Về cây tre, ve sầu và Kinh tế của Adam Smith
Chương 11 trong Ever Since Darwin, Stephen Jay Gould nói về một chiến lược tiến hóa kỳ lạ và thành công của cây tre và những con ve sầu. Tại sao có những cây tre phải đợi hơn 100 năm mới ra hoa, tại sao chúng lại ra hoa cùng lúc? Tại sao có những con ve sầu lại chỉ xuất hiện sau 13, 17 năm nằm dưới lòng đất?
Photo by Eleonora Albasi on Unsplash
Tự nhiên xoay sở giỏi hơn cả những truyền thuyết kỳ lạ nhất của con người. Người đẹp ngủ trong rừng chờ đợi hoàng tử của nàng suốt 100 năm. Bettelheim cho rằng ngón tay của nàng bị đâm chảy máu là thể hiện của lần hành kinh đầu tiên, giấc ngủ dài thời thanh xuân của nàng chờ đợi cho sự khởi đầu của sự trưởng thành hoàn toàn. Vì ở bản gốc, Người đẹp ngủ trong rừng được thụ thai bởi một vị vua chứ không phải bởi nụ hôn của một chàng hoàng tử, chúng ta có thể hiểu sự thức tỉnh của nàng như một sự khởi đầu cho sự hoàn thiện về giới tính.1
Ở Trung Quốc có một cây tre mang một cái tên ấn tượng Phyllostachys bambusoides đã nở hoa vào năm 999. Kể từ đó, đều đặn không có sai sót, cứ sau mỗi 120 năm nó tiếp tục nở hoa và ra hạt. P. bambusoides bám theo chu kỳ ấy ở bất cứ nơi nào mà nó sống. Cuối thập kỷ 1960, những dòng họ người Nhật đã gieo hạt đồng thời tại Nhật, Anh, Alabama, và Nga. Lấy sự tương tự như trường hợp Người đẹp ngủ trong rừng là không hề đi quá xa, bởi vì những cây tre ấy sinh sản hữu tính diễn ra sau hơn một thế kỷ sống độc thân. Nhưng loài P. bambusoides khác biệt với câu chuyện của anh em nhà Grimm ở hai điểm quan trọng. Thực vật không bất hoạt suốt 120 năm chay tịnh – vì chúng là thực vật, và chúng sinh sản vô tính bằng cách đâm ra những ngọn măng từ thân rễ dưới mặt đất. Chúng cũng không sống hạnh phúc sau đó, bởi vì chúng chết sau khi ra hạt – một chờ đợi lâu dài cho một kết thúc ngắn ngủi.
Nhà sinh thái học Daniel H. Janzen ở Trường đại học Pennysylvania kể lại câu chuyện kỳ lạ về loài Phyllostachys trong một bài báo gần đây, “Tại sao cây tre phải chờ đợi quá lâu như vậy để ra hoa” (Annual Review of Ecology and Systematics, 1976). Hầu hết các loài tre có chu kỳ sinh trưởng thực vật giữa các lần ra hoa ngắn hơn, nhưng việc kết hạt đồng thời cùng lúc là một quy luật, và rất hiếm các loài chờ đợi ít hơn 15 năm trước khi ra hoa (một số loài có thể chờ đợi hơn 150 năm, nhưng có rất ít ghi chép lịch sử để cho phép đi đến kết luận một cách chắc chắn.
Quá trình ra hoa ở bất cứ loài nào phải được thiết lập bởi một đồng hồ di truyền, nội tại, không bị áp đặt từ hư vô bởi một manh mối có tính chất môi trường nào đó. Tính đều đặn không có sai sót ở sự lặp lại cung cấp cho chúng ta bằng chứng tốt nhất cho khẳng định ấy, bởi vì chúng ta không biết một nhân tố môi trường nào để các chu kỳ có thể tiên đoán đến như vậy có được những chiếc đồng hồ khác nhau mà hơn 100 loài tuân theo. Thứ hai, như đề cập ở trên, các cây cùng loài nở hoa đồng thời, ngay cả khi chúng được trồng cách xa nửa vòng trái đất so với môi trường sống bản địa của chúng. Cuối cùng các cây cùng loài nở hoa cùng nhau, ngay cả khi chúng được trồng ở những môi trường rất khác biệt. Janzen kể lại câu chuyện về một cây tre Miến Điện chỉ cao có 15cm, liên tiếp bị đốt cháy bởi những đám cháy rừng, nhưng đã ra hoa cùng lúc với những cây cùng loài cao 12m và không bị tổn thương.
