Evolution isn’t supposed to run backwards – yet an increasing number of examples show that it does and that it can sometimes represent the future of a species.

Người ta cho rằng tiến hoá không thể đi lùi được, tuy nhiên ngày càng có nhiều ví dụ cho thấy nó có thể đại diện cho tương lai của một loài nào đó.

A. The description of any animal as an ‘evolutionary throwback’ is controversial. (Q32) For the better part of a century, most biologists have been reluctant to use those words, mindful of a principle of evolution that says ‘evolution cannot run backwards’. But as more and more examples come to light and modern genetics enters the scene, that principle is having to be rewritten. Not only are evolutionary throwbacks possible, they sometimes play an important role in the forward march of evolution.

·         principle (noun) /ˈprɪnsəpl/: nguyên tắc

·         ENG: a moral rule or a strong belief that influences your actions

·         come to light (verb): đưa ra ánh sáng

·         ENG: to become known to people

Việc mô tả bất kỳ một loài động vật đang tiến hoá ngược vẫn còn là một vấn đề gây tranh cãi. Để có được một thế kỷ tươi sáng hơn thì hầu hết các nhà sinh học đã miễn cưỡng sử dụng những từ ngữ hoa mỹ về nguyên tắc của tiến hóa khi cho rằng ‘tiến hóa có thể đi ngược lại’. Nhưng khi ngày càng nhiều các ví dụ được đưa ra ánh sáng thì ngành di truyền học hiện đại được chú ý và các nguyên tắc trên phải được viết lại. Tiến hoá ó thể đi lùi, và thậm chí những sự đi lùi này đóng vai trò quan trọng trong hành trình tiến hoá phía trước .

B. The technical term for an evolutionary throwback is an ‘atavism’, from the Latin atavus, meaning forefather. The word has ugly connotations thanks largely to Cesare Lombroso, a 19th-century Italian medic who argued that criminals were born not made and could be identified by certain physical features that were throwbacks to a primitive, sub-human state.

·         forefather (noun) /ˈfɔːfɑːðə(r)/: tổ tiên

·         ENG: a person (especially a man) in your family who lived a long time ago

·         primitive (adj) /ˈprɪmətɪv/: tiền sử

·         ENG: [usually before noun] belonging to a very simple society with no industry, etc.

Thuật ngữ kỹ thuật của tiến hóa lùi được gọi là ‘’atavism” (tạm dịch là hiện tượng hồi tổ hay thuyết lại giống) xuất phát từ tiếng Latin “atavus” có nghĩa là tổ tiên. Từ trên có hàm ý xấu là do thế kỷ 19, một bác sĩ người Ý tên là Cesare Lombroso đã cho rằng chúng ta có thể nhận diện được bọn tội phạm ngay từ khi sinh chúng được sinh ra do những đặc tính vật lý nhất định có liên quan đến người tiền sử.

C. (Q33) While Lombroso was measuring criminals, a Belgian palaeontologist called Louis Dollo was studying fossil records and coming to the opposite conclusion. (Q27) In 1890 he proposed that evolution was irreversible: that ‘an organism is unable to return, even partially, to a previous stage already realised in the ranks of its ancestors. Early 20th-century biologists came to a similar conclusion, though they qualified it in terms of probability, stating that there is no reason why evolution cannot run backwards – it is just very unlikely. And so the idea of irreversibility in evolution stuck and came to be known as ‘Dollo’s law.

·         irreversible (adj) /ˌɪrɪˈvɜːsəbl/: không thể đảo ngược

·         ENG: that cannot be changed back to what it was before

·         ancestor (noun) /ˈænsestə(r)/: tổ tiên

·         ENG: a person in your family who lived a long time ago

Trong khi Lombroso nghiên cứu về tội phạm thì một nhà cổ sinh vật học người Bỉ tên là Louis Dollo lại nghiên cứu các hồ sơ hóa thạch và đưa ra những kết luận ngược lại với học thuyết trên. Năm 1890 ông Louis Dollo cho rằng sự tiến hóa là không thể đảo ngược: rằng một sinh vật không thể trở lại thời kỳ trước đó cùng với những loài tổ tiên của chúng, dù chỉ là một phần. Các nhà sinh học đầu thế kỷ 20 cũng đi đến một kết luận tương tự, nhưng họ dùng từ ‘có khả năng’, họ khẳng định rằng không có lý do nào để giải thích vì sao tiến hoá không thể quay ngược lại – nó chỉ là rất khó xảy ra. Và do đó, ý tưởng về không thể đảo ngược trong tiến hóa bị mắc kẹt ở đây và đã được mọi người gọi là luật Dollo.

