Trong thế giới động vật, loài rắn luôn khơi dậy sự tò mò của chúng ta bởi vẻ ngoài bí ẩn và hấp dẫn. Tuy nhiên, bạn có bao giờ thắc mắc tại sao rắn lại bị mất chân trong suốt quá trình tiến hóa lâu dài của mình không?
Rắn cổ đại, có niên đại khoảng 150 triệu năm, thực sự có chân. Tuy nhiên, như chúng ta có thể thấy rõ ràng ngày nay, rắn không có chân (ví dụ như rắn hổ mang và rắn lục) hoặc có những dấu tích chân nhỏ và thừa (như trăn Nam Mỹ).
Vậy, điều gì đã xảy ra từ 150 triệu năm trước đến ngày nay?
Nguyên nhân tiến hóa khiến rắn mất chân: Thay đổi môi trường sống và nhu cầu sinh tồn
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Florida, Mỹ đã có thể xác định được một gene mà họ hào hứng đặt tên là Sonic the Hedgehog, gene này kiểm soát sự phát triển của các chi ở rắn (và tất cả các động vật có xương sống có chân). Khi họ xác định được gene này, các nhà nghiên cứu nhận thấy khá nhiều hoạt động kỳ lạ.
Trong khi tất cả các loài động vật có xương sống đều có gene “Sonic The Hedgehog”, thì ở loài rắn, gene này lại bị biến mất. Điều kỳ lạ hơn nữa là gene này chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn trong quá trình phát triển phôi của trăn con, đặc biệt là trăn con dưới 24 giờ tuổi. Điều này có nghĩa là gì?
Chúng ta có thể rút ra khá nhiều kết luận từ hoạt động bất thường này của gene Sonic The Hedgehog.
Kết luận chính là sự xuất hiện ngắn ngủi của gene Sonic The Hedgehog trong quá trình phát triển phôi của trăn con chính là nguyên nhân tạo nên phần chân nhỏ còn sót lại của chúng.
Trong quá khứ tiến hóa, tổ tiên của loài rắn có 4 chân cho phép chúng di chuyển tự do trên cạn. Tuy nhiên, theo thời gian, một số loài rắn bắt đầu mất đi những đôi chân này và tiến hóa thành cấu trúc cơ thể không có chân. Sự tiến hóa của cấu trúc cơ thể này không phải là một sự kiện đột ngột mà là kết quả của sự phát triển dần dần qua hàng triệu năm tiến hóa.
Một lý do chính là những thay đổi trong môi trường sống của rắn buộc chúng phải thích nghi với điều kiện sống mới. Một số loài rắn sống trong hang đá và cây cối, trong khi những loài khác sống ở môi trường địa lý đa dạng như sa mạc và vùng đất ngập nước. Địa hình trong những môi trường này rất đa dạng và đôi khi hẹp, vì vậy rắn đã thích nghi với điều kiện sống mới này bằng cách mất đi chân, giúp chúng dễ dàng di chuyển qua những không gian chật hẹp.
Bản chất linh hoạt của cơ thể rắn là một trong những lý do khiến chúng rất dễ thích nghi trong không gian nhỏ. Cấu trúc cột sống và cách kết nối các xương sườn của chúng cho phép rắn thực hiện các tư thế đặc biệt, chẳng hạn như đi vòng tròn hoặc uốn cong. Điều này cho phép rắn di chuyển tự do qua nhiều không gian hạn chế khác nhau và ngay cả những con rắn có thân hình dày hơn cũng có thể đi qua những khoảng trống hẹp.
Rắn mất chân cũng có liên quan đến chuỗi thức ăn của chúng. Rắn kiếm sống bằng cách săn các loài động vật nhỏ khác nên chúng cần cơ thể nhanh nhẹn và hoạt bát để đuổi theo con mồi. Tốc độ và phản xạ của con mồi có thể đã vượt quá khả năng vận động do 4 chân của rắn mang lại nên rắn dần mất đi chân và tiến hóa cấu trúc cơ thể linh hoạt hơn.
