cho nó có thể bơi lội. Bộ lông dày của báo tuyết giúp nó có thể sống trong điều kiện lạnh giá. Tốc độ của con báo là để giúp nó bắt được con mồi một cách nhanh chóng.

Liệu một tính năng bất kỳ “có lợi” hay không phụ thuộc vào điều kiện môi trường xung quanh sinh vật đó. Ví dụ, hãy xem xét một loài thực vật sinh trưởng tại nơi khí hậu ẩm ướt và không cần phải tiết kiệm nước. Những loài cây có lá bản to được “chọn lọc” vì chúng cho phép cây hấp thụ nhiều năng lượng hơn từ mặt trời. Những loài cây này cũng cần nhiều nước hơn để có thể duy trì sự sống so với lá nhỏ, và môi trường ẩm ướt xung quanh cũng đã cung cấp đầy đủ các điều kiện thuận lợi để hỗ trợ nó. 

Nhưng rồi, sau hàng nghìn năm, toàn bộ khí hậu ở khu vực này đã thay đổi và trở nên hạn hán. Chọn lọc tự nhiên lúc này đã “để mắt” tới các loài cây có lá nhỏ bởi vì những cá thể này có khả năng tiết kiệm nước để tồn tại trong điều kiện môi trường mới.

Nhìn chung thì sự tiến hóa của các loài đã dẫn đến sự đa dạng hóa rất lớn về mặt hình thái và chức năng. Đôi khi, quá trình tiến hóa đã tạo ra các nhóm sinh vật đi theo các hướng phát triển hoàn toàn khác. Chúng ta gọi hai loài tiến hóa theo hai hướng khác nhau từ một điểm chung duy nhất là tiến hóa phân kỳ.

Ngược lại, các kiểu hình tương tự đã tiến hóa một cách độc lập ở các loài có quan hệ họ hàng xa xôi hơn. Ví dụ, khả năng bay đã tiến hóa ở cả dơi và côn trùng, và cả hai đều xuất hiện cấu trúc mà chúng ta gọi là cánh. Tuy nhiên, cánh của dơi và côn trùng đã tiến hóa từ những cấu trúc ban đầu rất khác nhau. Chúng ta gọi hiện tượng này là tiến hóa hội tụ – trong đó các đặc điểm tương tự tiến hóa độc lập ở các loài không có chung một tổ tiên gần nhất. 

Nhìn chung thì những thay đổi này diễn ra trong khoảng thời gian vô cùng dài. Mặc dù chọn lọc tự nhiên có thể tác động lên một cá thể chỉ trong một thế hệ, nhưng quá trình tiến hóa kiểu gen của toàn bộ loài có thể mất hàng nghìn hoặc thậm chí là hàng triệu năm.

Một quy trình làm việc không có mục đích

Sau đây là một lưu ý quan trọng. Thường thì chúng ta hay nói rằng “sinh vật tiến hóa để thích ứng với sự thay đổi của môi trường” nhưng cách nói này rất dễ gây ra sự hiểu lầm: Tiến hóa dường như đang hướng đến việc giúp đỡ các loài sinh vật có được một cuộc sống dễ dàng hơn. Tuy nhiên, đây chắc chắn không phải là sự thật.

Đồng ý rằng môi trường thay đổi sẽ dẫn đến việc một số cá thể trong quần thể, những cá thể có những “tính năng” đặc biệt, được hưởng lợi và do đó sinh ra nhiều con hơn so với các cá thể khác. Điều này chắc chắn dẫn đến sự thay đổi trong quần thể nếu các đặc điểm đó có tính di truyền.

Tuy nhiên, điều quan trọng ở đây là những biến dị này đã có mặt từ trước và chọn lọc tự nhiên chỉ đơn giản là khuếch đại nó lên mà thôi. Ví dụ, việc sử dụng kháng sinh cho một quần thể vi khuẩn, theo thời gian, sẽ chọn lọc ra một quần thể vi khuẩn kháng kháng sinh. Khả năng kháng thuốc do một gen gây ra không xuất phát từ việc sử dụng kháng sinh – gen kháng thuốc đã có sẵn trong vốn gen của quần thể vi khuẩn, chỉ có điều là nó chưa phổ biến trong quần thể này mà thôi. Kháng sinh – thứ đã tiêu diệt các cá thể vi khuẩn không có gen kháng thuốc – sẽ chọn ra các cá thể mang theo gen kháng thuốc vì đây là những cá thể duy nhất có thể sống sót và sinh sản. 

Xét trên phạm vi rộng lớn hơn, tiến hóa không hướng đến bất kỳ một mục tiêu cụ thể nào cả. Các loài không trở nên “tốt hơn” theo thời gian. Chúng chỉ đơn giản là thích nghi với môi trường đang liên tục thay đổi để tối đa hóa khả năng sinh tồn và sinh sản mà thôi. Tiến hóa không có mục tiêu tạo ra các loài nhanh hơn, lớn hơn, phức tạp hơn, hay thậm chí thông minh hơn, tất cả chỉ là quá trình thử và sai mà thôi – chỉ khác là bất kỳ sai sót nào sẽ đều phải trả giá bằng cái chết. Một đặc điểm phù hợp với một môi trường vào một thời điểm nhất định hoàn toàn có thể giết chết chính sinh vật đó vào một thời điểm nào đó trong tương lai.

Nhưng nếu thuật toán này đơn giản đến như vậy thì tại sao trên Trái Đất lại có tới hàng triệu các loài sinh vật khác nhau?

Sự ra đời của các loài

Mặc dù tất cả các dạng sống trên Trái Đất đều có những đặc điểm tương đồng về mặt di truyền, nhưng chỉ có một số sinh vật nhất định mới có thể kết hợp các thông tin di truyền thông qua sinh sản hữu tính và sinh ra những cá thể có khả năng sinh sản thành công. Đây chính là định nghĩa về một loài sinh vật.

Với sự đa dạng phi thường của sự sống trên hành tinh, chắc chắn phải có một cơ chế nào đó giải thích cho việc hình thành các loài sinh vật: sự hình thành hai loài từ một loài ban đầu. Darwin đã hình dung quá trình này giống như một sự kiện phân nhánh.

Khi một loài thay đổi theo thời gian, nó sẽ phân nhánh để hình thành nên nhiều loài mới, lặp đi lặp lại, miễn là quần thể đó còn tồn tại hoặc cho đến khi sinh vật đó tuyệt chủng.

Để quá trình hình thành loài xảy ra, hai quần thể mới phải được hình thành từ một quần thể ban đầu và chúng phải tiến hóa theo cách mà các cá thể từ hai quần thể mới không thể nào giao phối với nhau. 

Có hai cơ chế chính dẫn tới sự hình thành của các loài mới: 

• Sự hình thành loài dị địa liên quan đến sự tách biệt về mặt địa lý của các quần thể mới khỏi loài ban đầu. 
• Sự hình thành loài cùng địa liên quan đến sự hình thành loài xảy ra trong phạm vi loài ban đầu vẫn đang ở cùng một địa điểm.

Đầu tiên, sự cô lập quần thể dẫn đến sự hình thành loài dị địa có thể xảy ra theo nhiều cách: một dòng sông tạo ra một nhánh mới, sự xói mòn tạo ra một thung lũng mới, một nhóm sinh vật di chuyển đến một địa điểm mới mà không có khả năng quay trở lại, hoặc hạt giống trôi nổi trên đại dương đi đến một hòn đảo bị cô lập ở ngoài khơi…

Thường thì tất cả những sự kiện này sẽ được phân ra thành hai loại chính: phát tán và phân ly. Phát tán là khi một vài cá thể của một loài di chuyển đến một khu vực địa lý mới, còn phân ly là khi một tình huống tự nhiên phát sinh dẫn đến sự chia tách về mặt vật lý giữa các sinh vật.

Đã có rất nhiều các trường hợp hình thành loài xảy ra do hiện tượng cách ly địa lý. Ví dụ, dọc theo bờ biển phía tây của Hoa Kỳ đang tồn tại hai loài cú đốm riêng biệt. Cú đốm phương bắc có sự khác biệt về di truyền và hình thái so với họ hàng gần nhất của nó: cú đốm Mexico, sống ở phía nam.

Khoảng cách càng xa giữa hai nhóm từng thuộc cùng một loài thì khả năng hình thành loài mới càng cao. Đó là do khi khoảng cách tăng lên thì các yếu tố môi trường khác nhau sẽ dẫn tới những cơ chế thích nghi khác nhau của các sinh vật. 

Trong một số trường hợp khác, quần thể của một loài phân tán rộng khắp trên một khu vực và mỗi cá thể đã tìm thấy một vị trí hoặc môi trường sống tương đối biệt lập, từ đó khiến loài này phân hóa thành nhiều loài mới. Chim hút mật Hawaii là một ví dụ điển hình cho quá trình này: Từ một loài duy nhất, loài đã phân hóa ra thành sáu loài mới.

Tại mỗi khu vực, sự tiến hóa dựa trên các nguồn thức ăn cụ thể trong mỗi môi trường sống mới đã dẫn đến sự tiến hóa của các loại mỏ khác nhau để phù hợp với nguồn thức ăn cụ thể tại nơi đó: Chim ăn hạt có mỏ dày hơn, chắc khỏe hơn, thích hợp để bẻ các loại hạt cứng. Chim ăn mật hoa có mỏ dài để cắm vào hoa lấy mật. Chim ăn côn trùng có mỏ giống như kiếm, thích hợp để đâm và xiên côn trùng. 

Nhưng liệu sự phân hóa có thể xảy ra nếu không có bất kỳ rào cản vật lý nào ngăn cách các cá thể tiếp tục sống và sinh sản trong cùng một môi trường? 

Câu trả lời là có. Tất cả có thể được bắt đầu với một lỗi rất nghiêm trọng trong quá trình phân chia tế bào. 

Trong một sự kiện phân chia tế bào bình thường, nhiễm sắc thể nhân đôi, ghép cặp và sau đó tách ra để mỗi tế bào mới có cùng số lượng nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, đôi khi tế bào cuối cùng lại có thêm một hoặc nhiều bộ nhiễm sắc thể. Đây được gọi là hiện tượng đa bội.