Làm thế nào một cây tre có thể đếm những năm tháng trôi qua? Janzen lập luận rằng không thể đo lường bằng thức ăn dự trữ bởi vì những cây còi cọc ra hoa cùng lúc với những cây khổng lồ khỏe mạnh. Ông cho rằng lịch biểu “ắt phải là sự tích lũy hoặc suy hao hằng năm hoặc hằng ngày của những chất hóa học cảm quang nhạy với nhiệt độ”. Ông không tìm thấy một cơ sở nào cho suy đoán liệu chu kỳ ánh sáng là theo nhật biểu (ngày-đêm) hay theo niên biểu (mùa). Như một bằng chứng gián tiếp gợi ý ánh sáng giống như một đồng hồ, Janzen chỉ ra rằng không tồn tại loài tre có chu kỳ chính xác mọc trong khu vực 5 độ so với xích đạo – bởi vì trong khu vực này sự thay đổi theo cả ngày và mùa là tối thiểu.
Chuyện cây tre ra hoa gợi lại câu chuyện về vòng đời đầy ấn tượng mà chúng ta đều biết rõ hơn – đó là loài ve sầu, hay những con “châu chấu” vòng đời 17-năm. (Ve sầu không phải là châu chấu mà là thành viên thân lớn thuộc Bộ Cánh nửa2, một nhóm chủ yếu là côn trùng cỡ nhỏ bao gồm cả rệp cây và họ hàng của chúng; châu chấu, cùng với dế, cào cào, hình thành nên Bộ Cánh thẳng3). Câu chuyện về những con ve sầu có vòng đời thậm chí còn gây kinh ngạc hơn nhiều so với hầu hết những gì người ta nhận ra: trong 17 năm, ấu trùng của ve có vòng đời sống dưới mặt đất, hút nhựa từ rễ cây trong rừng khắp khu vực nửa phía đông của nước Mỹ (trừ các bang miền nam, nơi một nhóm các loài rất giống hoặc y hệt xuất hiện mỗi 13 năm). Rồi trong vài tuần, hàng triệu ấu trùng trưởng thành nổi lên từ dưới lòng đất, biến thành con trưởng thành, giao phối, đẻ trứng rồi chết đi.
Điều đáng chú ý nhất là không phải 1 mà 3 loài ve sầu có vòng đời riêng biệt tuân theo một cách chính xác cùng một lịch trình, xuất hiện cùng nhau với sự đồng bộ nghiêm ngặt. Những khu vực khác nhau có thể không cùng pha – quần thể quanh Chicago không xuất hiện cùng năm với nhóm ở New England. Nhưng vòng đời 17 năm (13 năm ở miền nam) là không đổi đối với từng “lứa” – cả ba loài bao giờ cũng xuất hiện cùng nhau ở cùng một nơi. Janzen nhận ra rằng mặc cho khoảng cách về mặt sinh học và địa lý giữa chúng, ve sầu và cây tre thể hiện cùng một vấn đề tiến hóa. Ông viết, các nghiên cứu gần đây “không bộc lộ sự khác biệt về chất rõ ràng nào giữa những côn trùng ấy và cây tre, có lẽ trừ cách thức chúng đếm năm.”
Với tư cách là những nhà nghiên cứu về tiến hóa, chúng tôi tìm lời giải cho câu hỏi “tại sao”. Cụ thể là, tại sao sự đồng bộ ấn tượng như vậy lại tiến hóa, và tại sao vòng đời giữa các lần sinh sản hữu tính lại kéo dài đến như vậy? Lúc tôi tranh luận khi bàn về tập tính giết mẹ của loài ruồi nhất định (chương 10) thuyết chọn lọc tự nhiên nhận được sự ủng hộ chắc chắn nhất khi chúng ta đưa ra những lý giải thuyết phục cho những hiện tượng khiến chúng ta về mặt trực quan thấy kỳ quặc và phi lý.
Ở trường hợp này, chúng ta đối mặt với một vấn đề vượt xa điều khác thường rành rành ở tính lãng phí đến như vậy (vì rất ít hạt có thể nảy mầm trên những mảnh đất vốn đã bão hòa bởi hạt như vậy). Sự đồng thời nở hoa hay đồng thời xuất hiện dường như phản ánh một trật tự và hài hòa tác động đến loài như một tổng thể, chứ không tác động vào từng thành viên cá biệt. Nhưng học thuyết Darwin chủ trương không có nguyên tắc cao hơn những cá thể theo đuổi lợi ích của riêng mình – tức là sự biểu hiện về gene của riêng chúng ở những thế hệ sau. Chúng ta phải hỏi đâu là lợi thế mà sự đồng bộ về sinh sản này đem lại cho một con ve hoặc một cây tre cá biệt.
