Khi gà mang bộ mặt khủng long

Melissa Hogenboom

Sáu lăm triệu năm trước, một tiểu hành tinh được cho là đã lao vào Trái Đất.

Hậu quả khủng khiếp của cú va chạm này là phần lớn các loài động vật trên Trái Đất khi đó bị xoá sổ, bao gồm gần như toàn bộ các loài khủng long.
Một nhóm khủng long sống sót sau thảm hoạ này và rồi tiến hoá thành chim.
Ý tưởng chim tiến hóa từ khủng long được đưa ra từ thế kỷ 19, khi các nhà khoa học tìm thấy hóa thạch của một loài chim cổ, Archaeopteryx. Nó có cánh và lông vũ, nhưng trông cũng rất giống một con khủng long. Nhiều hoá thạch khác mới tìm thấy gần đây cũng có diện mạo tương tự.

Velociraptor là một loài khủng long nhỏ có lông vũ

Nhưng những chú chim thuở xưa không hoàn toàn giống như hậu duệ ngày nay. Đặc biệt nhất là chúng không có mỏ mà có mõm dài như những con khủng long tổ tiên của mình.
Để hiểu được quá trình tiến hoá từ mõm sang mỏ này, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tìm cách can thiệp vào quá trình hình thành mỏ gà ở cấp độ phân tử.
Nhóm nghiên cứu đã tìm cách tạo ra một phôi thai gà với mõm giống mõm khủng long và có xương hàm, tương tự như mõm và xương hàm của các loài khủng long nhỏ có lông vũ như Velociraptor. Các kết quả này đã được công bố trên tạp chí Evolution.
Các nhà khoa học muốn tìm hiểu sự tiến hoá của mỏ chim, bởi đây là một phần vô cùng quan trọng trong cấu trúc sinh học và đóng vai trò đặc biệt trong quá trình sinh tồn của chim. Trong số khoảng trên 10.000 loài chim cư trú ở các môi trường sống đa dạng khác nhau, nhiều loài tồn tại được là nhờ có cấu trúc mỏ đặc biệt.

Mẫu hóa thạch đầu tiên về loài chim cổ, Archaeopteryx, được tìm thấy vào năm 1861

Nhưng việc thử nghiệm không nhằm cho ra đời một con "gà - khủng long", hai người đứng đầu nhóm các nhà nghiên cứu là Bhart-Anjan Bhullar từ Đại học Yale ở New Haven và Arhat Abzhanov từ Đại học Harvard ở Cambridge cho biết.
"Khi xem xét mỗi bước tiến hoá quan trọng, chúng ta muốn tìm hiểu cơ chế diễn ra đằng sau bước tiến hoá đó,” Bhullar nói.
Chiếc mỏ cũng là phần của bộ xương chim đã "đa dạng hoá một cách toàn diện nhất và triệt để nhất", Bhullar nói.
Tuy mỏ chim được tiến hoá rất đa dạng, phong phú, chẳng hạn mỏ chim hồng hạc khác xa với mỏ bồ nông, nhưng lại không có mấy công trình nghiên cứu xem “thật sự thì mỏ chim là cái gì”, ông nói thêm.

Gà là họ hàng xa của khủng long

“Tôi muốn tìm hiểu xem mỏ chim có cấu trúc xương ra sao, có chức năng gì, và sự biến đổi quan trọng này - mõm của động vật có xương sống bình thường tiến hoá thành những cấu trúc độc đáo ở các loài chim khác nhau - đã diễn ra khi nào.”
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu tìm kiếm sự khác biệt trong bộ gene của phôi thai gà và một số loài động vật khác. Họ nghiên cứu trên phôi thai chuột, đà điểu châu Úc (emus), cá sấu, thằn lằn và rùa, những loài đại diện cho các nhóm động vật quan trọng.
Họ phát hiện ra chim mang trong mình một nhóm gene độc đáo liên quan đến sự phát triển của phần mặt, là các gene không có ở các loài động vật không có mỏ.
Khi họ vô hiệu hoá các gene này, cấu trúc mỏ sẽ quay trở lại hình dạng nguyên thuỷ như của tổ tiên chúng khi xưa. Điều này cũng xảy ra với xương vòm trên vòm họng.

Hình ảnh phôi thai gà, phôi thai gà đã được can thiệp gene, và phôi thai cá sấu

Để tác động vào các gene, Bhullar và các đồng nghiệp đã phân tách các protein cần thiết cho quá trình phát triển mỏ chim. Sau đó, họ vô hiệu hoá các protein này bằng cách dùng các vi hạt bọc chất kháng protein.
Khi bộ xương bắt đầu hình thành trong trứng, các động vật trong thí nghiệm này có dạng xương ngắn, tròn thay vì dạng kéo dài gắn với mỏ như xương chim.
"Bằng cách tác động đến protein ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành, phát triển phôi thai, chúng ta thực sự làm biến đổi hình thức, diện mạo của bộ phận cơ thể mà gene đó điều chỉnh," Bhullar nói thêm.
Nghiên cứu này cho thấy mỏ chim được phát triển rất khác biệt so với mõm, dựa trên một bộ gene hoàn toàn khác, Michael Benton từ Đại học Bristol ở Anh nói. "Điều đó chứng tỏ mỏ chim là một sự thay đổi để thích nghi với điều kiện sống, là một 'thứ gì đó' riêng biệt chứ không phải chỉ là một hình dạng khác của mũi."

Mỏ chim được hình thành ở nhiều hình dạng, kích cỡ khác nhau

Quá trình tiến hoá từ mõm thành mỏ ở loài chim xảy ra khoảng 40-50 triệu năm sau thời của loài chim cổ Archaeopteryx, Benton nói.
Vào lúc này, Bhullar không có kế hoạch, và cũng chưa được chấp thuận về mặt đạo đức để cho ấp nở những phôi thai gà có mõm. Nhưng ông luôn tin là nếu nở ra, chúng sẽ sống bình thường.
“Những biến đổi này chưa phải là kinh khủng gì cho lắm,” Bhullar nói. "Thậm chí nó còn ít quái dị hơn nhiều nếu so với nhiều giống gà mà những người đam mê, những người chơi chim, chơi gà lai tạo ra.”
"Ngoại trừ cái phần được biến đổi, toàn bộ những phần còn lại của con gà vẫn là… con gà, nhưng ta cần suy xét chín chắn từ quan điểm đạo đức.”
Bản gốc tiếng Anh bài này đã đăng trên BBC Earth.

Posted in: Khoa Học