Có hai loại đa bội chính có thể dẫn đến sự cách ly sinh sản của một cá thể ở trạng thái đa bội (Cách ly sinh sản là sinh vật không có khả năng giao phối). Trong một số trường hợp, một cá thể đa bội sẽ có hai hoặc nhiều bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh t trong một hiện tượng được gọi là tự đa bội – kết quả của một lỗi trong quá trình giảm phân với hiện tượng các nhiễm sắc thể di chuyển vào một tế bào thay vì tách ra, từ đó có thể làm cho tế bào này có số nhiễm sắc thể nhiều gấp đôi so với bình thường.

Đương nhiên những giao tử mới này sẽ không thể nào tương thích được với các giao tử bình thường khác. Tuy nhiên, chúng có thể tự thụ phấn hoặc sinh sản với các loài tự đa bội khác. Bằng cách này, sự hình thành loài trong cùng một khu vực có thể xảy ra rất nhanh chóng bằng cách tạo ra các thế hệ con cháu chỉ có thể sinh sản với những cá thể thuộc loài mới này chứ không phải với những cá thể thuộc loài gốc ban đầu.

Một dạng đa bội khác có thể xảy ra khi các cá thể thuộc hai loài khác nhau giao phối để tạo ra một con lai có khả năng sống sót được gọi là thể đa bội dị loài – một hiện tượng xảy ra khi giao tử từ hai loài khác nhau kết hợp với nhau.

Các loại cây trồng như lúa mì, bông hay thuốc lá đều là thể đa bội dị loài. Mặc dù hiện tượng đa bội thỉnh thoảng xảy ra ở các loài động vật nhưng hiện tượng này vẫn phổ biến nhất ở các loài thực vật (Động vật mắc bất kỳ loại sai lệch nhiễm sắc thể nào mà chúng ta mô tả ở đây đều khó có thể sống sót và sinh sản ra con cái bình thường) với hơn một nửa số loài thực vật được nghiên cứu có liên quan đến các loài tiến hóa thông qua hiện tượng đa bội. Với tỷ lệ đa bội cao như vậy, rất có thể cơ chế này đã diễn ra giống như một sự thích nghi hơn là một sai lầm.

Và nếu có đủ thời gian, sự khác biệt về mặt di truyền và kiểu hình giữa các quần thể sẽ ảnh hưởng đến các đặc điểm tác động đến khả năng sinh sản: nếu các cá thể của hai quần thể được đưa lại gần nhau, khả năng giao phối sẽ thấp hơn, nhưng nếu giao phối xảy ra, con cái của chúng sẽ không thể nào sống sót hoặc vô sinh. Đây được gọi là hiện tượng cách ly sinh sản.

Hiện tượng này có thể xảy ra theo nhiều cách khác nhau với hai nhóm chính: rào cản tiền hợp tử và rào cản hậu hợp tử – với hợp tử là trứng đã thụ tinh – là tế bào đầu tiên trong quá trình phát triển của sinh vật có khả năng sinh sản hữu tính. 

Do đó, rào cản tiền hợp tử là cơ chế ngăn chặn quá trình sinh sản diễn ra. Điều này bao gồm các rào cản ngăn cản sự thụ tinh xảy ra khi các sinh vật đang cố gắng sinh sản. Rào cản hậu hợp tử xảy ra sau khi hợp tử đã được hình thành, chẳng hạn như các sinh vật sẽ không sống sót qua giai đoạn phôi thai hay những sinh vật sinh ra bị vô sinh.

Có một số loại rào cản tiền hợp tử có thể ngăn cản hoàn toàn quá trình sinh sản. Nhiều sinh vật chỉ sinh sản vào những thời điểm nhất định trong năm. Và chính sự khác biệt về lịch trình sinh sản – hay còn được gọi là cách ly theo thời gian – có thể hoạt động như một hình thức cách ly sinh sản. Ví dụ, hai loài ếch sống trong cùng một khu vực, nhưng một loài sinh sản từ tháng Giêng cho đến tháng Ba trong khi loài kia sinh sản từ tháng Ba đến tháng Năm.

Trong một số trường hợp, quần thể của một loài có thể di chuyển đến một môi trường sống mới. Đây được gọi là sự cô lập môi trường sống – quá trình sinh sản với loài ban đầu chấm dứt và một loài mới đã xuất hiện và trở nên độc lập về mặt sinh sản và di truyền. Theo thời gian, các tác động của chọn lọc tự nhiên, đột biến và quá trình trôi dạt di truyền có thể dẫn đến sự phân hóa ngày càng sâu sắc của hai nhóm.

Một số rào cản tiền hợp tử khác xảy ra khi sự khác biệt trong tế bào giao tử (trứng và tinh trùng) đã ngăn cản quá trình thụ tinh diễn ra. Đây được gọi là rào cản giao tử. Trong một số trường hợp, các sinh vật có quan hệ gần gũi sẽ cố gắng giao phối với nhau, nhưng cấu trúc sinh sản của chúng đơn giản là không khớp. Nếu một loài cố gắng giao phối với loài khác, các bộ phận cơ thể của chúng chỉ đơn giản là không khớp với nhau.

Ví dụ, ở thực vật, cấu trúc hoa của một loài nhất định sẽ thu hút một loài thụ phấn nhất định nhưng đồng thời cũng sẽ ngăn cản loài khác tiếp cận phấn hoa, từ đó ngăn cản hiện tượng thụ phấn chéo với loài khác.

Khi quá trình thụ tinh diễn ra và hợp tử hình thành, các rào cản sau hợp tử có thể ngăn cản quá trình sinh sản. Trong nhiều trường hợp, các cá thể lai tạo này không thể hình thành một cách bình thường trong tử cung và đơn giản là không sống sót qua giai đoạn phôi thai. Trong một trường hợp khác, con lai vẫn sẽ ra đời và phát triển nhưng lại bị vô sinh. Do đó, các sinh vật này không thể sinh sản để tạo ra thế hệ sau của riêng mình. 

Thế còn quá trình hình thành loài cùng địa thì sao?

Quá trình hình thành nên một loài mới trong cùng khu vực sinh sống với loài ban đầu có thể xảy ra theo nhiều cách. Hãy xem xét một loài cá đang sống trong một cái hồ. Khi số lượng cá tăng lên, mức độ cạnh tranh về nguồn thức ăn cũng tăng theo. Dưới áp lực này, một nhóm cá đã phát hiện ra một nguồn thức ăn mới mà những con cá khác chưa biết đến. 

Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu nguồn thức ăn mới này nằm ở một độ sâu khác của hồ?

Theo thời gian, những con cá sử dụng nguồn thức ăn thứ hai sẽ tương tác với nhau nhiều hơn so với những con cá khác; do đó, chúng cũng sẽ sinh sản với nhau. Và thế hệ sau của những con cá này có khả năng sẽ hành xử giống như bố mẹ chúng: kiếm ăn và sinh sống trong cùng một khu vực cách xa với quần thể ban đầu, cuối cùng dẫn đến sự hình thành loài mới với sự khác biệt về mặt di truyền được tích lũy ngày càng nhiều.

Cơ chế này nghe giống như một câu chuyện cổ tích nhưng thực sự là nó đã xảy ra. Một ví dụ điển hình cho hiện tượng này chính là hồ Victoria ở châu Phi nổi tiếng với hiện tượng hình thành loài cùng khu vực ở cá cichlid. Đã xuất hiện hàng trăm sự kiện hình thành loài cùng khu vực ở loài cá này, không chỉ xảy ra với số lượng lớn mà còn trong một khoảng thời gian rất ngắn.

Sau quá trình hình thành loài, hai loài vừa được tách ra có thể tái hợp hoặc thậm chí tiếp tục tương tác với nhau. Các cá thể sẽ giao phối với bất kỳ cá thể nào ở gần đó mà chúng có khả năng sinh sản. Đây được gọi là một vùng lai. Nếu con lai là một phiên bản “lỗi”, hai loài này sẽ tiếp tục phân hóa cho đến khi chúng không thể giao phối và sinh sản được nữa. Nhưng nếu các rào cản này suy yếu, sự hợp nhất sẽ xảy ra và hai loài sẽ trở thành một.

Quá trình tiến hóa của quần thể

Vào mỗi mùa thu, giới truyền thông bắt đầu rầm rộ đưa tin về việc tiêm phòng cúm và nguy cơ bùng phát dịch. Các nhà khoa học, các chuyên gia y tế và các tổ chức y tế liên tục đưa ra khuyến nghị, dự đoán lịch trình sản xuất và tiêm chủng tối ưu, chế tạo vắc-xin và cung cấp các dịch vụ tiêm chủng. 

Và bất ngờ thay, việc truyền thông “thổi phồng” tầm quan trọng của việc tiêm phòng cúm hàng năm lại hoàn toàn có cơ sở khoa học dựa trên hiểu biết của chúng ta về quá trình tiến hóa. 

Mỗi năm, các nhà khoa học trên toàn cầu đều nỗ lực dự đoán các chủng cúm mà họ cho là sẽ lây lan rộng nhất trong năm tới. Họ đưa ra các dự đoán này dựa trên cách các chủng cúm đó đã tiến hóa theo thời gian và qua một vài mùa cúm gần đây. Sau đó, họ sẽ nghiên cứu để chế tạo ra loại vắc-xin hiệu quả nhất để chống lại các chủng đã được chọn. 

Nhưng trớ trêu thay, các loại virus thường tiến hóa rất nhanh. Điều này đã đặt ra một thách thức vô cùng lớn: vắc-xin được phát triển để chống lại chủng cúm năm ngoái có thể không còn hiệu quả để chống lại chủng cúm năm tới. Virus cúm chỉ đơn giản là đang tiến hóa.

Đây là một đặc điểm quan trọng cần phải ghi nhớ: một gen quy định một đặc điểm cụ thể có thể có nhiều alen mã hóa cho các biến thể khác nhau liên quan đến đặc điểm đó. Ví dụ, trong hệ thống nhóm máu ABO ở người, có ba alen xác định loại carbohydrate cụ thể sẽ xuất hiện trên bề mặt hồng cầu, từ đó tạo thành một nhóm máu. 

Tần số alen (hay tần số gen) là mức độ phổ biến của một alen bên trong một quần thể. Từ đầu tới giờ, quá trình tiến hóa được định nghĩa là sự thay đổi về kiểu hình của sinh vật đó. Nhưng sự thay đổi này lại liên quan mật thiết đến câu chuyện di truyền. 

Trong di truyền học quần thể, tiến hóa là sự thay đổi tần số alen bên trong một quần thể. 

Tần số alen bên trong một quần thể nhất định có thể thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố môi trường; do đó, một số alen sẽ trở nên phổ biến hơn những alen khác trong quá trình chọn lọc tự nhiên, từ đó có thể làm thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể. 

