TT & HĐ II - 16/d

Chương 2: Nhiễm sắc thể - Nguyên phân - Giảm phân

 

                                                  Quá trình sinh sản của con người

 

PHẦN II:     Nền tảng

" Triết học bắt đầu từ sự ngạc nhiên"

Arixtốt

“Chúng ta có thể mường tượng thế giới của thực tại như là một dòng nước ngầm; thế giới hiện tượng thì ở bề mặt; bên dưới nó chúng ta không nhìn thấy được. Các sự kiện ở tận đáy của dòng nước gây ra bọt và những xoáy nước ở bề mặt. Đó là những chuyển động bức xạ và năng lượng của cuộc sống chung của chúng ta, nó tác động tới các giác quan và do đó, kích thích trí óc chúng ta; ở bên dưới, dòng nước ngầm vẫn chảy”

(Sir James Jeans.)

“Triết học chân chính chỉ là triết học truyền đạt chính xác nhất tiếng nói của bản thân thế giới và được viết dưới những sự chỉ dẫn của thế giới”

(Ph.Bêcơn)

“Tất cả mọi khoa học cần thiết hơn triết học, nhưng không một khoa học nào tốt hơn nó”

(Arixtốt)

 

CHƯƠNG V: TƯƠNG ĐỒNG

“Các qui luật thường xuyên và bất biến, tác động tới tất cả mọi vận động, tất cả mọi biến đổi của các vật thể. Chính tự nhiên đặt ra một trật tự và một sự hài hòa bất di bất dịch trong vũ trụ, và vũ trụ thì tuy luôn luôn biến đổi trong những bộ phận của nó, nhưng bao giờ cũng là như thế trong toàn bộ của nó ”.

(Lamarck)

"Loại bỏ một sai lầm cũng tốt như, và thậm chí đôi lúc còn hơn là thiết lập một chân lý hay sự thật mới." 

(C. R. Darwin)

"Ngu dốt sinh ra sự quả quyết hơn là tri thức; chính những người biết ít chứ không phải những người biết nhiều mới quả quyết khẳng định vấn đề này hay vấn đề kia sẽ không bao giờ được khoa học giải đáp.".

(C. R. Darwin)

“Chúng ta vẫn còn chìm trong bóng tối về nguồn gốc của hầu hết các nhóm sinh vật chính. Chúng xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch giống như Athena đã chui ra từ trong đầu của Thần Zeus - bùng nổ và háo hức, trái ngược với Darwin miêu tả về sự tiến hóa là kết quả do sự tích lũy dần dần của vô số biến thể siêu nhỏ...”. 

“Chúng ta vẫn còn biết ít về mối quan hệ qua lại của vô số cá thể trên thế giới trong suốt nhiều giai đoạn địa chất đã qua. Mặc dù còn nhiều điều mơ hồ và sẽ còn mơ hồ lâu dài nữa, nhưng tôi vẫn tán thành một cách chắc chắn là, sau khi nghiên cứu thận trọng và phán xét vô tư những việc mà tôi có thể làm được, quan điểm, mà hầu hết các nhà tự nhiên học đều tán thành cũng như tôi trước đây đã tán thành – cho rằng các loài được sáng tạo ra một cách độc lập – là sai lầm. Tôi hoàn toàn tin chắc rằng các loài không phải là bất biến; nhưng những loài thuộc về cái được gọi là các chủng giống nhau là những hậu duệ trực hệ của những loài khác đã tuyệt chủng hoàn toàn, cũng tương tự như là những biến chủng đã được công nhận của bất cứ loài nào là hậu duệ của những loài đó. Hơn nữa, tôi tin chắc rằng Chọn lọc Tự nhiên là nguyên nhân chính nhưng không phải là nguyên nhân duy nhất của sự biến đổi.” 
(C. R. Darwin)

                           


(Tiếp theo)
 

Có hai kiểu phân chia tế bào là nguyên phân và giảm phân. Tất cả các tế bào đều phân chia theo kiểu thứ nhất, còn riêng các tế bào sinh dục thì phân chia theo kiểu thứ hai.

