Dự đoán đặc điểm phân bố của các loài sinh vật lớn nhỏ

Để tìm hiểu các loài biến đổi kích cỡ như thế nào trong quá trình tiến hóa, các nhà sinh học đã tạo dựng nên những mô hình thú vị. Hầu hết các loài rất bé nhỏ, nhưng những thành viên đồ sộ nhất của một nhóm phân loại, như cá mập trắng khổng lồ, rồng Komodo hay voi Châu Phi, lại to lớn gấp hàng ngàn thậm chí hàng triệu lần các loài khác.

Lần đầu tiên hai nhà nghiên cứu SFI đã đưa ra lời giải thích cho các kiểu tiến hóa dựa trên khuôn khổ thống kê về loài voi.

Aaron Clauset – cộng sự bậc hậu tiến sĩ SFI với giáo sư Douglas Erwin SFI – công bố kết quả nghiên cứu trên số ra ngày 18 tháng 6 tờ Science rằng: “Mô hình của chúng tôi trùng khớp một cách đáng ngạc nhiên với dữ liệu thu được từ thế giới thực tại”.

Nữ chúa voi dẫn dắt cả đàn. Hầu hết các loài rất bé nhỏ, nhưng những thành viên đồ sộ nhất của một nhóm phân loại, như cá mập trắng khổng lồ, rồng Komodo hay voi Châu Phi, lại to lớn gấp hàng ngàn thậm chí hàng triệu lần các loài khác. (Ảnh: iStockphoto/Jonathan Heger)

Trong mô hình của Clauset và Erwin, các loài con cháu rất gần gũi về mặt kích cỡ với tổ tiên nhưng có mang một số biến đổi ngẫu nhiên khác. Nhưng biến đổi bị kìm nén, đầu tiên là do giới hạn cứng về kích cỡ nhỏ của loài do có các tác động kìm nén về sinh lý; thứ hai là do giới hạn mềm về kích cỡ lớn của một loài trước khi loài đó bị tuyệt chủng. Sau hàng triệu năm tiến hóa của một loài mới đồng hành với quá trình tuyệt chủng của loài tổ tiên, mô hình đã đạt tới trạng thái cân bằng trong đó xu hướng loài phát triển to lớn hơn là cách để bù đắp xu hướng tuyệt chủng nhanh hơn cả chúng.

Bằng cách sử dụng các dữ liệu hóa thạch từ những loài động vật có vú đã tuyệt chủng khoảng 60 triệu năm trước trở lại nhằm định rõ dạng mô hình tiến hóa, các nhà nghiên cứu đã cho thấy quá trình tiến hóa chính xác đã sản sinh ra 4.000 loài động vật có vú so với thời điểm 50.000 năm trước đó.

Aaron cho biết: “Mô hình quả thực rất đầy đủ. Nó cũng loại bỏ nhiều quan điểm cổ truyền về tiến hóa và sinh thái, ví dụ như quan điểm động lực học quần thể hay tương tác loài trong khi đó vẫn đưa ra được dự đoán chính xác”.

Do kích cỡ loài về cơ bản có liên quan đến nhiều đặc tính khác như trao đổi chất, tuổi thọ và môi trường, mô hình tiến hóa đơn giản của hai nhà nghiên cứu chỉ nhằm ủng hộ quan điểm rằng một số khía cạnh của thuyết sinh thái và tiến hóa có thể hợp nhất với nhau.