Vì sao mũi của loài voi lại tiến hóa để dài như vậy?

Chúng ta đều biết rằng loài voi sử dụng chiếc mũi (vòi) của mình để lầm gần như tất cả mọi việc, không chỉ đơn giản là để thở, chiếc cói này còn linh hoạt có thể hoạt động như một cánh tay, thiết bị nhận tín hiệu, máy bơm nước, vòi phụt...Cụ thể loài voi sẽ sử dụng chúng để lấy thức ăn, nước uống, tắm hay như một loại vũ khí để hạ gục kẻ thù. Hay chúng có thể được dùng để thể hiện tình cảm, bày tỏ sự yêu thương, chào hỏi... Và tất cả điều này đã bắt đầu từ những tổ tiên thời tiền sử của loài voi.

Hiện tại chỉ có ba loài voi trên thế giới: voi Châu Á, voi đồng cỏ Châu Phi và voi rừng Châu Phi. Ngoài ra, những loài voi khác được đề cập trong bài viết này đều đã bị tuyệt chủng.

Khi nói đến tổ tiên của voi, nhiều người có thể nghĩ về loài tổ tiên của chúng xuất hiện cách đây 47 triệu năm. Nhìn từ bên ngoài, nó trông giống như một sự kết hợp của một con heo vòi và một con hà mã, nhưng chỉ mang kích thước của một con lợn.

Nó không có chiếc mũi dài như những con voi hiện đại, nhưng mũi và môi của chúng lại được kết nối liền với nhau khiến cho chiếc mũi này hết sức linh hoạt. Ngoài ra răng của chúng cũng gần như tương tự với ngà của những con voi hiện đại. Do đó, ban đầu mọi người nghĩ rằng đó là tổ tiên nguyên thủy nhất của loài voi hiện đại. Trên thực tế, sau nhiều công trình nghiên cứu thì các nhà khoa học lại xác định nó chỉ là một nhánh của loài voi cổ đại đã bị tuyệt chủng.

Moeritherium, có nghĩa là quái thú từ hồ Morris.

Sau đó 12 triệu năm có một loài động vật có vú khác bắt đầu xuất hiện và có những chiếc răng nhô ra như những cái ngà, chúng có tên Palaeomastodon. Và các nhà khoa học hiện tại tin rằng loài này mới thực sự là tổ tiên của loài voi hiện đại.

Chúng sống cách đây khoảng 36 - 35 triệu năm, những con Palaeomastodon sống gần sa mạc Sahara ở Bắc Phi ngày nay. Tuy nhiên, vào thời đó, khu vực sa mạc này lại hoàn toàn là những đầm lầy nhiệt đới.

Điều này đồng nghĩa với việc hầu hết các tổ tiên đầu tiên của voi đều sống trong những khu vực có nhiều nước. Dựa trên điều này, có một vài phỏng đoán cho rằng chiếc mũi của chúng được tiến hóa dài ra để hỗ trợ quá trình thở, lặn dưới nước và đầm lầy.

Tuy nhiên, với sự thay đổi của khí hậu như rừng dần biến mất, đại dương và những con sông dần cạn kiệt cùng với các yếu tố địa lý khác, những con voi cổ đại này đã bị buộc phải chuyển lên địa hình mặt đất cứng để sinh sống.

Giả thuyết trên hiện được coi là lời giải thích hợp lý nhất, nhưng nó vẫn không giải quyết được vấn đề. Đó là tại sao mũi voi lại dài ra?

Từ bản đồ phục hồi hóa thạch tổ tiên của voi, loài mastodon cổ đại có chiếc mũi tương đối ngắn. Thay vào đó, chúng có hàm răng phẳng phía dưới trông giống như một cái xẻng khổng lồ. Các nhà khoa học suy đoán rằng cấu trúc răng dưới của chúng thuận tiện cho việc nhặt cây trong nước khi tìm kiếm thức ăn trong đầm lầy.

Trên thực tế, mọi thứ đã thay đổi khi những con voi cổ đại chuyển đến sống trên đất liền. Nhìn chung, động vật ăn cỏ trên cạn cần cao hơn nhiều so với động vật ăn thịt. Bởi chiều cao tốt sẽ giúp cho chúng đỡ phải cạnh tranh thức ăn với những loài ăn cỏ mặt đất, ngoài ra cao lớn hơn thì sẽ có tầm nhìn lớn hơn để tránh được những loài thú săn mồi. Để tồn tại, loài voi cổ đại cũng cần phải tiến hóa, thay đổi kích thước để thích nghi với môi trường sống mới. Kết quả là cơ thể của voi ngày càng to hơn, dài và cao hơn, đầu của chúng càng ngày càng xa mặt đất.