Nguyên phân là quá trình từ một phân thành hai tế bào với tính di truyền giống nhau như đúc, ẩn giấu trong nhiễm sắc thể.

Bộ nhiễm sắc thể trong tế bào thường (không phải tế bào sinh dục) được các nhà di truyền học gọi là lưỡng bội. Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của người gồm có 46 nhiễm sắc thể hợp thành 23 đôi. Bộ nhiễm sắc thể gồm các đôi mà chỉ còn một đối tượng được gọi là đơn bội. Tất cả các tế bào sinh dục hay còn gọi là giao tử đều tàng trữ bộ nhiễm sắc thể đơn bội.

Giảm phân là quá trình sinh ra các giao tử hoặc bào tử đơn bội từ một tế bào lưỡng bội sau hai lần phân chia. Trong quá trình giảm phân, các cặp nhiễm sắc thể tương đồng, sau khi đã sao chép, tham gia vào quá trình sắp xếp lại sao cho mỗi sản phẩm trong số bốn sản phẩm của giảm phân nhận được một đại diện của mỗi nhiễm sắc thể. Hai lần phân chia trong quá trình giảm phân được gọi là giảm phân I và giảm phân II.
Trong sâu thẳm của tư duy trừu tượng, chúng ta có thể mường tượng: phụ thuộc vào điều kiện môi trường, nguyên phân và giảm phân là hai mặt của một quá trình thống nhất quyết định số lượng cá thể giống loài. Đây phải chăng là gốc xuất phát của qui luật tăng trưởng lạm phát số lượng cá thể sinh vật trong điều kiện môi trường thuận lợi?

Chúng ta lại tiếp tục nói theo “cái giọng” của NTT. Tế bào là đơn vị của sự sống, nhưng lúc này vì “nghiên cứu” nội tại của nó, nên chúng ta coi nó là một thực thể - một thực thể sống động được cấu tạo nên bởi những thành phần không sống (nhưng động!). Có thể gọi những thành phần ấy là những đơn vị chung làm nên mọi tế bào (và ở tầng qui mô nhỏ hơn nữa, một cách tương đối, lại có những đơn vị nào đó cấu tạo nên những thành phần ấy). Những thành phần ấy tổng hợp thành một hệ thống lưỡng nghi thống nhất với hai lực lượng tương phản nhau, tác động và chuyển hóa nhau thông qua một lực lượng trung gian thứ ba và cả ba lực lượng đó hợp thành nội tại của thực thể tế bào. Lực lượng thứ ba mang tính trung dung trong phân định lưỡng nghi, đóng vai trò như môi trường của nội tại.

Tuân theo luật tự nhiên mà ở đây cụ thể là mệnh lệnh của cơ thể sống, được cơ thể sống, vì mục đích tồn tại của mình, cung ứng đầy đủ “lương thực” mà tế bào sinh sôi nảy nở. Sự sinh sôi tế bào là quá trình chủ động của cơ thể sống nhằm phát triển lực lượng đáp ứng yêu cầu của việc sinh tồn (sự chết đi của tế bào là quá trình thụ động, xảy ra bởi tác động không phù hợp của môi trường đối với tế bào).

Sự phát triển lực lượng của cơ thể sống hay những bộ phận hợp thành của cơ thể sống chỉ có thể là phát triển về số lượng đơn vị sự sống. Do đó nội tại tế bào tăng trưởng lực lượng đến một độ nào đó do sự qui định lẫn nhau giữa chúng và của sự sống mà phải phân đôi. Đó là quá trình nguyên phân. Nguyên phân là quá trình ngược với quá trình tổng hợp nghĩa là từ một hệ thống lưỡng nghi có nguy cơ “tan vỡ” do vận động quá hạn, phân thành hai hệ thống lưỡng nghi “ổn định” hơn. Sự phân đôi tế bào là một tất yếu vì đó là quá trình tối giản nhưng thỏa mãn được mọi yêu cầu của cơ thể sống: từ việc bảo toàn, phát triển lực lượng đến duy trì sự sống.