Ví dụ, nếu một alen nào đó cho ra một kiểu hình cho phép cá thể đó sống sót tốt hơn hoặc có thể sinh sản nhiều hơn. Bởi vì thế hệ sau cũng sẽ mang theo những alen có lợi, chúng sẽ sinh ra nhiều con hơn nữa cũng mang alen đó. Theo thời gian, alen này sẽ lan rộng ra khắp quần thể – nghĩa là mọi cá thể trong quần thể này sẽ mang theo alen đó.

Nhưng đôi khi, tần số alen trong một quần thể lại thay đổi hoàn toàn ngẫu nhiên mà không mang lại bất kỳ lợi thế nào. Đây là hiện tượng trôi dạt di truyền. 

Thực tế, chọn lọc tự nhiên và trôi dạt di truyền thường xảy ra đồng thời và rất khó để xác định được quá trình nào đã bắt đầu và đang chiếm ưu thế. Vì thế, chúng ta gọi một sự kiện làm “khởi phát” sự thay đổi tần số alen trong một phần riêng biệt của quần thể là hiệu ứng người sáng lập.

Di truyền học quần thể

Như vậy, chọn lọc tự nhiên, trôi dạt di truyền và hiệu ứng người sáng lập chỉ có thể tác động lên các đặc điểm di truyền, cụ thể là mã gen của sinh vật. Vì các alen được truyền từ cha mẹ sang con cái nên những alen mang lại các đặc điểm hoặc hành vi có lợi sẽ được “chọn lọc” trong khi các alen có hại thì không. Và chúng ta gọi sự đa dạng của alen và kiểu gen trong một quần thể là biến dị di truyền. 

Khi con người tham gia vào việc nhân giống một loài, chúng ta đang cố gắng làm tăng biến dị di truyền của quần thể để có thể giữ được (hoặc tạo ra) càng nhiều sự đa dạng kiểu hình càng tốt. Điều này cũng giúp giảm thiểu các rủi ro liên quan đến giao phối cận huyết – tức là sự giao phối giữa các cá thể có quan hệ huyết thống gần gũi – có thể tạo ra một tập hợp các đột biến lặn có hại, dẫn đến dị tật bẩm sinh và dễ mắc bệnh. 

Ví dụ, một bệnh do alen lặn hiếm gặp gây ra có thể tồn tại bên trong một quần thể, nhưng nó chỉ biểu hiện ra ngoài kiểu hình khi một cá thể mang theo hai bản sao của alen đó. Bởi vì alen này hiếm gặp trong một quần thể bình thường, khỏe mạnh với môi trường sống không bị hạn chế, nên khả năng hai cá thể mang alen này giao phối với nhau là thấp, và ngay cả khi đó, chỉ có 25% con cái của chúng sẽ thừa hưởng alen gây bệnh từ cả hai bố mẹ. Mặc dù điều này có thể xảy ra vào một thời điểm nào đó trong tương lai nhưng nó sẽ không xảy ra đủ nhiều để chọn lọc tự nhiên có thể nhanh chóng loại bỏ alen đó khỏi quần thể, và kết quả là alen đó duy trì ở mức độ thấp trong vốn gen. 

Tuy nhiên, nếu một gia đình mang gen bệnh bắt đầu giao phối với nhau, điều này sẽ làm tăng đáng kể khả năng hai người mang gen bệnh giao phối và cuối cùng sinh ra con cái mắc bệnh, một hiện tượng được gọi là suy giảm do giao phối cận huyết.

Nhưng tiến hóa thì lại rất “mù mờ” – nó không biết mình sẽ phải tránh xa hiện tượng suy giảm này. Vậy thì làm thế nào mà các loài sinh vật trên Trái Đất này lại có thể phát triển mạnh mẽ đến như vậy?

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa

Lý thuyết chọn lọc tự nhiên bắt nguồn từ việc một số cá thể trong quần thể sẽ có khả năng sống sót lâu hơn và sinh sản nhiều hơn so với những cá thể khác; do đó, chúng sẽ truyền lại nhiều gen tốt hơn cho thế hệ tiếp theo. 

Ví dụ, một con khỉ đột đực to lớn và mạnh mẽ sẽ có nhiều khả năng trở thành con đầu đàn và giao phối nhiều hơn hẳn so với các con đực khác trong quần thể. Dĩ nhiên ,con đầu đàn này sẽ sinh ra nhiều con hơn nữa và những đứa con này rất có khả năng cũng sẽ lớn hơn và mạnh mẽ hơn giống như cha của chúng. Theo thời gian, các gen “mã hóa” cho kiểu hình “đô con” sẽ xuất hiện ngày càng nhiều trong quần thể; và kết quả là quần thể sẽ ngày càng lớn hơn. 

Một cách khác mà tần số alen (hay kiểu gen) trong quần thể có thể thay đổi là sự trôi dạt di truyền. Do ngẫu nhiên, một số cá thể sẽ có nhiều con hơn những cá thể khác – không phải do lợi thế được tạo ra bởi một đặc điểm di truyền nào đó, mà chỉ đơn giản là vì một con đực tình cờ ở đúng chỗ và đúng lúc; hoặc vì con đực kia tình cờ ở sai chỗ vào sai thời điểm.

Ngoài ra, các thảm họa tự nhiên như động đất có thể giết chết một số lượng lớn cá thể một cách ngẫu nhiên, từ đó làm khuếch đại hiện tượng trôi dạt di truyền. Đây được gọi là hiệu ứng thắt cổ chai – một hiện tượng đột ngột xóa sổ một phần lớn vốn gen. Ngay lập tức, các đặc điểm di truyền của những kẻ sống sót bỗng chốc trở thành cấu trúc di truyền của toàn bộ quần thể – khi mà những đặc điểm này có thể chỉ là thiểu số bên trong quần thể trước thảm họa.

Một kịch bản khác mà quần thể có thể chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hiện tượng trôi dạt di truyền là khi một phần của quần thể rời đi để thành lập một quần thể mới ở một địa điểm khác hoặc khi một rào cản vật lý chia cắt quần thể. Trong tình huống này, những cá thể đó có thể là thiểu số trong quần thể ban đầu, từ đó dẫn đến hiệu ứng người sáng lập. 

Đây được coi là một yếu tố rất quan trọng trong lịch sử di truyền của người Afrikaner, những người định cư gốc Hà Lan ở Nam Phi với bằng chứng là có một loại đột biến xuất hiện rất nhiều ở người Afrikaner nhưng lại rất hiếm gặp ở hầu hết các quần thể khác. Điều này có lẽ là do tỷ lệ những người định cư ban đầu tại nơi đây đã mang trong mình những đột biến này cao hơn mức bình thường. Kết quả là, quần thể này có tỷ lệ mắc bệnh Huntington (HD) và thiếu máu Fanconi (FA) cao bất thường, một rối loạn di truyền được biết là gây ra các bất thường về tủy xương và bẩm sinh – thậm chí là ung thư.

Một yếu tố quan trọng khác cần phải kể đến đó chính là quá trình luân chuyển gen: sự luân chuyển các alen vào và ra khỏi một quần thể do sự di cư của các cá thể hoặc giao tử. Ví dụ, nhiều loài thực vật gửi phấn hoa của chúng đi xa thông qua gió hoặc chim để thụ phấn cho các cá thể khác cùng loài ở một vùng đất xa xôi nào đó. Ngay cả một quần thể ban đầu nhìn thì có vẻ ổn định, chẳng hạn như một đàn sư tử, cũng có thể trải qua sự di cư và nhập cư khi những con đực đang phát triển rời bỏ bố mẹ của chúng để tìm kiếm một đàn mới với những “người tình” không có quan hệ di truyền. 

Đột biến – những thay đổi trong DNA của sinh vật – cũng là một yếu tố then chốt trong quá trình tạo nên sự đa dạng trong quần thể. Các loài tiến hóa là do quá trình tích lũy những đột biến theo thời gian. Sự xuất hiện của các đột biến mới là cách phổ biến nhất để tạo ra những biến dị kiểu gen và kiểu hình mới. Những đột biến có hại sẽ nhanh chóng bị loại bỏ khỏi quần thể bởi chọn lọc tự nhiên (tức là cá thể ấy sẽ chết trước khi kịp sinh sản và sẽ chẳng thể nào truyền gen có hại này cho thế hệ tiếp theo). 

Ngược lại, những đột biến có lợi sẽ lan rộng trong quần thể. Việc một đột biến có lợi hay có hại được xác định bởi việc nó có giúp cho sinh vật sống sót đến tuổi trưởng thành để sinh sản hay không. 

Dẫu vậy, gen không phải là yếu tố duy nhất quyết định sự đa dạng của quần thể. Các yếu tố khác, chẳng hạn như môi trường, cũng có thể ảnh hưởng đến kiểu hình. Ví dụ, người đi biển thường có làn da sẫm màu hơn người sống ở thành phố do thường xuyên tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. 

Đối với một số loài, môi trường thậm chí có thể quyết định đến giới tính của một loài. Ví dụ, một số loài rùa và các loài bò sát khác có cơ chế xác định giới tính phụ thuộc vào nhiệt độ – có nghĩa là cá thể phát triển thành con đực nếu trứng của chúng được ấp trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, hoặc phát triển thành con cái ở một phạm vi nhiệt độ khác. 

Sự phân tách về mặt địa lý cũng có thể dẫn đến sự khác biệt về kiểu hình giữa các quần thể. Ví dụ, các loài động vật máu nóng có xu hướng cao lớn hơn những sinh vật ở những vùng khí hậu lạnh. Đây là hiện tượng biến thiên theo vĩ độ. 

Ngược lại, các loài thực vật có hoa có xu hướng nở hoa vào những thời điểm khác nhau tùy thuộc vào vị trí của chúng dọc theo sườn núi. Đây là hiện tượng biến thiên theo độ cao.

Quá trình tiến hóa thích nghi

Tổng hợp lại, chọn lọc tự nhiên sẽ tác động lên các đặc điểm di truyền của quần thể: 

• chọn lọc các alen có lợi cho phép sinh vật thích nghi với môi trường, từ đó làm tăng mức độ phổ biến của chúng bên trong quần thể
• đồng thời loại bỏ các alen có hại và do đó làm giảm mức độ phổ biến của chúng. 

Quá trình này được gọi là tiến hóa thích nghi.