Nghiên cứu sâu hơn cho thấy những con rắn vẫn giữ lại một số xương chân còn sót lại sau khi bị mất chân, cho thấy chúng từng có 4 chân, song những đôi chân này ngày càng nhỏ đi theo thời gian, cuối cùng bị thoái hóa hoàn toàn. Sự thoái hóa này minh họa cho khả năng thích nghi của loài rắn trong quá trình tiến hóa. Rắn chủ động thoái hóa đôi chân trong quá trình tiến hóa theo nhu cầu của bản thân và không còn cần 4 chân để thích nghi với môi trường sống và nhu cầu săn mồi mới.
Đầu tương đối nhỏ của chúng cho phép rắn dễ dàng đi qua những khe hở hẹp mà các loài động vật khác không thể lọt qua. Ngoài ra, lớp da có vảy của rắn còn có khả năng bảo vệ mạnh mẽ, giúp chúng tránh bị thương trong không gian nhỏ.
Quá trình tiến hóa của loài rắn: Từ tứ chi đến không có tứ chi
Rắn cổ đại có tứ chi trong cấu trúc sinh lý. Chức năng cơ bản của các chi này là giúp rắn vận động tốt hơn và có khả năng tóm lấy con mồi. Sự tồn tại của các chi khiến loài rắn cổ đại trở nên linh hoạt hơn khi di chuyển và săn mồi, đồng thời thích nghi với nhu cầu của môi trường lúc bấy giờ.
Tuy nhiên, theo thời gian và sự thay đổi của môi trường, rắn bắt đầu dần thích nghi với lối sống không có chân tay. Quá trình này chủ yếu bị ảnh hưởng bởi 2 yếu tố: môi trường và di truyền. Những thay đổi của môi trường khiến các chi không còn cần thiết để rắn tồn tại và sinh sản. Đồng thời, đột biến gene cũng khiến một số loài rắn dần mất đi các chi và sự thay đổi này sẽ được di truyền cho thế hệ tương lai.
Rắn cũng đã học cách sử dụng các giác quan nhạy bén của mình để di chuyển trong không gian nhỏ. Chúng đã phát triển hệ thống khứu giác, xúc giác và thính giác, thông qua các cơ quan cảm giác này, rắn có thể phát hiện những thay đổi tinh tế của môi trường xung quanh và nhanh chóng thực hiện các chuyển động tương ứng. Khả năng cảm nhận này cho phép rắn di chuyển hiệu quả trong không gian nhỏ và tránh kịp thời những nguy hiểm tiềm ẩn.
Theo thời gian, thân của rắn ngày càng dài ra và các chi của nó cũng dần bị thoái hóa. Trong quá trình tiến hóa, cấu trúc xương của rắn đã trải qua những thay đổi đáng kể. Chi trước và chi sau của chúng dần dần nhỏ lại và biến mất, cuối cùng bị thoái hóa hoàn toàn. Trong quá trình này, cấu trúc cơ của rắn cũng dần thích nghi với lối sống không có chi, cho phép chúng bò trên mặt đất nhờ ma sát của vảy bụng.
Những loài rắn hiện đại đã hoàn toàn thích nghi với lối sống không có chi. Cấu trúc cơ thể của chúng rất linh hoạt, cho phép chúng thích nghi với nhiều môi trường và không gian nhỏ khác nhau. Chuyển động của rắn chủ yếu dựa vào cơ bụng khỏe mạnh và bò trên mặt đất thông qua chuyển động của vảy bụng.
Loài rắn đã trải qua 26 lần tiến hóa khó khăn và bị mất đi đôi chân, điều này khiến con người phải suy nghĩ về sự tiến hóa và ý nghĩa của cuộc sống. Quá trình tiến hóa này dường như cho chúng ta biết rằng cuộc sống không hề dễ dàng mà đòi hỏi phải làm việc chăm chỉ và trả giá để đạt được sự cải thiện và tiến bộ. Cũng giống như loài rắn, chúng ta sẽ gặp muôn vàn khó khăn, thử thách trên hành trình cuộc sống nhưng chính những thử thách, khó khăn này đã hình thành nên tính cách, ý chí và thúc đẩy chúng ta không ngừng vượt qua chính mình.