Một điều hiển nhiên, nếu qui định tế bào là đơn vị của sự sống thì sự sống đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất phải là tế bào và tế bào là kết quả của quá trình tổng hợp các chất hữu cơ và sự tích hợp giữa chúng, nảy sinh từ sự biến động và hướng về vận động cân bằng của môi trường (trong một điều kiện khí hậu phù hợp nào đó). Ngày nay chúng ta có thể thấy quá trình ấy ở khắp nơi, một cách phổ biến, nhưng dưới dạng ẩn giấu, gián tiếp! Hạt thóc hay hạt đậu nào đó, chỉ cần có độ ẩm và nhiệt độ thích hợp là sẽ nảy mầm. Nếu cung cấp các chất vô sinh phù hợp, nó sẽ trở thành cây lúa và còn có thể trổ bông. Trứng gà (có trống) là một tế bào, rõ rồi, và nó sống. Trong điều kiện bình thường, với môi trường dưỡng chất có sẵn (lòng trắng) nó chuyển hóa cân bằng. Sau một thời gian mà không được ấp (thiếu nhiệt), dưỡng chất bị chuyển hóa hết, nó sẽ chết (thối). Khi gặp nhiệt độ thích hợp thì sau một thời gian nhất định, nó, cái trứng gà sống im lìm ấy, sẽ hóa thành một chú gà con xinh xắn và hữu tình. Trước khi được ấp, có thể xác định được những phần nào của lòng đỏ trứng (tế bào) là đầu, cánh, chân… gà không? Có lẽ không. Chỉ khi đem ấp, những bộ phận ấy mới dần hình thành. Thế thì quá trình hình thành đó xảy ra như thế nào và đâu là nguyên nhân? Qua sự trình bày trên thì nhiệt chính là nguyên nhân. Nhưng vì nhiệt không phải là một chất nên nó chỉ có thể tác động gián tiếp, làm một tác nhân ngoại lai, kích thích vận động nội tại của trứng gà đó, làm mất cân bằng chuyển hóa. Nếu mất cân bằng theo hướng chỉ tăng cường độ chuyển hóa không thôi thì cái trứng ấy không bao giờ trở thành gà con được (thậm chí ở trường hợp quá đáng, nó trở thành cái gọi là… trứng luộc!). Như vậy, có thể giải thích rằng dưới tác dụng thích ứng của nhiệt độ, chuyển hóa lưỡng nghi trong trứng gà tăng trưởng mãnh liệt, đe dọa gây mất cân bằng nội tại. Để duy trì thế cân bằng trong tình hình mới sẽ phải xuất hiện một quá trình (hay những quá trình) phân định lưỡng nghi mới và chuyển hóa mới. Quá trình đó nhìn ở tầng qui mô dưới tế bào, chính là sự phân định lại lực lượng các chất vô sinh (làm nên tế bào) và sự tích hợp giữa chúng. Nhờ có sự tích hợp mà đồng thời xuất hiện các trạng thái tương đối khác biệt nhau phân bố theo phân định lưỡng nghi trong trứng gà mà sau này phát triển lên thành những bộ phận cấu thành một cơ thể sống thống nhất là gà con. Phân định lưỡng nghi và tích hợp đã là nguyên nhân trực tiếp làm nên tính tương ứng của một cơ thể sống: vừa đối xứng vừa bất đối xứng; dưới góc độ nào đó có thể là đối xứng về lực lượng nhưng nếu xét trong quá trình chuyển hóa nội tại thống nhất thì là bất đối xứng. Tự Nhiên còn có đặc tính là tối giản và phù hợp nên cơ thể sống cũng có tính hoàn thiện và thích nghi. Nói như thế chỉ là tương đối, là nói đến tính thể hiện “trội” của hiện hữu…

Nếu sự hình thành nên đơn vị của sự sống thuở đầu tiên, nguyên thủy; hợp thành các chất hữu cơ (vô sinh) như đã nói ở phần trên thì rất có thể ngay lúc này, ở một nơi nào đó trong lòng biển khơi, sự kiện đó vẫn đang xảy ra; chỉ có điều là chúng ta chưa quan sát được. Dù chưa quan sát được thì nếu thực sự vẫn tồn tại sự kiện đó, chúng ta có thể phán đoán đại khái nơi phát triển được nó: đó là ở những vùng có nhiệt độ cao phù hợp và như thế, chỉ có thể là quanh những vùng núi lửa đang hoạt động trong lòng đại dương mênh mông.

