Georges Cuvier là nhà giải phẫu học người Pháp đã chứng minh, vào năm 1796, rằng loài có thể biến mất hẳn khỏi Trái Đất. Bằng cách so sánh xương hàm và răng, ông chỉ ra voi ma mút khác cả voi châu Á lẫn voi châu Phi, nên không thể còn sống ẩn ở đâu đó. Trớ trêu là chính người đặt nền móng cho khái niệm tuyệt chủng lại phản đối ý tưởng loài biến đổi.
Trước Cuvier, người ta nghĩ gì về xương lạ
Ở thế kỷ 18, châu Âu đã biết nhiều xương khổng lồ đào được ở Siberia, ở thung lũng sông Ohio bên Bắc Mỹ, và cả trong đất châu Âu. Lời giải thích phổ biến là chúng thuộc về loài vẫn còn sống, chỉ là ở những vùng chưa ai thám hiểm tới. Một thế giới do đấng sáng tạo hoàn hảo làm ra thì không nên có mắt xích nào bị mất, theo cách nghĩ của nhiều người thời đó. Thomas Jefferson, sau này là tổng thống Mỹ, từng hy vọng đoàn thám hiểm miền tây sẽ gặp những con thú lớn còn sống.
Câu hỏi "loài có thể mất đi không" vì thế vừa là câu hỏi khoa học vừa chạm tới niềm tin. Cuvier trả lời nó bằng một công cụ khá đời thường: so sánh xương thật kỹ.
Bài giảng về loài voi năm 1796
Cuvier sinh năm 1769 ở Montbéliard, gần biên giới Thuỵ Sĩ, lên Paris năm 1795 và làm việc tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia. Năm sau, ở tuổi ngoài hai mươi, ông trình bày trước Viện Quốc gia một bài về voi sống và voi hoá thạch.
Ông có trong tay sọ và răng của voi Ấn Độ, voi châu Phi, cùng xương ma mút từ Siberia. Ông chỉ ra mặt nhai răng hàm voi châu Á có các gờ men xếp thành dải hẹp song song, còn voi châu Phi có hình thoi, và răng ma mút lại khác cả hai. Kết luận thứ nhất của ông khi đó đã gây bất ngờ: voi châu Á và voi châu Phi là hai loài khác nhau, không phải một. Kết luận thứ hai: ma mút là một loài thứ ba, và một con thú to cỡ ấy khó có thể còn sống mà không ai thấy.
Cùng năm đó, Cuvier mô tả bộ xương khổng lồ đào được ở Nam Mỹ và gửi về Madrid. Ông nhận ra nó thuộc họ hàng của con lười, đặt tên Megatherium, nghĩa là "thú lớn". Một con lười to như voi thì càng khó còn sống ẩn mình.
Về sau ông còn tách con vật ở thung lũng Ohio ra thành một nhóm riêng và đặt tên là mastodon, theo hình các núm tròn trên răng hàm của nó. Đó là chuyện của những năm sau 1800.
Nguyên lý tương quan các bộ phận
Sức thuyết phục của Cuvier đến từ một nguyên lý ông nói đi nói lại: các bộ phận của một con vật phải ăn khớp với nhau. Răng nanh xé thịt đi kèm hàm khoẻ, móng vuốt, ruột ngắn. Răng nghiền cỏ đi kèm móng guốc và dạ dày phức tạp. Nhìn một mảnh, nhà giải phẫu giỏi có thể đoán phần còn lại.
Màn thử nghiệm với hoá thạch ô-pốt ở Montmartre
Câu chuyện hay được kể nhất diễn ra khoảng năm 1804. Từ mỏ thạch cao ở Montmartre, ngay trong Paris, người ta đưa cho Cuvier một khối đá có bộ xương nhỏ lộ ra một phần. Dựa vào răng và hàm, ông đoán đó là thú có túi, họ hàng của ô-pốt châu Mỹ. Nếu đúng, xương chậu của nó phải có một đôi xương nhỏ đặc trưng mà thú có túi mang. Ông mời người chứng kiến rồi cẩn thận đục phần đá che xương chậu. Đôi xương ấy hiện ra đúng chỗ. Mẫu vật này vẫn được giữ ở Paris.