Nhưng như vậy đồng nghĩa với việc sẽ gặp nhiều khó khăn hơn để có thể ăn được cỏ non trên mặt đất, nhiều loài động vật khác như bò, ngựa, lạc đà chọn cách tiến hóa kéo dài chiếc cổ của mình ra để có thể cúi xuống để ăn cỏ dưới mặt đất, đồng thời cũng có thể vươn lên để thưởng thức những loài thực vật ở trên cao.

So với các loài động vật khác, đầu của một con voi tương đối nặng. Nếu cổ của chúng dài hơn, chúng sẽ cần những nhóm cơ cổ khỏe để có thể nâng đỡ đầu. Nhưng khi kết hợp với bộ ngà quá khổ, trọng lượng của đầu của loài voi sẽ là hàng trăm kg, bởi vậy nếu tiền hóa như vậy chúng sẽ cần một cái cổ dài khổng lồ cũng như thân hình to lớn hơn nữa, và điều này dường như là một thách thức không hề dễ dàng, bởi vậy loài voi đã lựa chọn một con đường tiến hóa khác.

Platybelodon sống vào thế Miocen, khoảng 15-4 triệu năm trước, và phân bố tại châu Phi, châu Âu, châu Á và Bắc Mỹ. Mặc dù từng phát triển mạnh, nó không tồn tại qua thế Miocen.

Ở một số loài voi cổ đại, khi không thể tiến hóa để kéo dài chiếc cổ của mình, chúng lại tiến hóa theo cách dần kéo dài xương hàm của mình để có thể tiếp cận thức ăn dưới mặt đất, ví dụ như loài Platybelodon chúng là những con voi rất kỳ lạ xuất hiện trong kỷ nguyên Miocene. Hàm của chúng cực kỳ dài và mặt trước của nó có một cặp răng cửa phẳng ở hàm dưới.

Với vẻ ngoài kỳ dị như vậy loài này còn có một tên gọi khác là voi răng xẻng, cái miệng kỳ lạ của chúng giống như sự kết hợp giũa mot vịt và mõm của những con lợn rừng. Ban đầu, người ta nghĩ rằng loài này kiếm ăn trong bùn và đầm lầy. Tuy nhiên, nghiên cứu đã phát hiện ra rằng loài voi răng xẻng có tập tính giống như những con voi hiện đại, chúng thường kiếm thức ăn từ cây.

Nhìn qua kính hiển vi, các nhà khoa học phát hiện ra rằng răng của chúng có rất nhiều dấu vết của việc cọ xát với những cành cây. Mặc dù từng phát triển mạnh, nó không tồn tại qua thế Miocen.

Tiếp đến là loài Deinotherium sống ở khu vực Á-Âu-Châu Phi từ thế Miocene đến Pleistocene, với cá thể lớn nhất lên tới 12 tấn và chiều dài cơ thể gần 8 mét.

Không giống như những con voi hiện đại, Deinotherium là một họ hàng thời tiền sử của voi hiện đại ngày nay, chúng xuất hiện ở Trung Miocen và sống sót cho đến thời kì Pleistocen. Từ những mẫu hóa thạch được phát hiện, những nhà cổ sinh vật học cho rằng chúng có tập tính gần như tương tự với voi hiện đại và nó có răng nanh cong xuống gắn vào hàm dưới.

Các nhà khoa học suy đoán rằng bộ ngà kỳ dị này của chúng được dùng để đào tách vỏ cây. Và điều này cũng khiến cho tổ tiên loài voi có hộp sọ dày hơn nặng hơn và khỏe hơn, đi theo đó cũng là chiếc cổ "cục mịch" với đầy những bó cơ chắc khỏe.

Bởi có hộp sọ dày và nặng kết hợp cặp ngà to dài, sẽ khiến cho chúng gặp rất nhiều khó khăn để có thể ăn cỏ trên mặt đất, bởi vậy chúng lại dần tiến hóa để thay đổi trọng lượng của đầu và trọng tâm cơ thể dần lùi về phía sau. Thông qua nhiều thế hệ tiến hóa, đầu và cằm của loài voi đã trở nên ngắn hơn, đồng thời chiếc mũi vẫn tiếp tục dài ra và biến đổi linh hoạt hơn.

Và những loài voi không tiếp tục tiến hóa để sở hữu một cái mũi dài sẽ mất dần lợi thế cạnh tranh và biến đổi khí hậu khiến môi trường sống ngày càng tồi tệ hơn, điều đó khiến cho những loài không tiến hóa sẽ dần bị tuyệt chủng.

Trên thực tế, mũi của loài voi rất mềm mại và linh hoạt, nó có thể chứa 40.000 cơ bắp. Và chúng đã trở thành cơ quan chức năng quan trọng nhất ở loài voi. Với sự co cơ chính xác, mũi voi có thể làm được nhiều việc. Nó có thể nâng vài trăm kg trọng lượng hay lau mắt một cách rất nhẹ nhàng.