Một trong những điều kỳ diệu của sự sống là sinh sản, duy trì giống loài: Sự sống nảy sinh ra từ sự sống là một sự kiện lạ lùng nhưng không thần bí. Có thể cho rằng nguyên phân là hình thức sinh sản đầu tiên của sự sống. Sự sinh sản ấy xảy ra không phải do ý thích của Thượng đế hay do ý chí của bản thân sự sống mà, bình thường thôi, do sự hối thúc của các tương tác, tích hợp trong sự khống chế, ràng buộc của môi trường. Một cách hình thức, chúng ta có thể hình dung như sau: trên lá cây bạc hà có sẵn một giọt nước, có thể dùng cách nhẹ nhàng nào đó, như kim tiêm chẳng hạn, “nạp” thêm nước (lực lượng) cho giọt nước to dần lên. Nhưng độ lớn của giọt nước đạt đến mức độ nhất định thì sẽ xảy ra hiện tượng phân định ra thành hai, ba… giọt nước nhỏ tương tự như giọt nước lúc đầu. Thiên nhiên đã không cho phép “tổng hợp” nên một giọt nước “khổng lồ” trên lá bạc hà mà đến mức độ nào đó, chỉ cho phép “sinh sản”!

Lực lượng tế bào tăng trưởng về số lượng là nhờ có nguyên phân. Số lượng tăng theo cách nguyên phân có nghĩa: một thành hai, hai thành bốn, bốn thành tám… cứ thế, nếu có n lần nguyên phân thì có 2ⁿ cá thể xuất hiện. Tăng số lượng kiểu đó, thoạt nhìn “chẳng là cái quái gì cả” nhưng theo thời gian mới thấy nó thật là “ghê gớm”. Nếu có hai tờ một đôla; một tờ có phép lạ là bắt đầu đếm từ số một, đếm đến đâu, số tờ 1 đôla sẽ hiện ra đúng như thế (chẳng hạn đếm đến 1000, số tờ 1 đôla sẽ là 1000 tờ); tờ thứ hai có phép lạ là sau một giờ nó sẽ thực hiện một lần nguyên phân (nghĩa là sau một giờ sẽ có hai tờ 1 đôla, sau hai giờ sẽ có bốn tờ 1 đôla…), với điều kiện phép lạ của hai tờ đôla đó chỉ hiệu nghiệm trong một ngày. Hai tờ đôla đó là của một ông tiên. Ông tiên kêu một thằng nhóc đang nghịch đùa gần đó lại (chính là thằng nhãi láu cá chỉ chọn đồng tiền có giá trị 2 đồng mà có lần chúng ta đã kể!), nói về sự “huyền diệu” của hai tờ 1 đôla rồi cho nó một trong hai tờ đó, tùy nó chọn. Thằng nhãi láu cá nghĩ rất nhanh rằng trong khi một tiếng đồng hồ tờ đôla nguyên phân chỉ làm xuất hiện hai tờ đôla thì cũng trong một tiếng ấy với cái miệng nhanh nhảu của nó, nó sẽ “đếm” ra biết bao nhiêu đôla nhờ tờ đôla kia. Thế là nó “chê” tờ đôla “biết’ nguyên phân. Nó cười ông tiên khùng (đúng là khùng thật!) nhưng đâu biết rằng lần này thì nó… ngu quá xá và đã...lầm to! Nó tìm một góc kín và bắt đầu ngồi đếm: một, hai… mười, mười một, mười hai,… Lúc đầu nó đếm rất nhanh, nhưng càng về sau, vì “tên” của một số càng dài, thêm vào đó nó phải uống nước cho đỡ khô giọng, phải ăn cho đỡ đói, phải ngủ cho đỡ mệt…, nên rốt cục số đôla “đếm ra” được, tuy cũng khá, nhưng chẳng “vẻ vang” gì.

