Từng là hươu 'ngắn cổ' cách đây 17 triệu năm, điều gì khiến hươu cao cổ có...chiếc cổ dài như ngày nay?

Cao tới 5,8 mét (19 feet), hươu cao cổ là loài động vật cao nhất trên cạn nhờ chiếc cổ dài bất thường. Nhưng mặc dù cổ có thể dài tới 1,8 mét nhưng hươu cao cổ vẫn giống như hầu hết các loài động vật có vú, chỉ có bảy đốt sống cổ.

Gần 17 triệu năm trước, tổ tiên của loài hươu cao cổ nhưng có 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 đại này được đặt tên là Samotherium. Nó có quan hệ họ hàng gần với hươu cao cổ hiện đại nhưng chỉ nhỏ như một con cừu, với chiếc cổ ngắn tương tự những loài thú trên cạn khác có cùng kích thước.

Phân tích hóa thạch cho thấy đỉnh hộp sọ của Samotherium được bao phủ bởi chất sừng, cùng một loại mô có trong 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 tranh giành bạn tình.

Tóm lại, ở xa xưa, tổ tiên hươu cao cổ là một loài có đặc tính tương đối khác so với hậu duệ ngày nay. Vậy diễn tiến nào đã thúc đẩy tạo nên chiếc cổ dài độc đáo của loài hươu cao cổ hiện đại?

Theo thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin

Với giới khoa học, cổ của một chú hươu cao cổ thực sự là một tạo vật kỳ diệu. Dù có chiều dài lên tới gần 2 mét nhưng chiếc cổ này cũng chỉ bao gồm bảy đốt sống giống như cổ người. Câu hỏi làm thế nào mà một cấu trúc như vậy lại có thể phát triển đã làm giới khoa học bế tắc trong thời gian dài.

Như những vấn đề liên quan tới quá trình tiến hóa, câu hỏi hóc búa về chiếc cổ của hươu cao cổ đã được tìm lời giải từ những ghi chép thuộc công trình nghiên cứu của Charles Darwin.

Trong một quần thể hươu cao cổ xa xưa có những cá thể chỉ tình cờ có cổ dài hơn một chút so với đồng loại của chúng. Điều này cho phép chúng vươn tới những cành cây cao hơn, và kết quả là những con hươu này sinh sản thành công hơn vì chúng có thể sống bằng nguồn thức ăn hoang sơ trong khi những con hươu có tầm vóc thấp hơn không tồn tại được do chịu sự cạnh tranh của nhiều loài khác.

Bên cạnh đó, hươu cao cổ đực tranh giành con cái bằng cách dùng cổ quật vào nhau, hay còn gọi là "siết cổ". Hươu cao cổ có cổ dài hơn có xu hướng chiến thắng trong những trận đấu này, có nghĩa là chúng có nhiều khả năng di truyền gen cổ dài của mình hơn.

Ngoài ra còn một giả thuyết khác. Cổ 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, qua đó nhiệt lượng bên trong có thể dễ dàng thoát ra ngoài.

Theo thời gian, môi trường sẽ có sự chọn lọc tự nhiên. Những sinh vật có đặc tính sinh tồn thuận lợi hơn sẽ sống sót và sinh sản ra những thế hệ có gen di truyền giống như tổ tiên, nhưng còn được nâng cấp hơn.

Học thuyết phản bác lại Darwin

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

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

Điều chưa giải thích được ở đây là nếu môi trường hạn hán tạo điều kiện cho cổ hươu dài ra thì thật đáng ngạc nhiên là không có loài động vật ăn cỏ nào khác cũng tự thích nghi theo cách tương tự.

Bên cạnh đó, việc nâng chiều cao của cơ thể cũng đi kèm 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 đòi hỏi lượng thức ăn tăng lên. Trong điều kiện khô hạn căng thẳng, quá trình chọn lọc tự nhiên này chưa hẳn đã mang tới lợi thế hoàn toàn cho loài hươu cao cổ.

Năm 1872, Darwin nghiêm túc nhìn nhận phản bác của Mivart và đặt đó làm một điểm nghi hoặc cần phải làm rõ thêm.

Trong nhiều năm qua, các nhà khảo cổ đã tìm được một mẫu hóa thạch hoàn chỉnh của một loài hươu cao cổ cổ đại có tên là Bohlinia. Đây có thể được coi như loài "trung gian" giữa loài Samotherium cổ ngắn với hươu cao cổ hiện đại.

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

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