Vấn đề tương tự mà Adam Smith đối mặt khi ông tán thành một chính sách tự do không kiểm soát như là con đường đảm bảo nhất dẫn đến một nền kinh tế hài hòa. Một nền kinh tế lý tưởng, Smith lập luận, có vẻ như rất cân bằng và có trật tự, nhưng có thể nảy sinh “một cách tự nhiên” từ sự tương tác giữa cá thể những người theo đuổi con đường không nào khác ngoài sự theo đuổi của lợi ích tốt nhất cho chính họ. Smith lập luận bằng hình ảnh ẩn dụ nổi tiếng của ông, một xu hướng rõ ràng tiến tới sự hài hòa cao hơn chỉ phản chiếu sự hoạt động của một “bàn tay vô hình”.
Khi hướng ngành sản xuất của anh ta vào việc làm ra những sản phẩm có giá trị cao nhất, anh ta chỉ có ý định là thu được nhiều lợi nhuận cho chính mình. Trong trường hợp này cũng như trong nhiều trường hợp khác, anh ta được dẫn dắt bởi một bàn tay vô hình để thực hiện một mục đích mà thực ra anh ta không hề nghĩ đến. … Khi theo đuổi lợi ích riêng, anh ta thực ra đã thúc đẩy lợi ích chung của toàn xã hội nhiều hơn là khi thực sự có ý định làm như vậy.4
Do Darwin đã ghép Adam Smith vào tự nhiên để xây dựng học thuyết chọn lọc tự nhiên của mình, chúng ta phải tìm lời giải cho sự hài hòa rõ ràng ở lợi ích mà nó mang lại cho những cá thể. Vậy một con ve hoặc một cây tre cá biệt thu được lợi ích gì khi tham gia giao phối quá thưa thớt như vậy và lại thực hiện điều đó cùng lúc với tất cả những đồng bào của nó?
Để đánh giá đúng lời giải thích khả dĩ nhất, chúng ta phải nhận ra rằng sinh học của con người thường cung cấp một mô hình nghèo nàn cho vấn đề đấu tranh sinh tồn của các sinh vật khác. Con người là loài động vật sinh trưởng chậm chạp. Chúng ta đầu tư phần lớn năng lượng vào nuôi dạy một vài hậu duệ trưởng thành muộn. Dân số của chúng ta không được kiểm soát bằng sự tử vong hàng loạt của gần như toàn bộ những thành viên non trẻ. Nhưng rất nhiều sinh vật tuân theo một chiến lược khác biệt trong quá trình “đấu tranh sinh tồn”: chúng sản sinh ra một số lượng rất lớn hạt và trứng, hy vọng rằng (có thể nói như vậy) một số ít sẽ sống sót qua thời kỳ khắc nghiệt lúc đầu đời. Những sinh vật ấy thường bị kiểm soát bởi những loài ăn chúng, và sự tự vệ về mặt tiến hóa của chúng phải là một chiến lược tối thiểu hóa cơ hội bị loài khác ăn. Đối với rất nhiều loài sinh vật thì những con ve sầu và những hạt tre có vẻ là món cực kỳ khoái khẩu.
Phần lớn lịch sự tự nhiên là câu chuyện về những cách thích nghi khác nhau để tránh bị ăn thịt. Một số cá thể lẩn trốn, một số khác thì có vị khó xơi, một số khác thì mọc gai hoặc vỏ dày, một số khác nữa thì tiến hóa để có vẻ ngoài rõ ràng giống như những họ hàng độc hại; danh sách này gần như là vô hạn, một đóng góp kinh ngạc tới sự đa dạng của tự nhiên. Những hạt tre và những con ve sầu đi theo một chiến lược không phổ biến: chúng xuất hiện dễ thấy và nổi bật, nhưng rất hiếm hoi và ở một số lượng rất lớn đến nỗi các loài ăn chúng không thể tiêu thụ toàn bộ phần thưởng. Đối với các nhà sinh học tiến hóa, cách tự vệ này có tên là “làm bội thực những kẻ ăn thịt.”