Tuy nhiên, chọn lọc tự nhiên sẽ tác động lên toàn bộ sinh vật chứ không phải lên một kiểu gen riêng lẻ. Ví dụ, một sinh vật có thể mang kiểu gen rất có lợi, chẳng hạn như khả năng sinh sản, nhưng nếu cá thể đó cũng mang một kiểu gen dẫn đến một căn bệnh gây tử vong sớm thì kiểu hình làm gia tăng khả năng sinh sản đó sẽ không được truyền sang thế hệ tiếp theo – vì nó đã chết trước khi đến tuổi sinh sản. 

Như vậy, chọn lọc tự nhiên sẽ “chọn” ra những cá thể có đóng góp lớn hơn vào vốn gen của thế hệ tiếp theo. Đây chính là khả năng tiến hóa thích nghi của sinh vật.

Có rất nhiều cách mà chọn lọc tự nhiên có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng di truyền trong quần thể, đầu tiên đó chính là chọn lọc ổn định.

Ví dụ, trong một quần thể chuột sống trong rừng, chọn lọc tự nhiên sẽ ưu tiên những con chuột có khả năng “trà trộn” tốt nhất với nền rừng và ít bị kẻ săn mồi phát hiện. Giả sử mặt đất có màu nâu khá đồng nhất, những con chuột có bộ lông gần giống màu đó nhất sẽ có nhiều khả năng sống sót và sinh sản, truyền lại gen “mã hóa” ra màu lông nâu của chúng. 

Ngược lại, những con chuột mang kiểu gen khiến chúng có màu lông nổi bật hơn so với mặt đất sẽ dễ trở thành nạn nhân của kẻ săn mồi. Kết quả của quá trình chọn lọc này đó chính là sự đa dạng di truyền của quần thể này sẽ giảm đi.

Khi môi trường thay đổi, một quần thể thường trải qua quá trình chọn lọc định hướng. 

Một ví dụ kinh điển về loại chọn lọc này đó chính là quá trình tiến hóa của loài bướm tiêu ở Anh thế kỷ XVIII và XIX. Trước Cách mạng Công nghiệp, loài bướm này chủ yếu có màu sáng, cho phép chúng hòa lẫn với cây cối và địa y có màu sáng. Tuy nhiên, khi muội than bắt đầu thải ra từ các nhà máy, cây cối bắt đầu trở nên tối màu hơn và những con bướm màu sáng lại dễ bị chim săn mồi phát hiện hơn. Theo thời gian, số lượng bướm đen tăng lên vì chúng có tỷ lệ sống sót cao hơn trong môi trường sống bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm không khí do sắc tối của chúng dễ hòa lẫn với cây cối đang phủ muội than hơn. Kết quả của loại chọn lọc này đó chính là sự dịch chuyển của quần thể hướng tới một kiểu hình mới và phù hợp hơn.

Đôi khi, hai hoặc nhiều kiểu hình khác biệt lại có những lợi thế riêng của nó trong khi các kiểu hình trung gian lại chẳng có lợi thế nào nổi bật. Đây được gọi là chọn lọc đa dạng hóa. 

Hiện tượng này xảy ra rất phổ biến ở các quần thể động vật có nhiều các dạng cá thể đực khác nhau. Những con đực đầu đàn to lớn sẽ sử dụng vũ lực để giành lấy bạn tình trong khi những con đực nhỏ hơn có thể lẻn vào giao phối lén lút với con cái trong lãnh thổ của con đực đầu đàn. Trong trường hợp này, cả con đực đầu đàn và con đực “lén lút” đều có những thủ thuật của riêng nó – nhưng những con đực cỡ trung bình lại không thể vượt qua con đực đầu đàn và lại quá lớn để có thể giao phối lén lút, sẽ bị chọn lọc tự nhiên loại bỏ. 

Một loại chọn lọc khác, chọn lọc phụ thuộc tần số, lại ưu tiên các kiểu hình rất phổ biến hoặc rất hiếm. Loại chọn lọc này đã xảy ra ở một nhóm thằn lằn ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương. Thằn lằn đốm đực có ba kiểu màu cổ họng: cam, xanh lam và vàng. Mỗi con thằn lằn này lại có một chiến lược sinh sản khác nhau: con đực màu cam mạnh nhất và có thể chiến đấu với những con đực khác để có thể giành lấy bạn tình. Con đực màu xanh lam có kích thước trung bình và tạo thành mối liên kết cặp đôi bền chặt với bạn tình của chúng. Con đực màu vàng nhỏ nhất và trông hơi giống con cái, điều này cho phép chúng có thể giao phối lén lút. 

Giống như trong trò chơi oẳn tù tì, màu cam (kéo) thắng màu xanh lam (lá), màu xanh lam thắng màu vàng (đấm), và màu vàng (đấm) thắng màu cam (kéo) trong cuộc đua tranh giành lấy con cái: Những con thằn lằn màu cam to lớn, khỏe mạnh có thể đánh đuổi những con thằn lằn màu xanh để giao phối với vợ của chúng trong khi những con thằn lằn màu xanh lại thành công trong việc bảo vệ bạn tình của mình khỏi những con thằn lằn màu vàng lén lút giao phối – và những con thằn lằn màu vàng có thể lén lút giao phối với bạn tình của những con thằn lằn màu cam to lớn.

Trong kịch bản này, chọn lọc tự nhiên ưu tiên những con thằn lằn màu cam khi những con thằn lằn màu xanh chiếm ưu thế trong quần thể. Con thằn lằn màu xanh sẽ phát triển mạnh khi quần thể chủ yếu là con thằn lằn màu vàng, và con thằn lằn màu vàng sẽ lên ngôi khi con thằn lằn màu cam chiếm số lượng nhiều nhất. 

Không dừng lại ở đây, con đực và con cái của một số loài thường có kiểu hình rất khác nhau. Ví dụ, con đực thường lớn hơn, có nhiều màu sắc và có nhiều phụ kiện trang trí cầu kỳ hơn (như đuôi chim công). Chúng ta gọi những khác biệt này là dị hình giới tính. Điều này có nghĩa là một số con đực – thường là những con đực lớn hơn, khỏe hơn hoặc được trang trí nhiều hơn – được giao phối nhiều hơn. Và sự biến đổi về khả năng sinh sản này đã tạo ra áp lực chọn lọc mạnh mẽ giữa các con đực để có được những lần giao phối đó, dẫn đến sự tiến hóa về kích thước cơ thể lớn hơn hay những món đồ trang trí cầu kỳ để thu hút sự chú ý của con cái.

Sự khác biệt về giới tính rất đa dạng giữa các loài, và một số loài thậm chí còn đảo ngược vai trò giới tính – tức là con cái mang theo những dị hình giới tính. Và đây được gọi là hiện tượng chọn lọc giới tính – một quá trình có thể dẫn đến sự phát triển các đặc điểm giới tính không có lợi cho khả năng sống sót của cá thể đó nhưng lại giúp tối đa hóa khả năng sinh sản của nó. 

Chọn lọc giới tính có thể mạnh mẽ đến mức nó có thể chọn ra những đặc điểm thực sự có hại cho khả năng sống sót của cá thể đó. Hãy nghĩ về cái đuôi của con công. Mặc dù nó rất đẹp và con đực có đuôi lớn nhất và sặc sỡ nhất sẽ có rất nhiều khả năng giành được con cái nhưng cái đuôi này sẽ dễ làm cho nó bị kẻ săn mồi phát hiện và tóm được dễ dàng hơn. 

Nhưng trớ trêu thay, có một số bằng chứng cho thấy rủi ro này lại chính là lý do giải thích cho việc con cái rất thích những chiếc đuôi lớn này. Một giả thuyết cho rằng vì chiếc đuôi lớn mang theo những rủi ro như trên thì chỉ những con đực khỏe mạnh nhất mới sống sót. Đây chính là nguyên tắc bất lợi.

Bên cạnh đó, một giả thuyết khác lại cho rằng con đực phát triển những đặc điểm nổi bật này là để thể hiện khả năng trao đổi chất hiệu quả hoặc khả năng chống lại bệnh tật của chúng. Con cái sau đó chọn những con đực có đặc điểm nổi bật này vì điều này là chỉ báo cho sự ưu việt về mặt di truyền của chúng, và chúng sẽ truyền lại điều đó cho những đứa con của mình. 

Theo cả nguyên tắc bất lợi và giả thuyết gen tốt, đặc điểm này là một tín hiệu uy tín nhất về “chất lượng” của con đực, từ đó giúp con cái tìm được bạn đời phù hợp nhất – những con đực sẽ truyền lại những gen tốt nhất của chúng cho những đứa con của chúng.

Như vậy, chúng ta có thể thấy rằng, chọn lọc tự nhiên chính là động lực then chốt thúc đẩy quá trình tiến hóa và có thể tạo ra các quần thể thích nghi tốt hơn để tồn tại và sinh sản thành công trong môi trường của chúng. 

Tuy nhiên, chọn lọc tự nhiên không thể tạo ra những sinh vật hoàn hảo. Chọn lọc tự nhiên chỉ có thể chọn lọc dựa trên sự đa dạng hiện có trong quần thể. Nó không tạo ra bất cứ thứ gì từ con số 0. Do đó, nó bị giới hạn bởi sự đa dạng di truyền hiện có của quần thể và bất kỳ alen mới nào phát sinh thông qua đột biến và trao đổi gen.

Quá trình chọn lọc tự nhiên cũng bị hạn chế ở cấp độ cá thể chứ không phải cấp độ alen, và một số alen liên kết với nhau do chúng nằm gần nhau trong bộ gen khiến chúng có nhiều khả năng được truyền đi cùng nhau. Bất kỳ cá thể nào cũng có thể mang một số alen có lợi và một số alen bất lợi. Chính hiệu ứng tổng thể của các alen, hay khả năng thích nghi của sinh vật, mới chính là yếu tố mà chọn lọc tự nhiên có thể tác động. Kết quả là, các alen tốt có thể bị mất đi nếu những cá thể mang chúng cũng có một số alen xấu vượt trội hơn. Tương tự, các alen xấu có thể được giữ lại nếu những cá thể có đủ alen tốt để mang lại những lợi thế về khả năng thích nghi tổng thể.

