Nghiên cứu mới giúp mở rộng thuyết tiến hóa của Darwin

Các nhà khoa học và triết học vừa đưa ra một quy luật tự nhiên mới, dựa trên thuyết tiến hóa mà nhà bác học Charles Darwin đề cập trong cuốn sách xuất bản năm 1859 về nguồn gốc của các loài trên Trái đất. Quy luật tự nhiên mới này được công bố trên tạp chí Proceedings của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ vào ngày 16/10.

So với thuyết tiến hóa mà nhà bác học Charles Darwin đưa ra cách đây 164 năm, đề xuất về quy luật mới của tự nhiên cũng bao gồm quy luật tiến hóa của Darwin. Tuy nhiên, quy luật mới coi học thuyết tiến hóa của Darwin chỉ là một minh chứng rõ ràng cho quá trình tiến hóa ở cấp độ rộng lớn hơn rất nhiều, từ cấp độ nguyên tử, khoáng vật, bầu khí quyển hành tinh đến cấp độ hành tinh, ngôi sao và hơn thế nữa. Đề xuất về quy luật mới cho rằng, các hệ sinh thái tự nhiên phức tạp tiến hóa đến các trạng thái có tổ chức sinh học lớn hơn cùng với sự đa dạng và phức tạp hơn.

Quá trình tiến hóa của loài người.

Ví dụ, ở cấp độ ngôi sao, các nhà khoa học giải thích quá trình tiến hóa như sau. Chính những ngôi sao hình thành sớm nhất trong vũ trụ đã tạo ra những vụ nổ siêu tân tinh đầu tiên ở cuối vòng đời, để lại những tàn dư hình thành nên thế hệ những ngôi sao thứ hai. Những ngôi sao thế hệ đầu tiên có thể tạo ra khoảng 20 nguyên tố tự nhiên nặng hơn heli mà chúng ta biết đến ngày hôm nay như carbon, nitơ và ôxy, thông qua quá trình tổng hợp hạt nhân sao trong suốt thời gian hoạt động của nó hoặc bởi tổng hợp hạt nhân siêu tân tinh khi ngôi sao phát nổ. Trong khi đó, các ngôi sao thế hệ thứ hai tạo thêm gần 100 nguyên tố khác sau phản ứng tương tự.

Với tiêu đề “quy luật tăng cường thông tin chức năng”, đề xuất mới lập luận rằng các hệ sinh thái trên Trái đất luôn hình thành từ nhiều đơn vị sinh học cơ bản có sự tương tác với nhau như nguyên tử hoặc tế bào. Khi các quá trình tương tác diễn ra, chẳng hạn như đột biến tế bào, thì quá trình này tạo ra các tổ chức sinh học khác nhau, hay còn được gọi là hệ thống phân cấp sự sống. Đề xuất quy luật mới cũng cho rằng sự tiến hóa xảy ra khi các cấp bậc tổ chức trong thế giới sống phải tuân theo sự lựa chọn để đem lại những chức năng hữu ích. Trong đề xuất này, nhóm các nhà khoa học đề cập đến các hệ sinh thái trên Trái đất, bao gồm cả thành phần hữu sinh (tổng hợp các chất hữu cơ có trong môi trường sinh thái xung quanh) và vô sinh (các nhân tố vật lý, hóa học của môi trường mà không có sự sống).

Nhà nghiên cứu sinh vật học vũ trụ Robert Hazen thuộc Viện Khoa học Carnegie (của Mỹ) cho biết nhóm nghiên cứu đã coi quá trình tiến hóa là một quá trình xảy ra đối với tất cả các hệ sinh thái trên Trái đất, bao gồm cả thành phần hữu sinh và vô sinh. Theo thời gian, quá trình tiến hóa này làm gia tăng sự đa dạng và hình thức tồn tại của các loài. Tuy nhiên, nhà khoa học Hazen cho biết quy luật mới nói trên không miêu tả hoặc giải thích vì sao thế giới muôn loài vẫn tiếp tục tiến hóa ngày càng đa dạng và phức tạp ở cấp độ nguyên tử, phân tử, khoáng vật và các cấp độ khác.

Nhóm tác giả đề xuất 3 khái niệm phổ quát về sự lựa chọn trong quá trình tiến hóa của các loài. Đó là khả năng chịu đựng cơ bản, bản chất của các quá trình chủ động lựa chọn diễn ra trong một thời gian dài, qua đó có thể làm tiền đề cho tiến hóa xảy ra và sự xuất hiện của các đặc điểm mới để thích nghi với môi trường.

Theo nhà khoa học Michael Wong chuyên nghiên cứu về sinh vật học và hành tinh thuộc Viện Khoa học Carnegie - đồng thời là chủ nhiệm công trình nghiên cứu, những nội dung của đề xuất quy luật tự nhiên mới đã dựng lên một bức tranh toàn cảnh về sự hình thành của hệ vũ trụ bắt nguồn từ sự lựa chọn để đảm bảo duy trì chức năng hữu ích của từng cấp bậc tổ chức sinh học.

Theo đồng tác giả Jonathan Lunine thuộc Đại học Cornell (New York, Mỹ), việc xây dựng một quy luật như vậy sẽ cung cấp một góc nhìn mới, giải thích vì sao các hệ sinh thái đa dạng tạo nên vũ trụ lại tiến hóa theo cách riêng. Ngoài ra, quy luật mới nói trên cũng có thể giúp các nhà khoa học dự đoán được những hệ sinh thái xa lạ phát triển theo thời gian như thế nào. Ví dụ, các nhà khoa học có thể nghiên cứu thêm về như môi trường hóa học với nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp trên vệ tinh Titan vốn được biết đến là mặt trăng của sao Thổ.