Điều đáng chú ý là thú có túi ngày nay không sống tự nhiên ở châu Âu. Một con ô-pốt trong đá Paris nghĩa là thế giới động vật của vùng này từng rất khác.
Đọc lịch sử trong các lớp đá quanh Paris
Cùng với nhà khoáng vật học Alexandre Brongniart, Cuvier khảo sát kỹ các tầng đá ở lưu vực Paris và công bố kết quả vào khoảng năm 1808 đến 1811. Họ thấy các lớp chứa hoá thạch biển xen kẽ với các lớp chứa hoá thạch nước ngọt, và mỗi lớp có một tập hợp loài riêng. Càng xuống sâu, các loài càng khác so với ngày nay.
Từ đó Cuvier rút ra hai điều. Một là Trái Đất có lịch sử, và lịch sử ấy đọc được theo thứ tự lớp đá. Hai là từng có nhiều lần thay đổi đột ngột, ông gọi là các "cuộc cách mạng" trên bề mặt địa cầu, làm cả loạt loài biến mất. Quan điểm này về sau được gọi là thuyết tai biến.
Vì sao Cuvier không tin loài biến đổi
Nếu loài mất đi và loài mới xuất hiện trong lớp đá trên, phải chăng loài cũ đã biến thành loài mới? Lamarck, đồng nghiệp cùng bảo tàng, nghĩ vậy. Cuvier thì không, vì mấy lẽ:
- Không thấy dạng trung gian. Trong các lớp đá ông biết, loài đổi theo từng bậc, không thấy chuỗi chuyển tiếp mịn.
- Xác ướp từ Ai Cập. Đoàn khoa học theo Napoléon sang Ai Cập mang về xác ướp cò quăm và các loài vật khác, ước tính vài nghìn năm tuổi. Cuvier so sánh và thấy chúng giống hệt loài sống hôm nay. Ông dùng điều đó để lập luận rằng loài không biến đổi.
- Tương quan bộ phận. Một cơ thể được ráp khớp chặt chẽ như vậy, theo ông, không thể đổi từng phần mà vẫn sống được.
Nhìn lại, lập luận về xác ướp hợp lý với hiểu biết thời đó nhưng dựa trên giả định Trái Đất không già lắm. Vài nghìn năm là quá ngắn so với nhịp tiến hoá của phần lớn động vật lớn. Còn sự thiếu dạng trung gian phần lớn đến từ việc hoá thạch hình thành rất hiếm và các lớp đá ở Paris chỉ là một lát mỏng của lịch sử.
Cuộc tranh luận năm 1830
Năm 1830, Cuvier tranh luận trước Viện Hàn lâm Khoa học với Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, người cho rằng mọi động vật có chung một "kế hoạch" cơ thể. Cuvier khăng khăng có bốn kế hoạch tách biệt: động vật có xương sống, thân mềm, chân khớp và nhóm toả tròn như sao biển. Đương thời phần lớn giới khoa học cho Cuvier thắng. Về lâu dài, sinh học phát triển đã cho thấy cả hai đều nắm một phần sự thật: các nhóm động vật rất khác nhau dùng chung nhiều gen điều khiển việc dựng cơ thể.