D. If Dollo’s law is right, atavisms should occur only very rarely, if at all. Yet almost since the idea took root, exceptions have been cropping up. In 1919, for example, a humpback whale with a pair of leglike appendages over a metre long, complete with a full set of limb bones, was caught off Vancouver Island in Canada. Explorer Roy Chapman Andrews argued at the time that the whale must be a throwback to a land-living ancestor. ‘I can see no other explanation’, he wrote in 1921.

Nếu luật Dollo là đúng thì thuyết lại giống ít nhất cũng xảy ra dù rất hiếm. Tuy nhiên, kể từ khi ý tưởng này bắt đầu được nhen nhóm thì cũng có đến vài trường hợp ngoại lệ xảy ra. Ví dụ như năm 1919 một con cá voi lưng gù với một hai cái chân phụ dài hơn một mét với đầy đủ các xương chi đã được đánh bắt ngoài khơi đảo Vancouver, Canada. Nhà thám hiểm Roy Chapman Andrews lúc đó lập luận rằng con cá voi này là một tái sinh của một tổ tiên nào đó đã sống trên cạn. Năm 1921 ông viết: “Tôi không thể tìm ra một lời giải thích nào khác”.

E. Since then, so many other examples have been discovered that it no longer makes sense to say that evolution is as good as irreversible. (Q34) And this poses a puzzle: how can characteristics that disappeared millions of years ago suddenly reappear? In 1994, Rudolf Raff and colleagues at Indiana University in the USA decided to use genetics to put a number on the probability of evolution going into reverse. They reasoned that while some evolutionary changes involve the loss of genes and are therefore irreversible, others may be the result of genes being switched off. (Q29) If these silent genes are somehow switched back on, they argued, long-lost traits could reappear.

·         reappear (verb) /ˌriːəˈpɪə(r)/: tái xuất hiện

·         ENG: to appear again after not being heard of or seen for a period of time

Kể từ đó, người ta khám phá ra nhiều trường hợp khác để chứng minh rằng tiến hóa là có thể đảo ngược (tức nói tiến hoá không bị đảo ngược không còn đúng nữa). Và điều này đặt ra một câu đố là làm thế nào những đặc điểm đã biến mất hàng triệu năm trước đột nhiên xuất hiện trở lại? Năm 1994, Rudolf Raff và các đồng nghiệp tại Đại học Indiana ở Mỹ đã quyết định sử dụng di truyền học để tính xác suất của sự tiến hóa lùi này. Họ lý luận rằng trong khi một số thay đổi tiến hóa liên quan đến việc các gen di truyền mất đi nên không thể đảo ngược thì các thay đổi khác có thể là kết quả của việc các gen bị tắt (hay gọi là bị lặn). Họ lập luận rằng nếu các gen lặn này bằng cách nào đó xuất hiện trở lại thì những đặc điểm đã mất rất lâu trước đó cũng có thể xuất hiện trở lại.

F. Raff’s team went on to calculate the likelihood of it happening. Silent genes accumulate random mutations, they reasoned, eventually rendering them useless. So how long can a gene survive in a species if it is no longer used? The team calculated that there is a good chance of silent genes surviving for up to 6 million years in at least a few individuals in a population, and that some might survive as long as 10 million years. In other words, throwbacks are possible, but only to the relatively recent evolutionary past.