Cứ giả sử rằng thằng nhãi đó phi thường, đếm bình quân trong một giây (s), được một số và cứ thế liên tục hết một ngày (24 tiếng), thì số đôla nó kiếm được là:

24h x 60p x 60s x 1 đôla = 86.400 đôla

Trong khi đó tờ đôla nguyên phân, vì sau 1 tiếng đồng hồ sẽ được nhân đôi số lượng trước đó nên sau một ngày, nó sẽ “đẻ” ra được số đôla là:

2²⁴ = 16.777.216 đôla

Thằng nhóc mà chọn tờ đôla nguyên phân thì chẳng cần tốn tí công sức nào, sau một ngày nó sẽ có số đôla gấp không dưới 194 lần số đôla mà nó kiếm được vì “lỡ ngu”, chọn tờ 1 đôla kia…

Chúng ta quay lại vấn đề nghiêm túc!

Trong điều kiện thuận lợi và có đầy đủ dưỡng chất cần thiết, số lượng tế bào phát triển theo con đường nguyên phân sẽ đạt đến con số khổng lồ nhưng không phải là vô hạn! Vì sao vậy? Trái đất vận động điều hòa nên lực lượng nội tại của nó là tương đối không đổi và môi trường mà nó tạo ra cũng biến đổi điều hòa. Từ đó mà suy ra sự tăng trưởng số lượng của sự sống (đơn bào) đến một mức độ nào đó bị kiềm chế bởi số lượng dưỡng chất ngày một giảm đi. Hiện tượng đó trong điều kiện biến đổi vừa mang tính chu kỳ vừa mang tính đột biến của môi trường mà sự hiện diện của mặt trời có tính quyết định, đã làm xuất hiện hình thức sống mới là đa bào và kiểu phân bào mới là giảm phân nhằm phù hợp với “tình hình mới”, tạo ra tình thế cân bằng mới (gọi là cân bằng sinh thái?). Có thể nói giảm phân là biến thái của nguyên phân; là nguyên phân “không đầy đủ”, “không hoàn thiện”, trong điều kiện thiếu dưỡng chất; là sự nguyên phân đã bị “giảm tốc độ”, “chờ thời cơ”; là sự hình thành nên những tế bào “phân cực” (đơn bội); chờ, tìm những tế bào phân cực khác, tương phản với chúng để “ăn thịt” lẫn nhau từng đôi một, tạo nên những tế bào lưỡng bội hoàn thiện mới. Còn có thể nói giảm phân là nguyên phân đã thích ứng với sự thiếu dưỡng chất trong môi trường và sau này trở thành kiểu sinh sản đặc thù, đối với những cơ thể sống bậc cao mà “tổ tiên trực tiếp” của chúng là đa bào.

Có một hiện tượng phổ biến, đó là hầu hết các sinh vật bậc cao, khi được sinh ra, chỉ sau một quá trình tăng trưởng nội tại nhất định, trong chúng mới xuất hiện những tế bào giảm phân (giao tử). Phải chăng, cái khúc dạo đầu cực kỳ ấn tượng của thiên anh hùng ca về sự sống vẫn còn được lưu giữ đến tận ngày nay? Phải chăng quá trình một con người hình thành nên từ trong bào thai, sinh ra, lớn lên và yêu đương là một tóm tắt lịch sử 3,5 tỷ năm của sự sống?

Câu trả lời của chúng ta là khẳng định. Sự tương tự là một đặc tính vĩ đại của Vũ Trụ, bởi vì suy cho cùng, dù trong tự nhiên có vô vàn nguyên lý thì cũng xuất phát từ nguyên lý tổng quát, duy nhất, đó là nguyên lý Tự Nhiên của Tồn Tại (hay cũng có thể gọi ngược lại: nguyên lý Tồn Tại của Tự Nhiên!?). Vậy, có thể nói rằng, quá trình từ khi hình thành bào thai đến khi thành con người trưởng thành là quá trình tóm tắt của lịch sử người hóa nói riêng và lịch sử hình thành sự sống nói chung!

Chúng ta đã nói thỏa thuê những điều thấy cần thiết phải nói. Và bây giờ, chúng ta quay lại với ba định luật của Menden.

(Còn tiếp)