Chọn lọc nhân tạo: từ cải dại ra bắp cải, su hào và thí nghiệm cáo thuần

Chọn lọc nhân tạo là khi con người, chứ không phải thiên nhiên, quyết định cá thể nào được sinh sản. Lặp lại qua nhiều thế hệ, nó có thể biến một loài hoang dại thành những giống khác nhau tới mức tưởng là khác loài. Bắp cải, súp lơ, su hào, cải xoăn và cải Brussels đều xuất phát từ cùng một loài cải dại ven biển châu Âu. Và chỉ trong vài chục năm, một thí nghiệm ở Siberia đã biến cáo bạc hoang thành những con cáo vẫy đuôi đòi người vuốt ve.

Chọn lọc nhân tạo là bằng chứng đầu tiên mà Darwin dùng để thuyết phục người đọc: nếu con người làm được ngần ấy thay đổi chỉ trong vài nghìn năm, thì thiên nhiên với hàng triệu năm có thể làm được gì.

Darwin bắt đầu từ chuồng bồ câu

Chương đầu tiên của cuốn Nguồn gốc các loài năm 1859 không nói về Galápagos hay hoá thạch, mà nói về vật nuôi và cây trồng. Darwin tự nuôi bồ câu, gia nhập các hội nuôi bồ câu ở London, và say mê những giống lạ: bồ câu đuôi quạt xoè như con công nhỏ, bồ câu diều có diều phồng to, bồ câu lộn nhào trên không. Ông lập luận rằng tất cả đều xuất phát từ bồ câu núi hoang dã.

Ý của ông rất rõ: người nuôi chim chỉ làm một việc đơn giản là chọn con mình thích cho sinh sản, loại con không thích. Không ai "tạo ra" biến dị, biến dị có sẵn. Người nuôi chỉ cộng dồn những biến dị nhỏ qua nhiều thế hệ. Thiên nhiên cũng làm đúng việc đó, chỉ khác người chọn là môi trường.

Một cây cải, nhiều loại rau

Ven các vách đá ở bờ biển Tây Âu, từ Anh, Pháp tới bán đảo Iberia, có một loài cải dại thân hơi gỗ, lá dày phủ lớp sáp, chịu được gió muối. Đó là tổ tiên hoang dại của cả nhóm rau mà nhà thực vật học xếp chung vào một loài, Brassica oleracea. Nguồn gốc chính xác, ở bờ Đại Tây Dương hay quanh Địa Trung Hải, vẫn đang được các nhà di truyền tranh luận.

Điều thú vị là mỗi loại rau là kết quả của việc chọn phóng to một bộ phận khác nhau của cùng một cây:

Vì cùng một loài, các loại rau này vẫn lai được với nhau. Người làm vườn để su hào và bắp cải ra hoa cạnh nhau thì hạt năm sau có thể cho ra cây lai lẫn lộn. Đó cũng là lý do nông dân giữ giống phải trồng cách ly.

Ở Việt Nam, bắp cải, su hào và súp lơ là rau vụ đông quen thuộc của đồng bằng Bắc Bộ và vùng cao Lâm Đồng. Ít ai để ý rằng ba thứ rau trông khác hẳn nhau trên mâm cơm lại là ba "anh em" chung một tổ tiên.

Thí nghiệm cáo thuần ở Novosibirsk

Chó được thuần hoá từ sói trong một quá trình kéo dài hàng chục nghìn năm, không ai ghi chép lại. Năm 1959, nhà di truyền học Liên Xô Dmitry Belyaev quyết định thử tua nhanh quá trình đó với một loài khác: cáo bạc, một dạng màu của cáo đỏ, vốn được nuôi trong các trại lấy lông.

Chọn đúng một tiêu chí

Belyaev và cộng sự lâu năm của ông là Lyudmila Trut chỉ chọn cáo theo một tiêu chí duy nhất: mức độ không sợ, không hung dữ với người. Mỗi thế hệ, cáo con được kiểm tra bằng cách người tiến lại gần, đưa tay ra, thử vuốt ve. Chỉ những con bình tĩnh và thân thiện nhất được giữ lại sinh sản. Không chọn theo màu lông, kích thước hay hình dáng.

Song song, một dòng cáo đối chứng được nuôi trong cùng điều kiện nhưng không chọn lọc theo tính nết.