·         accumulate (verb) /əˈkjuːmjəleɪt/: tích tụ, tích luỹ

·         ENG: to gradually get more and more of something over a period of time

Đội nghiên cứu của Raff tiến hành tính toán khả năng xảy ra của việc trên. Và họ lý giải rằng các gene lặn tích lũy các đột biến ngẫu nhiên nên cuối cùng khiến chúng vô dụng. Vì vậy câu hỏi là một gen có thể tồn tại bao lâu trong một loài nếu nó không còn được sử dụng nữa? Nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng cơ hội để các gen lặn này sống sót lên đến 6 triệu năm ở một vài cá nhân trong loài, và một số chúng có thể tồn tại tới 10 triệu năm. Nói cách khác việc di truyền ngược là có thể, nhưng nó chỉ xuất hiện trong những tiến hóa gần đây.

G. As a possible example, the team pointed to the mole salamanders of Mexico and California. Like most amphibians these begin life in a juvenile ‘tadpole’ state, then metamorphose into the adult form – except for one species, the axolotl, which famously lives its entire life as a juvenile. The simplest explanation for this is that the axolotl lineage alone lost the ability to metamorphose, while others retained it. From a detailed analysis of the salamanders’ family tree, however, it is clear that the other lineages evolved from an ancestor that itself had lost the ability to metamorphose. In other words, metamorphosis in mole salamanders is an atavism. (Q30) The salamander example fits with Raff’s 10million-year time frame.

·         amphibian (noun) /æmˈfɪbiən/: loài lưỡng cư

·         ENG: any animal that can live both on land and in water. Amphibians have cold blood and skin without scales. Frogs, toads and newts are all amphibians

·         juvenile (adj) /ˈdʒuːvənaɪl/: chưa trưởng thành

·         ENG: relating to young people who are not yet adults

·         family tree (noun) /ˌfæməli ˈtriː/: cây phả hệ

·         ENG: a diagram that shows the relationship between members of a family over a long period of time

Để minh hoạ vấn đề trên, nhóm nghiên cứu đã quyết định thí nghiệm trên loài kỳ nhông vằn ở Mexico và California. Giống như hầu hết các loài lưỡng cư khi bắt đầu cuộc sống ở trạng thái chưa trưởng thành ‘nòng nọc’ sau đó biến hình thành dạng trưởng thành – ngoại trừ một loài là Axolotl (Kỳ giông Mexico) nổi tiếng sống toàn bộ cuộc sống của nó dưới dạng chưa trưởng thành. Lời giải thích đơn giản nhất cho điều này là trong khi các loài lưỡng cư khác còn giữ lại đặc tính biến hình thì loài Kỳ giông Mexico lại mất khả năng đó. Tuy nhiên từ một phân tích chi tiết của cây phả hệ của loài kỳ nhông, chúng ta có thể thấy rõ ràng là những loài khác khi tiến hóa từ tổ tiên chúng thì chính tổ tiên nó đã mất khả năng biến hình. Nói cách khác, biến hình ở loài kỳ nhông có nốt ruồi là một trường hợp lại giống hay tiến hoá lùi. Ví dụ về loài kỳ nhông trên phù hợp với giả thuyết và thời gian 10 triệu năm của nhà nghiên cứu Raff đưa ra trước đây.

H. More recently, however, examples have been reported that break the time limit, suggesting that silent genes may not be the whole story. In a paper published last year, biologist Gunter Wagner of Yale University reported some work on the evolutionary history of a group of South American lizards called Bachia. Many of these have minuscule limbs; some look more like snakes than lizards and a few have completely lost the toes on their hind limbs. Other species, however, sport up to four toes on their hind legs. The simplest explanation is that the toed lineages never lost their toes, but Wagner begs to differ. (Q31/38) According to his analysis of the Bachia family tree, the toed species re-evolved toes from toeless ancestors and, what is more, digit loss and gain has occurred on more than one occasion over tens of millions of years.