Một chiến lược hiệu quả làm bội thực những kẻ ăn thịt phải liên quan tới hai thích nghi. Thứ nhất, sự đồng thời xuất hiện hoặc sinh sản phải cực kỳ chính xác, do đó đảm bảo rằng thị trường thực sự bị tràn ngập, và việc này diễn ra chỉ trong một thời gian ngắn. Thứ hai, sự tràn ngập này không thể diễn ra một cách thường xuyên, những loài ăn thịt chỉ đơn giản điều chỉnh vòng đời của chúng theo những thời điểm xuất hiện sự thừa thãi mà có thể dự đoán được. Nếu những cây tre cứ hằng năm ra hoa, những động vật ăn hạt có thể bám theo chu kỳ ấy và tặng cho những con non của chúng những phần thưởng hằng năm. Nhưng nếu như vòng đời giữa các lần nở hoa vượt xa tuổi thọ của bất cứ loài ăn hạt nào, thì vòng đời ấy không thể bị đeo bám (trừ một loài linh trưởng đặc biệt đã ghi lại lịch sử của chính nó). Lợi thế của sự đồng bộ đối với những cây tre và những con ve riêng lẻ là đủ rõ ràng: bất cứ kẻ nào bước ra khỏi sự đồng bộ sẽ nhanh chóng bị nhuốt gọn. (những con ve “tụt hậu” thi thoảng xuất hiện vào những năm mất mùa, nhưng chúng không bao giờ có được chỗ đứng).
Giả thuyết làm bội thực những kẻ ăn thịt, mặc dù không được chứng minh, đáp ứng tiêu chuẩn căn bản cho một lý giải thành công: lý giải này phối hợp một tập các quan sát mà nếu không chúng vẫn không liên kết được với nhau và trong trường hợp này chúng vẫn rất cá biệt. Chẳng hạn chúng ta biết hạt tre là món ưa thích của rất nhiều loài động vật, bao gồm cả những động vật có xương sống với vòng đời lớn; sự khan hiếm của các chu kỳ ra hoa ngắn hơn 10 hay 20 năm là hợp lý trong hoàn cảnh này. Chúng ta cũng biết rằng việc ra hạt đồng thời có thể khiến tràn ngập khu vực bị tác động. Janzen ghi chép lại một thảm hạt dày 15cm bên dưới cây tre cái. Hai loài thuộc tre Malagasy sản sinh 50kg hạt/hecta trên một khu vực rộng 100.000 hecta trong suốt thời gian ra hoa hàng loạt.
Sự đồng bộ của 3 loài ve là cực kỳ ấn tượng – đặc biệt bởi những năm xuất hiện thay đổi theo khu vực, trong khi tất cả 3 loài đều xuất hiện cùng nhau ở bất cứ một khu vực nào. Nhưng tôi ấn tượng nhất bởi thời điểm của chính các chu kỳ này. Tại sao chúng ta có những con ve vòng đời 13 năm, 17 năm, mà không có những vòng đời 12, 14, 15, 16 hay 18 năm? 13 và 17 có cùng chung một thuộc tính. Chúng đủ lớn để vượt qua vòng đời của những loài ăn thịt, nhưng chúng cũng là những số nguyên tố (không chia hết cho số nguyên nào nhỏ hơn nó). Nhiều loài ăn thịt có vòng đời 2 đến 5 năm. Những vòng đời như vậy không được thiết lập bởi tính sẵn có của các loài ve có vòng đời nhưng những con ve có thể bị thu hoạch khi các chu kỳ trùng nhau. Thử xem một loài ăn thịt có vòng đời là 5 năm: nếu như những con ve cứ xuất hiện sau 15 năm, mỗi lần chúng nở rộ là chúng có thể bị loài ăn thịt tấn công. Với vòng đời là những số nguyên tố lớn, những con ve tối thiểu hóa số lần trùng lặp (trong trường hợp này là sau mỗi 5 \(\times\) 17, tức 85 năm). Vòng đời 13 và 17 năm không thể bị đeo bám bởi bất cứ số nguyên nào nhỏ hơn.
Sinh tồn, như Darwin nói, là cuộc đấu tranh của hầu hết sinh vật. Vũ khí sinh tồn không nhất thiết phải là nanh vuốt; những hình mẫu sinh sản cũng có tác dụng tốt. Thi thoảng dư thừa quá mức cũng là một phương cách thành công. Đôi lúc cho tất cả trứng vào một rổ lại có lợi – nhưng phải đảm bảo là bạn có đủ trứng, và đừng làm việc này một cách quá thường xuyên.