Những thay đổi không ai chọn

Chỉ sau khoảng chục thế hệ, đã có những con cáo vẫy đuôi, rên ư ử, liếm tay người, chạy đến khi được gọi, giống chó con. Nhưng điều làm giới khoa học sửng sốt là những thay đổi đi kèm mà không ai chọn:

• Lông xuất hiện mảng trắng loang, nhất là đốm trắng trên trán.
• Một số con có tai cụp, đuôi cong vểnh lên.
• Mõm ngắn và rộng hơn ở một số cá thể.
• Thời kỳ con non "dám khám phá thế giới trước khi biết sợ" kéo dài hơn.

Tai cụp, lông loang, đuôi cong cũng là những đặc điểm gặp ở rất nhiều vật nuôi khác nhau: chó, lợn, bò, ngựa, thỏ. Các nhà khoa học gọi tập hợp này là "hội chứng thuần hoá" và đang tìm hiểu vì sao chúng đi cùng nhau. Một giả thuyết được bàn nhiều cho rằng chọn tính hiền là chọn những con có phản ứng sợ hãi yếu, và điều đó liên quan tới một nhóm tế bào trong phôi gọi là mào thần kinh, nhóm tế bào cũng tham gia tạo sắc tố lông, sụn tai và xương mặt. Đây vẫn là giả thuyết, đang được kiểm chứng và có cả ý kiến phản biện.

Ngoài ra cần biết: đàn cáo ban đầu lấy từ trại lông, đã ít nhiều quen người, nên đây không phải thuần hoá từ con hoang hoàn toàn. Một số nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng vài đặc điểm "chó hoá" đã xuất hiện lẻ tẻ trong trại lông trước thí nghiệm. Dù vậy, thí nghiệm vẫn cho thấy rõ chọn lọc mạnh theo tính nết có thể thay đổi hành vi rất nhanh.

Chọn lọc nhân tạo và chọn lọc tự nhiên giống, khác ở đâu

Dòng cuối rất đáng nhớ. Bắp cải cuốn chặt không phát tán hạt tốt bằng cải dại. Gà công nghiệp lớn nhanh nhưng khó sống ngoài trang trại. Chọn lọc nhân tạo có thể đẩy một đặc điểm đi rất xa, nhưng thường phải đánh đổi những thứ mà con người không để ý tới.

Chọn lọc nhân tạo quanh ta ở Việt Nam

• Cá vàng: được người Trung Hoa nuôi chọn từ một loài cá diếc hoang màu xám bạc qua hơn một nghìn năm, tạo ra cá mắt lồi, cá đầu lân, cá đuôi bướm.
• Gà Đông Tảo: giống gà chân to nổi tiếng của Hưng Yên, kết quả của nhiều đời người nuôi chọn những con chân to, thịt chắc.
• Lúa: từ lúa hoang hạt rụng tự nhiên tới lúa trồng giữ hạt trên bông chờ người gặt, rồi tới hàng nghìn giống địa phương và giống chịu mặn, chịu ngập ngày nay.
• Hoa giấy, hoa hồng, lan: người chơi hoa vẫn tiếp tục chọn những biến dị lạ về màu và dáng mỗi năm.

Góc nhìn hôm nay

Chọn lọc nhân tạo đã nuôi sống loài người: gần như mọi thứ ta ăn đều đã qua bàn tay chọn lọc của nông dân suốt hàng nghìn năm. Nhưng nó cũng nhắc ta về rủi ro khi đi quá xa một hướng: những giống chó mõm ngắn hay khó thở, những cánh đồng chỉ trồng một giống dễ bị một loại bệnh quét sạch. Vì vậy các ngân hàng gen giữ lại giống cây hoang và giống địa phương cũ, như nguồn biến dị dự trữ cho tương lai.

Muốn tự thấy chọn lọc nhân tạo, có thể thử ở nhà với rau mầm hay đậu: mỗi lứa chỉ giữ hạt của vài cây cao nhất hoặc ra quả sớm nhất, gieo tiếp và ghi lại qua vài vụ. Kết quả sẽ chậm và lẫn nhiều ảnh hưởng môi trường, nhưng đó chính là việc mà người nông dân đầu tiên đã làm.