Cuối cùng, điều quan trọng cần phải hiểu là không phải tất cả quá trình tiến hóa đều mang tính thích nghi. Trong khi chọn lọc tự nhiên “chọn” ra những cá thể khỏe mạnh nhất và thường hướng đến một quần thể khỏe mạnh hơn thì các lực lượng tiến hóa khác, bao gồm quá trình trôi dạt gen và trao đổi gen, thường làm điều ngược lại: đưa các alen có hại vào vốn gen của quần thể. Tiến hóa không có mục đích nào cả – nó hướng một quần thể đến một hình mẫu lý tưởng nào đó đã được định sẵn. Nó chỉ đơn giản là kết quả của hàng tá các yếu tố khác nhau ở bên trên tổng hòa với nhau và cách chúng ảnh hưởng đến sự đa dạng di truyền và kiểu hình của quần thể.

Và chúng ta có thể thấy rằng, thuật toán tiến hóa không hề thay đổi. Thứ luôn thay đổi ở đây đó chính là vấn đề cần phải giải quyết.

Vào khoảng 7 triệu năm trước, một vấn đề đã được đặt ra cho một nhóm linh trưởng ở châu Phi – một vấn đề đã làm cho toàn bộ lịch sử của Trái Đất rẽ sang một hướng hoàn toàn mới.

3. Vấn đề đầu tiên đặt ra cho loài linh trưởng

Nếu hôm nay bạn bị đau lưng thì thủ phạm không phải là chiếc ghế trong văn phòng hay tuổi tác. Thủ phạm thật sự đã xuất hiện từ rất rất lâu trước đó.

Nó xuất hiện vào ngày mà tổ tiên của chúng ta đứng dậy và đi bằng hai chân.

Đây dường như có vẻ là một ý tưởng vô cùng tuyệt vời: Hai bàn tay lúc này sẽ được giải phóng, từ đó chúng ta có thể mang theo thức ăn, cầm nắm các loại vật dụng, bế con, chế tạo các loại công cụ hay có thể nhìn xa hơn trên đồng cỏ. Một bản nâng cấp quá hời có phải không?

Không hẳn.

Hãy quay ngược thời gian khoảng 7 triệu năm trước. Lúc ấy, tổ tiên của bạn vẫn chỉ là những loài linh trưởng nhỏ sống chủ yếu trong các khu rừng ở châu Phi. Nếu lúc đó bạn nhìn thấy chúng, chắc chắn bạn sẽ không hề nghĩ rằng đây chính là tổ tiên của mình: Chúng có rất nhiều lông. Não nhỏ. Đi bằng bốn chân. Không biết chế tạo công cụ. Không biết nói. Không biết sử dụng lửa. Không biết mình là ai và không có bất kỳ dấu hiệu nào báo trước rằng hàng triệu năm sau, hậu duệ của chúng sẽ xây dựng nên một nền văn minh làm thay đổi toàn bộ Trái Đất.

Thế rồi thế giới đã thay đổi – không phải chúng thay đổi trước mà môi trường đã thay đổi trước (tiến hóa gần như luôn luôn bắt đầu với một câu chuyện về môi trường)

Khí hậu ở châu Phi dần trở nên khô hơn. Những cánh rừng liên tục bị thu hẹp, từ đó làm lộ ra các khoảng trống ngày càng lớn. Đối với một loài sống rất nhiều trên cây, đây quả nhiên là một tin rất xấu: Mỗi lần muốn sang cụm cây kế tiếp, chúng sẽ phải đặt chân xuống đất. 

Càng ngày, quãng đường đi bộ càng trở nên xa hơn, lâu hơn và thường xuyên hơn. Và trong hàng nghìn cá thể sinh vật này đã tồn tại những khác biệt rất rất nhỏ: Có con đứng thẳng tốt hơn một chút. Có con hông lại linh hoạt hơn một chút. Có con lại có đầu gối chịu lực tốt hơn một chút hay có con mang theo bàn chân ổn định hơn một chút…

Những khác biệt này vốn dĩ chẳng có ý nghĩa gì khi cả đời loài linh trưởng này chỉ chuyền từ cành này sang cành khác. Nhưng khi khoảng cách giữa các khu rừng ngày càng lớn, những “đột biến” vô dụng này bỗng chốc trở thành một lợi thế – không phải là một lợi thế khổng lồ. Chỉ là đủ để đi thêm vài trăm mét. Đủ để mang thêm chút thức ăn. Đủ để sống sót qua một mùa khô. Đủ để có thêm con.

Trong cuộc chơi sinh tồn tàn khốc trên Trái Đất này, “hoàn hảo” là hoàn toàn không cần thiết, thậm chí là thiếu thực tế. Chỉ cần “đủ” thôi là được rồi. Và đây chính là điều khiến cho chọn lọc tự nhiên trở nên rất tàn nhẫn và tối ưu. Nó không cố gắng trả lời câu hỏi “Đâu là sinh vật hoàn hảo nhất?”. Nó chỉ hỏi: “Đâu chính là kẻ sống sót cuối cùng?”

Qua hàng chục nghìn rồi hàng trăm nghìn rồi hàng triệu thế hệ, những thay đổi rất rất nhỏ này bắt đầu được tích lũy. Giống như mỗi năm bạn chỉ tiết kiệm được một đồng, bạn sẽ chẳng cảm thấy bất kỳ sự khác biệt gì. Nhưng nếu bạn làm việc đó suốt cả đời, khoản tiền thu được sẽ lớn đến mức chính bạn cũng phải ngạc nhiên.

Tiến hóa cũng vận hành chính xác như vậy. Không có bất kỳ cú nhảy thần kỳ nào – Chỉ có những khoản “lãi kép” của những thay đổi rất nhỏ.

Ngay bây giờ, nếu như bạn nhìn xuống đôi chân mình thì bạn sẽ thấy toàn bộ lịch sử tiến hóa vẫn còn ngay ở đó: Đầu gối của bạn không bị khóa cứng lại như nhiều loài thú bốn chân. Xương chậu của bạn ngắn và rộng hơn để giữ thăng bằng khi đứng. Bàn chân có một vòm cong hoạt động như chiếc lò xo giúp mỗi bước đi tiết kiệm năng lượng hơn…Tất cả những chi tiết này đều là những “bản vá” – không có bộ phận nào bị tháo bỏ hoàn toàn – chỉ có sửa, sửa và tiếp tục sửa.

Đây cũng chính là lý do cột sống của bạn ngày nay mang hình chữ S – một giải pháp khá thông minh để giữ thăng bằng khi đi bằng hai chân nhưng đồng thời nó cũng tạo ra áp lực rất lớn lên các đĩa đệm. Đó là lý do hàng triệu người hiện đại phải sống chung với căn bệnh đau lưng.

Đây không phải là một lỗi trong quá trình tiến hóa – chọn lọc tự nhiên không thể xóa đi một sinh vật rồi làm lại nó từ đầu. Nó chỉ được phép chắp vá trên phiên bản đang hoạt động – giống như việc bạn phải tiến hành nâng cấp một chiếc máy bay trong lúc nó vẫn đang bay vèo vèo trên độ cao hàng nghìn mét.

Tới đây, chúng ta đã có thể truy xuất về nguồn gốc của chính mình đến một giống loài rất xa xưa được gọi là Australopithecus (có nghĩa là vượn cổ phương Nam) sinh sống ở Đông và Nam Phi từ 2,5 đến 4 triệu năm trước với Lucy là một ví dụ tiêu biểu nhất.

Giống như chúng ta, các thành viên của loài afarensis của Lucy (được đặt tên theo vùng Afar ở Đông Phi, nơi cô được tìm thấy) có khả năng đứng thẳng, đi lại và rất có thể đã biết sử dụng công cụ. Tuy nhiên, loài này vẫn còn có nhiều lông như tinh tinh, ngón tay và cánh tay vẫn rất phù hợp để leo cây và bộ não chỉ bằng 1/3 kích thước của chúng ta. 

Và khi đôi tay của tổ tiên bạn bắt đầu trở nên rảnh rang hơn, đôi tay ấy đã ngày càng trở nên “bận rộn”: Mang theo con non. Nhặt cành cây này. Nhặt hòn đá kia…Những việc nhìn chung là chẳng có mục đích gì cả.

Nhưng giống như mọi “bản vá” khác trong lịch sử tiến hóa, chúng sẽ mở đường cho một phiên bản nâng cấp lớn hơn rất nhiều. Một ngày nào đó, chính đôi tay ấy sẽ học cách chế tạo ra các loại công cụ.

Và lần đầu tiên trong lịch sử Trái Đất, một sinh vật đã bắt đầu học cách thay đổi thế giới thay vì chỉ thích nghi với nó.

4. Bàn tay ta làm nên tất cả

Bây giờ, bạn hãy thử đặt chiếc điện thoại xuống rồi lại cầm nó lên một lần nữa. Chắc chắn là bạn sẽ không nghĩ nhiều về động tác này: Ngón cái giữ một bên trong khi bốn ngón còn lại ôm lấy mặt sau – một động tác quá đỗi bình thường và đơn giản đến nỗi bạn gần như không nhận ra rằng đây là một trong những chuyển động tinh vi nhất trong thế giới động vật.

Để hiểu được mức độ phức tạp của chuyển động vừa rồi, hãy thử tưởng tượng một con ngựa, một con hươu, một con cá sấu hay một con mèo thực hiện một chuyển động tương tự. Đây chắc chắn là một điều không thể – không phải vì chúng kém thông minh, mà là vì chúng không có đôi tay của bạn.

Thế nhưng, đôi tay của bạn không hề được “thiết kế” để cầm điện thoại, cầm bút, chơi piano, thực hiện các cuộc phẫu thuật tỉ mỉ…nó được “thiết kế” để phục vụ cho một mục đích khác.

Khoảng vài triệu năm sau khi tổ tiên của bạn bắt đầu đi bằng hai chân, hai bàn tay của họ đã bị “thất nghiệp” – chúng không còn phải chống xuống đất để bước đi nữa. Lần đầu tiên trong hàng trăm triệu năm lịch sử, một loài động vật có xương sống đã có một cặp chi trước được giải phóng gần như hoàn toàn khỏi nhiệm vụ di chuyển.

Bỗng chốc, tiến hóa đã có một “món đồ chơi” mới.

Nhưng hãy nhớ rằng, tiến hóa không biết điều này. Nó chỉ tiếp tục làm đúng ba bước mà nó đã làm suốt gần 4 tỷ năm qua: Một đột biến xuất hiện – Môi trường sẽ tiến hành thử nghiệm tính năng mới này – “Quyết định” nên giữ lại hay loại bỏ tùy thuộc vào mức độ phù hợp với môi trường xung quanh.