Di sản: tuyệt chủng thành nền móng cho tiến hoá
Cuvier mất năm 1832, ba năm trước khi Darwin tới quần đảo Galápagos. Ông không chấp nhận tiến hoá, nhưng nhiều thứ ông xây dựng lại thành gạch nền cho nó:
| Đóng góp của Cuvier | Về sau trở thành |
|---|---|
| Chứng minh tuyệt chủng có thật | Một vế không thể thiếu của lịch sử sự sống |
| Giải phẫu so sánh chặt chẽ | Công cụ chính để dựng cây họ hàng trước thời ADN |
| Đọc hoá thạch theo thứ tự lớp đá | Nền của địa tầng học và cổ sinh vật học |
| Thuyết tai biến | Bị Lyell bác vào thế kỷ 19, rồi được nhìn lại khi phát hiện các cuộc đại tuyệt chủng |
Dòng cuối đáng nói thêm. Suốt thế kỷ 19 và phần lớn thế kỷ 20, địa chất học nghiêng hẳn về phía Charles Lyell: Trái Đất đổi chậm, đều đặn, do những quá trình ta thấy hằng ngày. Từ năm 1980, khi nhóm của Luis và Walter Alvarez công bố lớp sét giàu iridi ở ranh giới cuối kỷ Phấn Trắng và giả thuyết thiên thạch, giới khoa học thừa nhận những biến cố đột ngột có thật và có sức xoá sổ lớn. Đây không phải là quay về thuyết tai biến nguyên bản, nhưng Cuvier có lý ở chỗ lịch sử sự sống từng bị cắt ngang dữ dội.
Góc nhìn hôm nay
Cuvier là ví dụ hiếm thấy về một người làm ra bằng chứng mạnh cho một ý tưởng mà chính ông bác bỏ. Ông có phương pháp xuất sắc nhưng bị trói buộc bởi một giả định về thời gian. Đó là bài học khiêm tốn cho mọi nhà khoa học: dữ liệu tốt vẫn có thể được đọc sai nếu khung thời gian sai.
Khái niệm tuyệt chủng mà Cuvier dựng nên ngày nay mang nghĩa rất thực tế. Danh sách đỏ của IUCN theo dõi những loài đang có nguy cơ đi theo voi ma mút, và ở Việt Nam, sự biến mất của tê giác Java khỏi Vườn quốc gia Cát Tiên năm 2010 là một ví dụ gần.
Muốn tìm hiểu thêm:
- Phòng trưng bày Cổ sinh vật học và Giải phẫu so sánh trong Vườn Thực vật ở Paris trưng bày dày đặc bộ xương, nhiều mẫu từ thời Cuvier, xếp theo đúng tinh thần so sánh của ông.
- Ở Hà Nội, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam và Bảo tàng Địa chất có mẫu hoá thạch và xương động vật để tập nhìn theo cách của nhà giải phẫu.
- Thử tự so sánh răng hàm của trâu, lợn và chó (ảnh hoặc xương thật) để thấy nguyên lý tương quan bộ phận hoạt động thế nào.
Câu hỏi thường gặp
Ai là người đầu tiên chứng minh tuyệt chủng?
Georges Cuvier thường được ghi nhận là người chứng minh thuyết phục đầu tiên, trong bài trình bày năm 1796 về voi sống và voi hoá thạch. Trước ông đã có người nghi ngờ, nhưng chưa ai đưa bằng chứng giải phẫu chặt chẽ như vậy.
Cuvier có tin thuyết tiến hoá không?
Không. Cuvier chấp nhận tuyệt chủng nhưng cho rằng loài cố định, không biến đổi thành loài khác. Ông giải thích sự thay thế các nhóm động vật bằng những biến cố đột ngột trên bề mặt Trái Đất.
Thuyết tai biến là gì?
Thuyết tai biến cho rằng lịch sử Trái Đất bị chia cắt bởi những biến cố lớn, đột ngột, xoá sổ nhiều loài cùng lúc. Nó đối lập với thuyết đồng nhất của Lyell, vốn nhấn mạnh thay đổi chậm và đều. Hiểu biết hiện nay kết hợp cả hai.
Voi ma mút khác voi ngày nay thế nào?
Voi ma mút lông xoăn có bộ lông dày, tai nhỏ, đuôi ngắn để giữ nhiệt ở vùng lạnh, và răng hàm có nhiều gờ men sát nhau hợp với ăn cỏ. Phân tích ADN cho thấy ma mút gần với voi châu Á hơn voi châu Phi.
Mastodon và ma mút có giống nhau không?
Không. Mastodon thuộc một nhánh khác hẳn trong bộ có vòi, răng hàm mang những núm tròn để nghiền cành lá, trong khi ma mút có răng dạng gờ phẳng để nghiền cỏ. Hai nhóm chỉ là họ hàng xa.