Tuy nhiên, gần đây các nhà khoa học đã đưa ra các ví dụ minh chứng rằng giới hạn về thời gian tồn tại của gen lặn là 10 triệu năm (như đã nói ở trên) hoàn toàn có thể bị phá vỡ và các gene lặn này có thể không phải là nguyên nhân của toàn bộ câu chuyện. Trong một bài báo xuất bản năm ngoái, nhà sinh vật học Gunter Wagner của Đại học Yale đã báo cáo một số công trình nghiên cứu của ông về lịch sử tiến hóa của nhóm các loài thằn lằn Nam Mỹ gọi là Bachia. Nhiều con trong số các loài này có các chi nhỏ xíu; một số trông giống như những con rắn hơn thằn lằn và một số ít trong chúng đã hoàn toàn bị mất các ngón trên chân sau. Tuy nhiên, các loài khác vẫn có bốn ngón ở hai chân sau. Lời giải thích đơn giản nhất cho việc này là những loài có ngón thì chưa bao giờ bị mất ngón chân nhưng Wagner cho rằng có thể có khác biệt. Theo phân tích của ông về cây phả hệ của dòng thằn lằn Bachia này thì các loài có ngón đã tái tiến hoá các ngón chân từ tổ tiên vốn không chân của chúng và những trường hợp trên đã xảy ra nhiều lần trong suốt hơn hàng chục triệu năm qua.

I. So what’s going on? (Q35) One possibility is that these traits are lost and then simply reappear, in much the same way that similar structures can independently arise in unrelated species, such as the dorsal fins of sharks and killer whales.(Q36) Another more intriguing possibility is that the genetic information needed to make toes somehow survived for tens or perhaps hundreds of millions of years in the lizards and was reactivated. These atavistic traits provided an advantage and spread through the population, effectively reversing evolution.

·         intriguing (adj) /ɪnˈtriːɡɪŋ/: thú vị

·         ENG: very interesting because of being unusual or not having an obvious answer

·         reverse (verb) /rɪˈvɜːs/: đảo chiều

·         ENG: to change something completely so that it is the opposite of what it was before

Vậy thì chuyện gì đang xảy ra đây? Một khả năng nữa là những đặc điểm bị mất đi và sau đó đơn giản là xuất hiện trở lại với các cấu trúc tương tự có thể xuất hiện độc lập ở những loài không liên quan, chẳng hạn như trường hợp vây lưng ở loài cá mập và cá voi sát thủ. Một khả năng thú vị khác là các thông tin di truyền cần thiết để tạo ra các ngón chân bằng cách nào đó mà các gene này có thể sống sót trong hàng chục hoặc có lẽ hàng trăm triệu năm ở loài thằn lằn và được kích hoạt lại. Những đặc điểm lại giống này tạo điều kiện thuận lợi và hiệu quả trong việc đảo chiều tiến hoá.

K. (Q40) But if silent genes degrade within 6 to million years, how can long-lost traits be reactivated over longer timescales? The answer may lie in the womb. (Q39) Early embryos of many species develop ancestral features. Snake embryos, for example, sprout hind limb buds. Later in development these features disappear thanks to developmental programs that say ‘lose the leg’. If for any reason this does not happen, the ancestral feature may not disappear, leading to an atavism.

·         womb (noun) /wuːm/: tử cung

·         ENG: the organ in women and female animals in which babies or young animals develop before they are born

·         sprout (verb) /spraʊt/: mọc

·         ENG: (of plants or seeds) to produce new leaves or buds; to start to grow

Nhưng nếu các gene lặn bị suy giảm trong vòng 6 triệu năm thì làm thế nào các đặc điểm đã mất từ lâu này có thể được kích hoạt sau khoảng thời gian dài như vậy? Câu trả lời có thể nằm trong tử cung. Các phôi trong thời gian đầu của nhiều loài phát triển các tính năng của tổ tiên mình. Ví dụ như phôi của loài rắn có thể mọc chồi chân sau. Sau đó trong quá trình phát triển, các đặc điểm này biến mất nhờ vào các chương trình phát triển gọi là ‘mất chân’. Nếu vì lý do nào đó điều này không xảy ra (tức chương trình mất chân không hoạt động được) thì các tính năng của tổ tiên có thể không biến mất mà dẫn đến một hiện tượng gọi là lại giống (hay tiến hoá lùi).