Trải qua hàng nghìn thế hệ, sẽ có những cá thể cầm nắm đồ vật chắc hơn một chút. Có những cá thể có khả năng điều khiển các ngón tay chính xác hơn một chút. Có những cá thể sẽ có ngón cái dài hơn một chút hay có những cá thể sẽ có cổ tay linh hoạt hơn một chút…Những sự khác biệt này là rất rất nhỏ, nhưng khi những sự khác biệt này đã được tích lũy tới một mức độ nhất định – một điều kỳ diệu đã xảy ra.

Một hòn đá không còn chỉ còn là một hòn đá – nó có thể dùng để đập vỡ các vỏ hạt cứng.

Một cành cây không còn chỉ là cành cây – nó có thể dùng để moi côn trùng khỏi thân gỗ.

Một mảnh xương không còn chỉ là một mảnh xương – nó có thể trở thành dụng cụ để đào bới.

Lần đầu tiên trong lịch sử, một sinh vật không chỉ còn “bị động” thích nghi với môi trường xung quanh bằng cách chờ đợi cơ thể tạo ra một đột biến hên xui nào đó. Nó bắt đầu thích nghi bằng cách chủ động thay đổi môi trường xung quanh

Đây là một cuộc cách mạng bởi vì cơ thể tiến hóa rất chậm: Muốn có một ngón tay dài hơn thì chúng ta sẽ phải trải qua hàng chục nghìn thế hệ, nhưng để có được một cây gậy dài hơn thì chỉ mất vài phút.

Lần đầu tiên, sự sống đã tìm ra một cách khác để thích nghi mà không cần phải chờ DNA thay đổi. Bạn không cần phải mọc thêm móng vuốt để cắt gọt hoa quả – bạn sẽ mua một con dao. Khi trời lạnh bạn không cần phải mọc thêm một lớp lông dày – bạn chỉ cần mặc áo khoác vào. Bạn không cần phải chạy nhanh hơn – bạn hoàn toàn có thể sử dụng ô tô hoặc xe máy.

Và những cá thể đầu tiên bắt đầu sử dụng các công cụ bằng đá thuộc về một giống người cổ mà ngày nay chúng ta gọi là Homo habilis, xuất hiện vào khoảng 2,4 – 1,4 triệu năm trước. Cái tên này có nghĩa là “Người khéo tay”

Lần đầu tiên, khả năng sinh tồn của một loài không còn nằm hoàn toàn bên trong cơ thể – nó nằm ở thứ mà cơ thể đang tạo ra. Nếu như một con báo chết, mọi kinh nghiệm săn mồi của nó sẽ biến mất hoàn toàn và con non sẽ phải học lại từ đầu.

Nhưng nếu một người đã chết thì chiếc rìu đá vẫn còn ở đó. Người khác có thể nhặt lên, quan sát, bắt chước và cải tiến. Và thế là các kiến thức bắt đầu có khả năng sống lâu hơn chính người tạo ra nó – thứ mà sau này chúng ta gọi là văn hóa.

Nhưng vẫn còn một “bản vá” lớn hơn nữa sắp xuất hiện – nó nằm ở bên trong ngọn lửa. Chỉ một ngọn lửa nhỏ thôi nhưng nó đã thay đổi tiến trình phát triển của loài người nhiều hơn hết thảy các loại đột biến gen trong lịch sử loài người. 

Bắt đầu từ khoảnh khắc này, tiến hóa không chỉ còn diễn ra bên trong cơ thể. Nó bắt đầu diễn ra xung quanh bữa tối.

5. Cách mà các bữa tối đã “viết” nên cuộc đời bạn

Tối nay bạn sẽ ăn gì?

Cơm? Phở? Bánh mì hay chỉ là một quả trứng chiên?

Dù là món gì đi chăng nữa thì bạn gần như sẽ không phải làm một việc mà phần lớn các sinh vật trên Trái Đất ngày nay vẫn phải làm mỗi ngày: Nhai hàng giờ.

Một con tinh tinh trưởng thành có thể dành từ 5 tới 6 giờ mỗi ngày chỉ để nhai – không phải là vì chúng thích làm như vậy – mà là vì thức ăn sống rất khó để xử lý. Lá cây thì dai, rễ thì cứng, thịt sống rất khó tiêu.

Nhưng chúng ta thì khác: Một bát cơm nóng; một củ khoai luộc hay một món bánh mì mềm mại…Tất cả đều rất dễ nhai, dễ nuốt và dễ tiêu hóa. Hiện tượng này trở nên bình thường đến mức chúng ta đã quên đi một sự thật rằng: Thức ăn của bạn đã được “tiêu hóa” một phần trước khi được bỏ vào miệng.

Không phải bởi dạ dày, mà là bởi lửa.

Đã từng có một thời điểm trong lịch sử việc kiểm soát lửa gần như là một bước nhảy vọt có tầm quan trọng ngang với việc phát minh ra nông nghiệp hay máy tính, không phải là vì lửa giúp sưởi ấm hay xua thú dữ. Nó đã làm một việc còn quan trọng hơn: Nó giúp biến thức ăn thành thứ mà cơ thể bạn có thể dễ dàng thu thập năng lượng hơn.

Nấu chín thức ăn dù không làm tăng tổng số năng lượng thu được, nhưng một điều chắc chắn là cơ thể sẽ chỉ cần bỏ ít công sức hơn rất nhiều để lấy được số năng lượng ấy.

Đây chính là lúc tiến hóa tiếp tục nhìn thấy một cơ hội: Nếu thức ăn đã trở nên dễ tiêu hơn thì có lẽ bạn cũng sẽ chẳng cần đến một bộ hàm khổng lồ, những chiếc răng quá khổ nữa hay một hệ tiêu hóa dài và tốn năng lượng như trước nữa. Năng lượng tiết kiệm được sẽ được sử dụng vào việc khác.

Và có một cơ quan lúc nào cũng “khát năng lượng”. Đó chính là não.

Não người chỉ chiếm khoảng 2% tổng trọng lượng của cơ thể, nhưng khi bạn đang ngồi đọc bài viết này thì nó đang tiêu thụ khoảng 20% tổng năng lượng mà cơ thể sử dụng. Đây quả là một nghịch lý bởi tiến hóa vốn dĩ rất tằn tiện.

Vậy thì tại sao nó lại chấp nhận nuôi một cơ quan “đắt đỏ” đến như vậy?

Bởi vì vai trò của bộ não là rất quan trọng trong cuộc chiến sinh tồn khốc liệt trên Trái Đất: Một cá thể nhớ nơi có nước, biết chế tạo công cụ tốt hơn, biết phối hợp thu thập lương thực hay dự đoán nguy hiểm sẽ có cơ hội sống sót cao hơn. Và như chúng ta đã biết, chọn lọc tự nhiên không quan tâm bạn thông minh đến đâu. Nó chỉ quan tâm:

Bạn có sống sót đủ lâu để có thể sinh ra thế hệ sau hay không?

Nếu câu trả lời là có thì khoản đầu tư này là đáng giá.

Vào khoảng 1,9 triệu năm trước, đã có một loài người mới xuất hiện: Cơ thể cao lớn hơn. Chân dài hơn. Đi bộ và chạy đường dài hiệu quả hơn. Bộ não lớn hơn đáng kể. Biết chế tạo công cụ tinh xảo hơn và quan trọng nhất là biết sử dụng lửa, ít nhất là vào giai đoạn sau trong lịch sử của loài này.

Ngày nay chúng ta gọi họ là Homo erectus – với erectus có nghĩa là “đứng thẳng”.

Các cá thể thuộc loài Homo erectus có nhiều điểm tương đồng với con người chúng ta ngày nay. Họ có chiều cao tương đương với chúng ta, đôi khi lên tới hơn 1,8 mét. Họ chế tạo và sử dụng các công cụ bằng đá tương đối tinh xảo và dựa vào lửa để sưởi ấm và nấu ăn. Họ có thể đã xây dựng những túp lều bằng gỗ và lông thú để sinh sống và hợp tác với nhau để săn bắn và tìm kiếm thức ăn. Vị trí của thanh quản trong cổ họng cũng cho thấy Homo erectus có thể có khả năng giao tiếp. 

Và rồi, một thay đổi mới đã xảy ra. Lần này, nó không nằm ở chân, cũng chẳng nằm ở tay hay ở lửa. 

Nó nằm ở thời gian.

Con non bắt đầu mất nhiều năm hơn thì mới có thể trưởng thành. Bộ não cũng mất nhiều năm hơn để hoàn thiện. Tất cả những điều này đều dẫn tới việc cha mẹ phải chăm sóc con lâu hơn.

Nhưng một cá thể gần như không thể tự nuôi con một mình. Điều này dẫn tới việc gia đình đã trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Sự hợp tác cũng trở nên thiết yếu không kém.

Không những thế, người ta cũng đã phát hiện ra bằng chứng cho thấy Homo erectus đã biết chăm sóc người ốm và người già – bằng chứng này bao gồm việc phát hiện ra hài cốt của những cá thể mắc các bệnh hiểm nghèo nhưng vẫn có tuổi thọ tương đối cao. Cùng với nhau, những đặc điểm này đã giúp loài này có khả năng liên tục thích nghi với một nền khí hậu và môi trường liên tục thay đổi.

Nếu nhìn lại toàn bộ hành trình phát triển của loài người đến giờ, chắc chắn bạn sẽ nhận thấy một điều rất kỳ lạ: Tiến hóa dường như đang tập trung vào thông tin và hành vi ngày càng nhiều.

Và đây chính xác là một loại công cụ còn mạnh hơn cả rìu đá – hay là một loại năng lượng còn quý hơn cả thức ăn được nấu chín.

6. Ngày mà con người “vươn ra” khỏi DNA

Đâu là phát minh quan trọng nhất trong lịch sử loài người?

Đó có thể là bánh xe, lửa, nông nghiệp, điện, internet hay AI. Nhưng tất cả những thứ này đều nằm trên một thứ – đó chính là ngày thông tin thoát ra khỏi DNA.

Vậy thì điều này có nghĩa là gì?

Hãy thử tưởng tượng như thế này: Trong suốt phần lớn lịch sử của sự sống, mọi “hướng dẫn sử dụng” đều được lưu trữ trong ADN. Bạn muốn học được cách mọc răng? DNA. Muốn biết tim đập thế nào? DNA. Muốn biết mắt phát triển ra sao? DNA.

