Ngày xưa, hươu 'ngắn cổ' tồn tại cách đây 17 triệu năm, tại sao lại khiến hươu cao cổ có chiếc cổ dài như ngày nay?

Trong suốt hàng triệu năm, dòng họ hươu cao cổ đã trải qua vô số giai đoạn tiến hóa lựa chọn, nhưng cuối cùng chúng đã chọn lựa một chiếc cổ dài độc đáo như hiện nay.

Cao đến 5,8 mét (19 feet), hươu cao cổ được biết đến là loài động vật cao nhất trên cạn nhờ vào chiếc cổ dài bất thường. Mặc dù chiều dài có thể lên tới 1,8 mét, nhưng hươu cao cổ vẫn giữ nguyên đặc điểm giống như hầu hết các loài động vật có vú, chỉ có bảy đốt sống cổ.

Khoảng 17 triệu năm trước, tổ tiên của loài hươu cao cổ, với chiếc cổ ngắn và hộp sọ dày, đã sống lang thang ở khu vực Châu Phi, Châu Á và cả miền bắc Trung Quốc.

Loài cổ này được gọi là Samotherium. Nó có mối quan hệ họ hàng gần với hươu cao cổ hiện đại, nhưng chỉ nhỏ như một con cừu, với chiếc cổ ngắn tương tự như các loài động vật khác cùng kích thước.

Phân tích hóa thạch đã cho thấy đỉnh hộp sọ của Samotherium được phủ bởi chất sừng, cùng một loại mô giống như sừng của các loài thú móng guốc hay húc nhau như bò và cừu. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng những con Samotherium đực cũng sử dụng 'tấm khiên đầu' để húc nhau khi cạnh tranh bạn tình.

Tóm lại, trong quá khứ xa xưa, tổ tiên của hươu cao cổ có tính chất khác biệt so với các loài hiện đại. Vậy quá trình tiến hóa nào đã thúc đẩy sự hình thành của chiếc cổ dài đặc biệt ở hươu cao cổ ngày nay?

Theo lý thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin

Với các nhà khoa học, chiếc cổ của hươu cao cổ thực sự là một hiện tượng kỳ diệu. Dù có chiều dài lên tới gần 2 mét nhưng chiếc cổ này chỉ bao gồm bảy đốt sống, tương tự như cổ của con người. Câu hỏi làm thế nào một cấu trúc như vậy có thể phát triển đã khiến cho các nhà khoa học bối rối trong một khoảng thời gian dài.

Như với nhiều vấn đề liên quan đến quá trình tiến hóa, câu hỏi về chiếc cổ của hươu cao cổ đã được giải đáp từ các ghi chú trong công trình nghiên cứu của Charles Darwin.

Trong quần thể hươu cao cổ cổ xưa, có một số cá thể ngẫu nhiên có chiếc cổ dài hơn một chút so với các đồng loại khác. Điều này giúp chúng tiếp cận được những cành cây cao hơn, dẫn đến sự thành công trong sinh sản vì chúng có thể tiếp cận được nguồn thức ăn mà các hươu có tầm vóc thấp hơn không thể đạt được do cạnh tranh với nhiều loài khác.

Bên cạnh đó, trong việc tranh giành con cái, hươu cao cổ đực sử dụng cổ để quật nhau, được gọi là 'siết cổ'. Những con hươu có cổ dài hơn thường chiến thắng trong những cuộc đấu này, có nghĩa là chúng có khả năng di truyền gen cổ dài của mình cho thế hệ tiếp theo hơn.

Ngoài ra, còn một giả thuyết khác. Cổ của hươu giúp chúng điều hòa nhiệt độ cơ thể ở vùng khí hậu nóng của châu Phi bằng cách tăng diện tích bề mặt cơ thể, từ đó nhiệt lượng bên trong có thể dễ dàng thoát ra ngoài.

Theo thời gian, môi trường sẽ trải qua sự chọn lọc tự nhiên. Các sinh vật có đặc tính sinh tồn thuận lợi hơn sẽ tồn tại và sinh sản ra những thế hệ có gen di truyền tương tự như tổ tiên, nhưng còn được cải thiện hơn.

Học thuyết phản đối Darwin

Năm 1871, nhà tự nhiên học George Jackson Mivart đã xuất bản một cuốn sách phản đối sự tiến hóa qua chọn lọc tự nhiên có tựa đề On the Genesis of Species (Sự ra đời của các loài). Tương tự như nhiều nhà tự nhiên học cuối thế kỷ 19 khác, Mivart chấp nhận sự tiến hóa nhưng phản đối thuyết chọn lọc tự nhiên.

Theo Mivart, chính hươu cao cổ là một ví dụ hoàn hảo về sự không hiệu quả của chọn lọc tự nhiên. Giả sử chiếc cổ dài của hươu cao cổ là một sự thích nghi để tiếp cận những tán lá cao hơn trong những đợt hạn hán của Châu Phi.

Một vấn đề chưa được giải thích ở đây là nếu môi trường khô hạn tạo điều kiện cho cổ của hươu dài ra, thì thật bất ngờ là không có loài động vật ăn cỏ nào khác cũng tự thích nghi theo cách tương tự.

Bên cạnh đó, việc tăng chiều cao của cơ thể cũng đi kèm với những thách thức khác. Chiều cao tăng đồng nghĩa với trọng lượng tăng, trọng lượng tăng đồng nghĩa với việc hươu cao cổ cũng sẽ yêu cầu lượng thức ăn tăng lên. Trong điều kiện khô hạn căng thẳng, quá trình chọn lọc tự nhiên này chưa chắc đã mang lại lợi thế hoàn toàn cho loài hươu cao cổ.

Năm 1872, Darwin một cách nghiêm túc nhận thức về phản đối của Mivart và xem đó là một điểm đáng nghi ngờ hoặc cần phải làm rõ thêm.

Trong nhiều năm qua, các nhà khảo cổ đã phát hiện một mẫu hóa thạch hoàn chỉnh của một loài hươu cao cổ cổ đại được gọi là Bohlinia. Đây có thể coi là loài 'trung gian' giữa loài Samotherium cổ ngắn và hươu cao cổ hiện đại.

Qua loài Bohlinia, các nhà khoa học đã suy luận được giai đoạn tiến hóa từ cổ hươu ngắn sang cổ hươu dài bắt đầu từ khoảng 14 triệu năm trước vào thời kỳ Miocen.

Tuy vậy, câu hỏi 'làm thế nào mà tổ tiên của loài hươu cao cổ có thể làm cho chiếc cổ của chúng dài ra?' vẫn cần được nghiên cứu để tìm ra lời giải đáp chính xác nhất.