Vào những năm 1950, hồ Washington, một vùng hồ trên đất liền song song với bờ biển Thái Bình Dương của bang Washington, hứng chịu khoảng 76 triệu lít nước thải chứa phốt pho một ngày. Trước thập kỷ 1960, nó trở thành một hồ nước thải rộng 121.400 hécta. Sau đó một dự án vào giữa những năm 60 đã biến hồ thành thiên đường tinh khôi của những người chèo thuyền ngày nay.
Nhưng sự hồi phục của hồ nước lại gây nguy hiểm cho ít nhất một loài: cá gai 3 ngạnh. Giống cá nhỏ này trước đây lẩn trốn ở độ sâu tối tăm, giờ bỗng lộ thiên trước mắt loài cá hồi sát thủ.
Để tự vệ trước kẻ thù, loài cá này đã mọc nhiều vảy cứng, trở về với hình thái cổ xưa hơn của chúng.
Bức ảnh so sánh cá gai năm 1957 với cá năm 2006 trong cùng hồ Washington. Ảnh: Katie Peichel/Fred Hutchinson
“Chúng tôi gọi đó là ‘tiến hóa ngược’ vì loài cá gai đang chuyển đổi về hình dạng của loài tổ tiên, tức loài cá gai biển, cư dân gốc của hồ”, Katie Peichel, nhà sinh vật tại Trung tâm nghiên cứu Ung thư Fred Hutchinson ở Seattle, đồng tác giả của nghiên cứu, nói.
Khi hồ Washington bị ô nhiễm, tầm nhìn khoảng 76 cm. Cá gai không cần lớp giáp để bảo vệ chúng vì rác che chở cho chúng khỏi tầm quan sát của kẻ săn mồi. Vào năm 1968, sau khi quá trình tẩy sạch được hoàn tất, độ trong của nước hồ đạt độ sâu 3m. Ngày nay nó đạt 7,6 m.
Trước khi tẩy hồ, chỉ có 6% số cá mọc vảy hoàn toàn. Hiện nay khoảng 49% mọc vảy hoàn toàn, bảo vệ cơ thể từ đầu đến đuôi. Khoảng 35% mọc vảy cục bộ ở khoảng phân nửa cơ thể.
Sự thích nghi nhanh chóng và ấn tượng này là ví dụ của tiến hóa ngược vì cá gai thường tiến hóa theo chiều hướng ít vảy hơn, chứ không phải nhiều hơn.
Tuy nhiên, tốc độ tiến hóa là điều gây ấn tượng với Peichel nhất. “Sự thay đổi lớn nhất diễn ra vào giữa năm 1968 -1969 và 1976. Tốc độ này thực sự nhanh.”
Andrew Hendry, nhà sinh vật học tại ĐH McGill ở Montreal, cho biết công trình này là một bài học quý giá trong ngành sinh học tiến hóa. “Đối với tôi, nó chứng minh con người có thể ảnh hưởng sâu sắc đến tốc độ và chiều hướng của tiến hóa ở những sinh vật mà chúng ta tiếp xúc.”
Micheal A. Bell, nhà sinh thái học tại ĐH Stony Brook ở New York, cho biết công trình này “ghép với nhau tạo thành một câu chuyện hấp dẫn.”
Tuy nhiên, cũng còn có điểm chưa thỏa đáng.
“Ở phía tây Bắc Phi, có những hồ nước nước trong đối với cả cá gai và cá săn mồi nhưng chúng không mọc vảy toàn thân. Có lẽ các tác giả đúng, hoặc có những tác động môi trường khác mà họ chưa tính đến.”