Điều này có nghĩa là nếu một cá thể học được một điều gì mới, nó sẽ gần như không thể truyền được điều đó cho con mình thông qua gen.

Một con báo săn mồi giỏi sẽ không sinh ra được những con báo biết săn mồi ngay từ đầu – Con non vẫn sẽ phải học lại mọi thứ.

Thế rồi một điều chưa từng có đã xảy ra: Một đứa trẻ đã nhặt hai hòn đá lên và đập vào nhau hết lần này đến lần khác để “vô tình” tạo ra một mảnh đá sắc. Ngày hôm sau, đứa em của nó không cần phải thử một trăm lần nữa – nó chỉ cần bắt chước mà thôi.

Ngay tại lúc ấy, thông tin còn nằm hoàn toàn bên trong DNA nữa. Nó bắt đầu tồn tại và phát triển bên ngoài cơ thể: Trong trí nhớ, trong hành động, trong việc quan sát và bắt chước. Đây chính là khả năng tích lũy kiến thức.

Và đó chính là khác biệt giữa tiến hóa sinh học và tiến hóa văn hóa: Tiến hóa sinh học tích lũy bằng gen còn tiến hóa văn hóa tích lũy bằng những ý tưởng. Và điều tuyệt vời là một ý tưởng có thể lây lan sang hàng nghìn người chỉ trong vài ngày, thậm chí là vài giây trong thời đại thông tin hiện nay.

Thế rồi hai kiểu tiến hóa này bắt đầu hòa quyện lại với nhau: Bạn chế tạo các công cụ rồi các công cụ này giúp bạn thu thập được nhiều thức ăn hơn. Và nhiều thức ăn hơn sẽ cung cấp nhiều năng lượng và chất dinh dưỡng cho một bộ não lớn hơn, từ đó quay ngược trở lại giúp bạn chế tạo các công cụ tinh xảo hơn. Đây chính là một vòng phản hồi liên tục giúp cho loài người tăng tốc về phía trước.

Nhưng có một điều rất thú vị ở đây: Khi chúng ta nói đến “loài người”, chúng ta thường tưởng tượng chỉ có một loài duy nhất. Tuy nhiên, sự thật lại phức tạp hơn thế.

Nếu bạn quay về khoảng 100.000 năm trước, bạn sẽ bắt gặp một Trái Đất có rất nhiều người – chỉ khác là không phải ai cũng là Homo sapiens.

Bạn chưa bao giờ thực sự là một loài người duy nhất. Bạn chỉ là giống người cuối cùng còn sống sót.

Và những giống người đã chết khác có lẽ vẫn còn đang vất vưởng ở bên trong bạn.

7. Bạn không phải là loài người duy nhất

Nếu bạn có trong tay mình một cỗ máy thời gian giúp bạn quay trở về Trái Đất vào khoảng 70.000 năm trước, điều đầu tiên mà bạn nhận thấy đó chính là bạn không phải là loài người duy nhất xuất hiện trên hành tinh này.

Chúng ta thường tưởng tượng lịch sử loài người giống như một cuộc đua chạy đua tiếp sức: Một loài biến mất thì loài tiếp theo sẽ xuất hiện, các loài lần lượt biến mất rồi lại xuất hiện rồi đến lượt chúng ta – Homo Sapiens.

Chúng ta luôn tự cho rằng mình là những con người duy nhất, bởi vì trong 10.000 năm trở lại đây, chúng ta chính là loài người duy nhất còn tồn tại. Song, ý nghĩa thực sự của “Con Người” lại là “một con vật thuộc chi Homo”. Trong chi này, đã có rất nhiều loài khác tồn tại bên cạnh Homo Sapiens: Ở châu Phi có Homo sapiens. Ở châu Âu và Tây Á có Neanderthal. Ở châu Á có Denisovan. Trên đảo Flores của Indonesia có một loài chỉ cao khoảng một mét, ngày nay được gọi là Homo floresiensis hay ở Philippines có Homo luzonensis…Và có lẽ còn có rất nhiều các loài người khác mà hóa thạch của họ vẫn đang bị chôn vùi ở đâu đó bên dưới lòng đất.

Điều này nghe thật là kỳ lạ bởi từ khi sinh ra cho đến nay, chúng ta chỉ biết đến duy nhất một loài người.

Vậy thì chuyện gì xảy ra? Tại sao hôm nay chỉ còn có Homo Sapiens đang bước đi trên bề mặt hành tinh này?

Ngày nay thì chúng ta vẫn chưa thể thống nhất được một câu trả lời duy nhất. Đã có nhiều bằng chứng nhưng chưa có một lời giải thích nào hoàn chỉnh: Có lẽ Homo sapiens đông hơn. Có lẽ mạng lưới xã hội của chúng ta rộng hơn. Có lẽ chúng ta trao đổi công nghệ nhanh hơn. Có lẽ chúng ta đã sử dụng ngôn ngữ hiệu quả hơn. Có lẽ khí hậu thay đổi khiến một số loài gặp bất lợi hoặc có lẽ tất cả những yếu tố trên đã xảy ra cùng một lúc…

Nhưng có một điều chúng ta biết chắc đó chính là chúng ta không hoàn toàn thay thế họ.

Chúng ta đã gặp gỡ họ.

Khoảng từ 1,8 đến 1,5 triệu năm trước, người Homo erectus bắt đầu di cư đến các vùng khác của châu Phi và xa hơn nữa, đến Bắc Phi, Cận Đông, châu Âu, và Đông và Nam Á trong hàng trăm nghìn năm. Lý do cho cuộc đại di cư (lần 1) này vẫn còn đang được tranh luận, nhưng rất có thể là do biến đổi khí hậu và mong muốn theo đuổi một số loại con mồi nhất định. Người Homo erectus dường như đã sống gần các con sông và hồ trong quá trình di cư, cũng như liên tục săn bắt các loài động vật như tê giác, gấu, lợn và cá sấu. 

Trong quá trình di chuyển này, các quần thể người đã tiến hóa theo nhiều cách để thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau mà họ di chuyển đến. Theo thời gian, điều này đã dẫn đến sự đa dạng của các loài người, bao gồm Homo heidelbergensis; Homo neanderthalensis hay người Neanderthal; người Denisovan và người hiện đại – hay Homo sapiens (sapiens có nghĩa là “khôn ngoan”). Một số loài này, chẳng hạn như người Denisovan và người Neanderthal, xuất hiện ở bên ngoài châu Phi trong khi những loài khác như Homo heidelbergensis và Homo sapiens, xuất hiện ở châu Phi trước và sau đó di cư đến các khu vực khác.

Tại nhiều vùng đất trên thế giới, rất có thể Homo Sapiens không chỉ sống bên cạnh Neanderthal – chúng ta còn sinh con đẻ cái với họ. Ngày nay, các phân tích DNA cho thấy phần lớn những người có tổ tiên ngoài châu Phi đều mang khoảng 1–2% DNA của Neanderthal. Một số quần thể người ở châu Đại Dương và một phần châu Á còn mang thêm 6% DNA đến từ Denisovan.

Đây là một phát hiện rất thú vị bởi vì nếu bạn là người châu Âu, người Đông Á hay là người có tổ tiên đến từ nhiều khu vực khác ngoài châu Phi thì một vài tế bào bên trong cơ thể bạn vẫn đang đọc những đoạn DNA đã từng thuộc về một loài người khác. Những đoạn DNA này có liên quan đến rất nhiều các đặc điểm khác nhau, chẳng hạn như một số biến thể có thể ảnh hưởng đến hệ miễn dịch, khả năng thích nghi với môi trường xung quanh hoặc các đặc điểm sinh học khác. 

Điều này có nghĩa là khi bạn soi gương, bạn không chỉ nhìn thấy Homo sapiens. Bạn đang nhìn thấy một cuốn sách lịch sử của tất cả những người đã khuất.

Suốt từ đầu bài viết đến giờ, chúng ta luôn sử dụng đi sử dụng lại cùng một phép ẩn dụ: Bản vá

Cơ thể của bạn chỉ toàn là những bản vá: Cột sống là bản vá. Bàn tay là bản vá. Bộ não là bản vá. Đến cả văn hóa cũng là bản vá. Bây giờ, ngay cả DNA của bạn cũng chỉ là những bản vá mà thôi.

Không có dòng mã DNA nào hoàn toàn là thuần khiết. Không có bất kỳ thiết kế nào là hoàn toàn mới. Không có bất kỳ khoảnh khắc nào mà tự nhiên xóa sạch tất cả mọi thứ để bắt đầu lại từ đầu.

Nó luôn luôn thực hiện duy nhất một quy trình làm việc: Nắm lấy một đột biến hoàn toàn mới – Để môi trường thử nghiệm nó – Loại bỏ hoặc cải tiến – Tiếp tục lặp đi lặp lại trong 4 tỷ năm

Có thể nói rằng tiến hóa hoạt động giống một lập trình viên được giao nhiệm vụ nâng cấp một phần mềm đã chạy liên tục trong gần 4 tỷ năm – chỉ có điều là nó không được xóa đi tất cả để viết lại từ đầu – nó chỉ có thể được thêm hoặc sửa mà vẫn phải đảm bảo chương trình còn có thể hoạt động được sau mỗi lần cập nhật.

Nếu bạn đã từng làm việc với một hệ thống chằng chịt những đoạn mã cũ, bạn sẽ hiểu vì sao trong đó có những phần rất khó hiểu nhưng vẫn ngồi chễm chệ ở đó – bởi vì xóa chúng đi sẽ có thể làm hỏng toàn bộ hệ thống. Cơ thể bạn cũng hoạt động y hệt như vậy.

Và rồi, sau hàng triệu bản cập nhật, hàng tỷ lần thử nghiệm cùng với hàng nghìn tỷ cá thể sinh ra rồi biến mất, cỗ máy ấy đã tạo ra một điều mà có lẽ chính nó cũng không “biết” mình đang tạo ra: Một sinh vật có thể nhìn lại toàn bộ quá trình ấy và đặt câu hỏi:

Ai là người đã tạo ra mình?

Trớ trêu thay, câu trả lời đó chính là không ai tạo ra bạn cả. Bạn chỉ là sản phẩm của một quá trình tiến hóa mù không có bất kỳ định hướng hay mục đích nào cả, một kết quả tạm thời sau một chuỗi các sự kiện tình cờ và hàng tá các lần thử và sai mà thôi. Bạn đã, đang và sẽ còn tiếp tục biến đổi cho đến tận cùng của thời gian.

