Màu mắt và màu tóc có vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm bạn đời ở con người, tuy nhiên kích thích thị giác cũng có thể quyết định lựa chọn bạn tình trong vương quốc động vật. Ở nhiều loài, khả năng thành công của con đực trong việc tìm kiếm bạn tình được quyết định nhờ bộ cánh bắt mắt.
Nghiên cứu đối với cá có màu sắc rực rỡ đã chứng minh rằng đặc điểm này ít liên quan đến vấn đề mỹ học, mà liên quan đến sự nhạy cảm thị giác của con cái, khá đa dạng tùy theo khả năng thích nghi với môi trường. Những con cái hòa hợp với màu xanh sẽ chọn bạn tình có màu xanh kim loại, trong khi đó những con có thể nhìn màu đỏ tốt hơn sẽ lựa chọn bạn tình có màu đỏ sáng. Lựa chọn bạn tình như vậy có thể tiến tới sự hình thành loài mới – trong trường hợp sự đa dạng của môi trường sống không bị can thiệp bởi hoạt động của con người.
Vai trò của chọn lọc trong việc hình thành loài mới vẫn chưa được giải thích đầy đủ trong sinh vật học tiến hóa. Sự phát triển của loài cichlid có màu sắc sặc sỡ ở những hồ châu Phi trong vỏn vẹn vài nghìn năm – một giai đoạn ngắn trong quá trình tiến hóa – củng cố giả thuyết rằng sự lựa chọn bạn tình góp phần vào hình thành loài, trong đó tập hợp loài không bị cô lập về mặt địa lý. Trong trường hợp của cichlids, chọn lọc là nguyên nhân của sự khác biệt về cảm nhận màu sắc. Bằng chứng thuyết phục cho lý thuyết này đã được lần đầu tiên cung cấp trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.
Quan sát và bị quan sát
Trong nghiên cứu, nhà sinh vật học tiến hóa Ole Seehausen (thuộc đại học Eawag và Bern) cùng các đồng tác giả chứng minh rằng con cái cichlids từ Hồ Victoria có thị giác nhạy cảm với màu xanh thường chọn bạn tình có màu xanh, trong khi những con cái nhạy cảm với màu đỏ chọn con đực có màu đỏ. Cơ quan thị giác nhận cảm sắc tố khác nhau được nhóm nghiên cứu phân biệt dựa trên những chuỗi ADN và protein. Chuỗi ADN của những gen là cơ sở cho sắc tố thị giác cũng cho thấy sự chuyên hóa không xuất hiện một cách tình cờ mà phụ thuộc vào chọn lọc tự nhiên.
Cá Pundamilia nyererei. Màu sắc ở con đực của loài các cichlid Pundamilia nyererei và Pundamilia pundamilia thích ứng với màu đỏ và xanh của môi trường sống xung quanh và độ nhạy cảm thị giác tương ứng của con cái. (Ảnh: Eawag) |
Sự nhạy cảm đối với màu sắc khác biệt tùy theo độ sâu mà loài cá sinh sống. Những con cái sống ở tầng nước sâu hơn thì nhạy cảm với màu đỏ hơn, và những con sống ở tầng nước nông hơn thì nhạy cảm với màu xanh. Sự thích nghi của cơ quan nhận cảm thị giác đối với màu của xung quanh đem lại lợi thế cho cá ở một độ sâu nhất định. Chúng dễ dàng xác định phương hướng hơn và có thể tìm thức ăn dễ dàng hơn những loài cá không thích nghi. Hiển nhiên những con đực cũng thích nghi với hoàn cảnh: những con đực có màu đỏ chiếm ưu thế ở tầng nước sâu hơn, trong khi những con có màu xanh vượt trội ở tầng nước nông hơn.
2 loài mới được hình thành khi ánh sáng xung quanh thay đổi một cách từ từ với độ sâu tăng dần, trong điều kiện nước khá trong. Điều này có nghĩa rằng những biết đổi di truyền khác nhau vẫn có thể nảy sinh để tạn dụng lợi thế cạnh tranh từ sự chuyên hóa về thị giác và màu sắc.
Sự sụt giảm nghiêm trọng số lượng loài
Ngoài việc giải thích cách những loài mới được hình thành, những phát hiện mới nhất cung cấp giải thích cho sự sụt giảm nghiêm trọng sự đa dạng loài xuất hiện tại hồ Victoria trong 25 năm qua. Chất thải nông nghiệp, tình trạng chặt phá rừng và đô thị hóa đã làm tăng đẳng kể độ vẩn đục của nước hồ. Do đó, ánh sáng trong môi trường nước thay đổi một cách đang kể cách nhau chỉ vài mét nước.
Những hệ sinh thái khác nhau tồn tại quá gần nhau khiến cơ chế thích nghi di truyền không thể hoạt động. Các tác giả phát hiện rằng tại những vị trí nước đục, thay vì chia thành loài màu đỏ và màu xanh, một dạng trung lập chiếm ưu thế, không thích nghi cụ thể với loại ánh sáng nào. Sự sát nhập của các loài, có nguyên nhân từ sự thay đổi môi trường, đã đóng góp đáng kể cho sự sụt giảm các loài cichlid tại Hồ Victoria, từ 500 xuống hiện còn 250 loài chi qua 25 thế hệ cichlid.
Định nghĩa loài?
Rất nhiều định nghĩa về loài có thể được tìm thấy trong sinh học tiến hóa. Đặc điểm chung đó là một nhóm sinh vật được quy thành một loài khác nếu chúng cùng tồn tại trong tự nhiên qua nhiều thế hệ ở cùng một đia điểm mà không có sự sát nhập về mặt di truyền. Đôi khi một số loài lai giống nhưng vẫn khác biệt nếu tồn tại những cơ chế ngăn cản dòng gen. Định nghĩa một loài là một nhóm các cá thể không thể lai giống với thành viên của các loài khác là quan niệm sai.