Điều gì xác định tính đa dạng các loài?

Vô số loài động, thực và vi sinh vật đang chiếm mọi ngóc ngách từ đất liền đến biển sâu trên hành tinh chúng ta. Chúng kiến tạo nên thế giới này, biến ánh sáng thành chất đốt, biến chế carbon và nitrogene giữa hai dạng vô cơ và hữu cơ và … làm đẹp vườn hoa công viên. Ở nhiều nơi, như vùng nhiệtđới, hàng trăm loài cùng tồn tại trong khi một số khác như vùng cao lại rất ít loài sinh sống. Các nhà sinh học đang cố gắng giải thích TẠI SAO?

Điều gì xác định tính đa dạng các loài?

Sự tương tác giữa môi trường và sinh vật sống và giữa sinh vật sống với nhau đóng vai trò chủ đạo trong việc quyết định tính đa dạng cao hay thấp, ngoài ta nó còn ảnh hưởng từ mức độ phân bố của loài người, quan hệ loài săn bắt – con mồi cũng như các mạng lưới thức ăn khác. Tuy nhiên cơ chế chính xác làm thế nào để các áp lực khác nhau có thể phối hợp để cho ra tính đa dạng như chúng ta thấy đến nay vẫn là một bí mật rất lớn.

Thách thức cho câu trả lời ngày càng tăng. Các dữ liệu cơ bản hiện vẫn còn quá nghèo, ví dụ chúng ta hoàn toàn không biết chính xác có bao nhiêu loài động thực vật hiện có trên trái đất và với vi sinh vật thì lại càng kinh khủng hơn, chúng ta thậm chí còn không biết bắt đầu từ đâu. Khi các nhà nghiên cứu dò tìm sự tiến hóa và mức độ giới hạn của sự đa dạng, họ cũng vấp phải vấn đề nan giải đó là thiếu một tỷ lệ xích đúng chuẩn vì sự tiến hóa diễn ra xuyên suốt thời gian tính theo đơn vị từ vài ngày cho tới vài triệu năm. Hơn nữa, bên trong một loài các dạng biến dị cũng xảy ra mạnh mẽ khiến tính da dạng tăng lên và các nhà khoa học như lạc vào mê hồn trận. Một câu hỏi mà cho đến nay vẫn chưa có câu trả lời là liệu sự biến đổi di truyền có tạo ra loài mới không và điều gì thực sự tác động lên sự biệt hóa tạo loài mới?

Để có thể hiểu biết thấu đáo sự đa dạng sinh học, người ta tin rằng điều này cần một nỗ lực ở quy mô toàn cầu liên quan đến các bằng chứng hóa thạch, nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa, so sánh genome và phân tích thống kê chuyên sâu. Một số dự án lớn có thể kể ra như “the United Nations’ Millennium Project” và chương trình xem xét gene vi sinh vật biển toàn cầu, có thể giúp cải thiện những cơ sở dữ liệu nền tảng hiện có, nhưng nó cũng chỉ là “vết xước nhỏ trên da” mà thôi. Người ta tin tưởng các mô hình giúp chỉ định khi nào một loài phân ly cho ra hai loài mới. Hiện nay một phân ngành đang nổi lên đó là evo-devo (tiến – thoái hóa) cho phép dò tìm làm thế nào những gene liên quan đến sự phát triển có thể đóng góp tới quá trình tiến hóa? Những cố gắng hợp lực này hy vọng sẽ giúp xác lặp lại lịch sử sự sống.

Thực sự, các nhà cổ sinh vật học đã đi trước nhiều bước trong việc dò tìm sự bành trướng hay co cụm lãnh địa của nhiều nhóm sinh vật tính theo đơn vị thiên niên kỷ. Họ thấy rằng sự phân bố địa lý đóng vai trò rất quan trọng trong sự biệt hóa loài. Hy vọng rằng những nghiên cứu trong tương lai sẽ giúp khám quá cơ chế toàn cảnh sự phân bố sinh vật và sẽ cung cấp nhiều manh mối về hiện tượng tuyệt chủng hàng lọai cũng như tác hại của tai ương lên sự tiến hóa của loài mới.

Từ những kết quả thu được ngoài thực địa các nhà nghiên cứu thấy rằng nơi trú ngụ của loài có tầm ảnh hưởng rất lớn đến hình thái và tập tính của chúng và đặc biệt là sự chọn lọc giới tính, theo đó thì hệ quả là nó sẽ thúc đẩy hay kiềm hàm sự biệt hóa loài. Các nhà sinh học tiến hóa cũng khám phá thấy rằng quá trình biệt hóa loài cũng có thể thóai bộ, tức là những quần thể bị phân tách trước đây nay có thể hợp phối trở lại, do đó những bộ gene đồng dạng tránh không bị phân ly. Lực tiến hóa, như là tốc độ đột biến thấp hoặc sự lệch do giảm phân cũng ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ biệt hóa. Sự lệch do giảm phân chỉ một hiện tượng một hoặc nhiều allen nào đó đã có cơ hội được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác cao hơn các allene khác trong quá trình phân chia giảm phân.

Và trong nhiều trường hợp, bản chất hệ sinh thái cũng gây ra sự khác biệt về tính đa dạng: vùng rìa hệ sinh thái thường có ít loài sinh sống hơn so với vùng lõi hệ sinh thái.

Các nhà sinh học tiến hóa đang bắt đầu dò dẫm gỡ từng mối nối làm thế nào tất cả yếu tố kể trên có thể hòa quyện theo nhiều cách khác nhau để tạo nên nhiều nhóm sinh vật đến như vậy. Đòi hỏi này ngày càng khẩn cấp vì nó sẽ chỉ ra được bản chất của làn sóng tuyệt chủng trên thế giới và giúp đưa ra chiến lược ngăn ngừa hợp lý.