8. Một cuộc đại di cư lần thứ hai

Mặc dù đã có được một số lợi thế nhất định nhưng vào khoảng 150.000 năm trước, con người vẫn là những sinh vật rất nhỏ bé. Loài của chúng ta, Homo Sapiens, đã hiện diện trên thế giới nhưng vẫn chỉ quanh quẩn ở một góc nào đó tại Phi châu rộng lớn mà thôi.

Thế rồi, các bằng chứng khảo cổ học đã cho thấy loài Homo sapiens bắt đầu di cư khỏi Đông và Nam Phi từ khoảng 200.000 năm trước. Sự bành trướng này đã đưa tổ tiên của chúng ta tiến sâu hơn về phía nam, hướng về phía tây và phía bắc, đặt chân đến tận Địa Trung Hải. Khoảng 100.000 năm trước, một toán Homo sapiens đã rời khỏi lục địa châu Phi và bắt đầu một đại cuộc di cư kéo dài lên đến hàng chục nghìn năm.

Sau khi vượt qua bán đảo Sinai vào Tây Nam Á, những người di cư đầu tiên đến từ châu Phi rất có thể đã men theo bờ biển châu Á. Và khoảng 70.000 năm trước, họ đã đặt chân đến Ấn Độ và Trung Quốc.

Một số tiếp tục di chuyển về phía nam qua Malaysia, tiến vào Indonesia và xa hơn nữa. Ở những nơi như Papua New Guinea và Úc, có bằng chứng về các khu định cư có niên đại ít nhất là 45.000 năm. Các nhóm khác thì di chuyển từ Bắc Phi vào Tây Nam Á, tiến vào châu Âu khoảng 40.000 năm trước, đi dọc theo bờ biển Địa Trung Hải hoặc qua Thổ Nhĩ Kỳ để tiến vào thung lũng sông Danube. 

Khoảng 25.000 năm trước, người Homo sapiens đã đến Siberia và các vùng khác của Bắc Á. Và vào khoảng 15.000 năm trước, một số nhóm ở châu Á đã vượt biển sang Bắc Mỹ thông qua “cây cầu Bering” trong kỷ băng hà gần nhất, cuối cùng đến tận mũi Nam Mỹ và định cư ở nhiều địa điểm khác nhau dọc theo cung đường di chuyển.

Phần lớn các địa điểm mà Homo Sapiens đặt chân tới đều được thực hiện bằng cách đi bộ. Tuy nhiên, tổ tiên của chúng ta cũng đã đi đến tận Úc, nơi mà vào thời kỳ băng hà gần nhất chẳng có nổi một dải đất mỏng nối liền với châu Á. 

Điều này có nghĩa những Homo Sapiens đầu tiên hẳn đã sử dụng một loại bè nào đó và nghỉ ngơi dọc theo các hòn đảo trên đường đi. Tương tự, những phát hiện về nơi cư trú của con người có niên đại từ 14.000 năm trước ở Nam Mỹ đã cho thấy rằng một loại bè hoặc thuyền nào đó đã được sử dụng để họ có thể đi dọc theo bờ biển Bắc và Nam Mỹ.

Vậy thì tại sao Homo Sapiens lại tiến hành cuộc đại di cư này?

Mặc dù còn rất nhiều điều chưa chắc chắn, chúng ta vẫn có thể đưa ra một số suy đoán. 

Chúng ta biết rằng vào khoảng thời gian loài người bắt đầu rời khỏi châu Phi, khí hậu tại nơi đây đang ngày càng trở nên khô hạn, đồng nghĩa với việc sẽ có ít thực vật và động vật hơn. Trong thời kỳ đầu, vì con người đã tổ chức thành các xã hội săn bắt hái lượm và thường xuyên tìm kiếm thức ăn trên một khu vực rộng lớn nên bất kỳ sự khan hiếm tài nguyên nào ở “nơi này” sẽ thúc đẩy việc tìm kiếm sự dồi dào tài nguyên ở những “nơi khác”.

Trong suốt cuộc đời của một người, họ sẽ chỉ nhận thấy rằng mình chỉ đơn giản là di chuyển từ khu vực này sang khu vực khác gần đó. Nhưng trải qua hàng chục nghìn năm, toàn bộ loài người đã di chuyển trên một phần diện tích khổng lồ của Trái Đất. Họ cũng không nhất thiết phải di chuyển theo một hướng duy nhất. Rất có thể các nhóm đã di chuyển qua lại giữa các khu vực, phản ứng với điều kiện khí hậu và sự sẵn có của tài nguyên. Ngoài ra, con người cũng sẽ có được những thời kỳ dài tương đối ổn định xen kẽ với các cuộc di chuyển, tạo ra các làn sóng di cư theo nhiều hướng khác nhau.

Nhưng vẫn còn đó một câu hỏi rất quan trọng khác:

Khi Homo Sapiens đặt chân đến Ả Rập thì những giống người khác đã cư ngụ ở đó. Vậy thì chuyện gì đã xảy ra với họ?

Có rất nhiều lý thuyết (và phỏng đoán) đã được đặt ra để giải thích cho câu hỏi này. Lý thuyết lai giống cho rằng khi Sapiens đặt chân đến Trung Đông và châu Âu, họ đã gặp người Neanderthal – to lớn hơn, lực lưỡng hơn, não bộ lớn hơn và có khả năng thích nghi tốt hơn với nền khí hậu lạnh. Họ thành thạo trong việc sử dụng các loại công cụ và lửa, săn bắt tốt và dường như cũng biết cách chăm sóc những thân nhân bị ốm đau và bệnh tật.

Khi Sapiens tỏa ra sang các vùng đất của Neanderthal, Sapiens đã giao phối với họ. Các bằng chứng về DNA như đã đề cập ở bên trên là một loại bằng chứng rất mạnh mẽ ủng hộ cho lý thuyết này. Tương tự, khi Sapiens đi tới Đông Á, họ đã giao phối với người Erectus.

Ngược lại, lý thuyết thay thế lại cho rằng đã có một cuộc diệt chủng với Sapiens vào vai của Thần Chết đã tàn sát bất cứ ai ngáng đường họ trên con đường thống trị Trái Đất.

Hãy tưởng tượng có một toán Sapiens “chân ướt chân ráo” tới thung lũng Balkan – một vùng đất mà người Neanderthal đã sinh sống hàng trăm ngàn năm qua. Những kẻ “tay mơ” này bắt đầu săn bắt và thu thập các loài quả – một thực đơn rất lâu đời của người Neanderthal. 

Dẫu vậy, Sapiens là những kẻ tài tình hơn với công nghệ và kỹ năng xã hội vượt trội nên họ đã gia tăng theo cấp số nhân và ngày càng lan rộng. Với nguồn tài nguyên ngày càng khan hiếm và cạn kiệt, người Neanderthal ngày càng khó tìm được thức ăn để nuôi thân. Dân số của họ ngày càng giảm đi và hoàn toàn biến mất.

Một khả năng khác đó chính là sự cạnh tranh nguồn tài nguyên đã thổi bùng lên thành bạo lực và diệt chủng. Hãy nhìn vào những vấn đề xã hội ngày nay như phân biệt chủng tộc, phương ngữ hay sắc tộc – bất kỳ một sự khác biệt dù là rất nhỏ thôi cũng đã là đủ để cho một nhóm người này giết một nhóm người khác. Và Neanderthal không phải là ngoại lệ.

Cho dù điều gì đã xảy ra đi chăng nữa thì cứ hễ khi nào Homo Sapiens đặt chân đến nơi nào thì chẳng bao lâu sau, cư dân bản địa sẽ bị đẩy đến bờ vực tuyệt chủng: Những gì còn sót lại của Homo soloensis có niên đại cách đây khoảng 50.000 năm. Homo denisova cũng đã biến mất ngay sau đó. Người Neanderthal cũng đã biến mất cách đây khoảng 30.000 năm. Những cá thể người lùn cuối cùng đã biến mất khỏi hòn đảo Flores vào khoảng 12.000 năm trước.

Họ đã để lại một số di vật, một vài loại công cụ bằng đá, một vài gen trong DNA của chúng ta và rất nhiều câu hỏi không có lời giải đáp thỏa đáng. Họ cũng đã để lại chúng ta – Homo Sapiens – loài người cuối cùng trên hành tinh này.

9. Tiến hóa đang tự viết nên câu chuyện về chính nó thông qua bạn

Hãy nhớ lại câu hỏi ở lúc đầu:

Nếu mình giao cho bạn thiết kế con người ngay từ đầu, bạn sẽ làm gì?

Có lẽ bạn sẽ sửa cột sống, sửa đầu gối, sửa điểm mù, sửa đường thở, sửa chữa quá trình sinh nở…Bạn sẽ “đập đi và xây lại” hàng trăm các “lỗi” lớn nhỏ khác nhau. Và có lẽ bạn sẽ tạo ra một cơ thể hiệu quả và ít đau bệnh hơn, nhưng nó sẽ không còn là chúng ta nữa.

Bởi vì mỗi “lỗi” này thực ra là một mảnh hóa thạch còn sống, một lời nhắc nhở rằng cơ thể bạn không tự nhiên xuất hiện chỉ trong một ngày. Nó chính là kết quả của vô số thế hệ đã sống, sinh sản và chết đi trước khi bạn có mặt.

Bạn không phải là mục tiêu hay là đỉnh cao của quá trình tiến hóa. Và chắc chắn bạn cũng không phải điểm kết thúc. Bạn chỉ là một phiên bản mới nhất. Giống như mọi phiên bản trước đó, bạn cũng sẽ để lại những gì mình có cho thế hệ sau, trong gen, trong văn hóa và trong tri thức.

Trong suốt gần 4 tỷ năm, sự sống chỉ làm đúng một việc: Nó tiếp tục tồn tại, không biết mình sẽ đi đâu, không biết mình sẽ trở thành gì. Không có bất kỳ kế hoạch hay bản thiết kế nào cả – tất cả chỉ là vô số bản vá nối tiếp vô số bản vá.

Rồi bỗng nhiên một ngày, một trong những bản vá ấy bắt đầu nhìn lại, trở nên tò mò với mọi thứ xung quanh và đặt ra các câu hỏi.

Và lần đầu tiên trong lịch sử Trái Đất, tiến hóa đã có thể viết nên câu chuyện của chính nó thông qua bạn.