Baer (1792-1876): Người khai sinh môn phôi học so sánh

Lúc 18 tuổi, chàng thanh niên Karl đến Dorpat (ngày nay có tên gọi là Tartu), một thành phố cảng ở miền Đông Estonia . Anh theo học tại một trường đại học trong 4 năm và nhận bằng tốt nghiệp năm 1814. Không thoả mãn với những điều đã được học, Karl lên đường qua Đức và đến Wurburg, một thành phố ở miền Nam nước Đức. Tại đây, Karl theo học thầy Dollinger (một thầy thuốc người Đức) về môn giải phẫu học so sánh và phôi học. Hai năm 1815 và 1816 là thời gian chàng thanh niên Karl tiếp thu được nhiều nhất. Năm 1817, theo yêu cầu của thầy dạy cũ là Burdach (nhà giải phẫu học và sinh lý học, người Đức, chuyên về hệ thần kinh), Karl đến Konigsberg (ngày nay là Kaliningrad thuộc nước Nga). Và ở nơi này, Karl bắt đầu cuộc đời nghiên cứu khoa học và giảng dạy. Anh làm trợ lý phẫu tích cho thầy Burdach đồng thời phụ trách khu bảo tàng động vật vừa mới được thành lập.

Suốt thời gian 17 năm, từ năm 1817 đến 1834, ở Đại học Konigsberg, Baer nghiên cứu kỹ sự hình thành của các lá phôi và màng ngoài phôi. Thoạt tiên, ông nghĩ rằng có 4 lá phôi rồi sau đó mới khẳng định có 3 lá phôi và áp dụng những kết quả này vào tất cả các loài có xương sống: lá phôi ngoài tạo nên các tạng (hô hấp, tiêu hóa...) còn lá phôi giữa hình thành nên cơ, xương, đặc biệt ở lá phôi này, về sau ông phát hiện một hình thái mô tả đặc thù của phôi động vật có xương sống: đó là dây sống... Như vậy, Baer là người có nhiều phát hiện quan trọng và đã đặt nền tảng cho ngành phôi học so sánh. Trong thời gian này, Baer làm nhiều phẫu thuật trên chó cái, chính trên loài vật này ông đã phát hiện ra trứng tại các túi nhỏ của buồng trứng. Ông cũng so sánh trứng của động vật có vú với túi mầm của trứng chim. Thoạt tiên, ông công bố phát hiện này trong một bức thư gửi Viện Hàn lâm Khoa học Saint Petersburg, dần dần khi các thí nghiệm ngày càng nhiều và càng thêm đủ dữ kiện, Baer quyết định biên soạn thành sách. Năm 1827, cuốn sách “ Về trứng của loài có vú và nguồn gốc con người” của Baer ra đời gây một tiếng vang lớn: ông phát hiện và mô tả tỉ mỉ trứng của loài có vú. Ông cũng bác bỏ quan niệm sai lệch thời đó cho rằng nang Graaf là trứng khi nhấn mạnh rằng nang Graaf không phải là trứng mà chỉ là nơi chứa trứng thật sự. Đặc biệt, tác giả còn khẳng định rằng tất cả loài có vú kể cả con người đều hình thành và phát triển từ trứng. Baer mạnh mẽ phủ nhận quan điểm phổ biến thời đó cho rằng các phôi của một loài đều trải qua những giai đoạn có thể so sánh với các dạng trưởng thành của loài khác. Thật vậy, ông nhấn mạnh rằng các phôi của một loài có thể giống phôi, chứ không thể giống dạng trưởng thành của một loài khác, hơn nữa, phôi càng nhỏ thì sự giống nhau càng rõ rệt. Ông cũng ghi nhận rằng quá trình phát triển luôn được tiến hành từ đơn giản đến phức tạp, từ thuần nhất (đơn dạng) đến không đồng nhất (đa dạng). Như vậy, chính Baer là người đã sáng tạo và xác định rõ nội dung của luận thuyết thượng tạo (epigenesis).

Năm 1828, một tác phẩm quan trọng của Baer ra đời: đó là bộ sách lớn “ Lịch sử phát triểncủa các động vật” (tập 1). Lúc này danh tiếng Baer vang dội khắp châu Âu. Ông được bầu làm Viện sĩ chính thức của Viện Hàn lâm Khoa học Nga. Baer vẫn miệt mài làm việc suốt chín năm ròng rã vànăm 1837, tập 2 của bộ sách lớn đến tay bạn đọc. Có thể coi đây là tài liệu tổng kết tất cả những hiểu biết khoa học về sự phát triển của loài có xương sống, đồng thời ghi nhận những phát hiện đónggóp to lớn của Baer. Bộ sách đem đến cho người đọc những hiểu biết hoàn toàn mới lạ và rất cơ bản. Baer khẳng định thêm một lần nữa về sự phát triển của trứng: Tế bào sinh dục này tạo nên các lá mầm,từ đây hình thành ra các tạng khác nhau của phôi. Ông là người đầu tiên ghi nhận các bản thần kinh chính là nghiên cứu đầu tiên của ông về hệ thần kinh, là người mô tả 5 bọng não nguyên thủy và pháthiện ra dây sống (notochord). Đây là một dải mô đặc biệt, hiện diện ở chiều dọc dài của lưng và chỉ ở động vật dạng cá nguyên thuỷ mới tồn tại suốt đời. Ở động vật có xương sống, dây sống được thaythế rất sớm bằng cột sống, bao gồm các đốt sống. Điều này cũng chứng minh rằng tất cả các động vật có xương sống đều xuất nguồn chung từ một tổ tiên nguyên thủy có dây sống.

Trong bộ sách lớn “Lịch sử phát triển của các động vật” Baer còn giới thiệu một khái niệm hoàn toàn mới lạ với giới khoa học thời đó, bao gồm bốn định luật:

1. Trong quá trình phát triển, các đặc tính chung xuất hiện trước các đặc tính riêng.

2. Các đặc tính chung xuất hiện trước đặc tính kém chung rồi tiếp đó mới phát triển các đặc tính riêng.

3. Trong quá trình phát triển, một loài nhất định càng tách xa các động vật thuộc những loài khác.

4. Trong quá trình phát triển, các loài cấp cao đều trải qua những trạng thái phôi gợi nhớ đến phôi của các động vật cấp thấp.

Dựa trên các định luật do chính ông đề xuất, Baer đã nghiên cứu rất kỹ và mô tả chi tiết sự phát triển của trứng được thụ tinh: ở mọi loài có xương sống, trứng được thụ tinh, trong giai đoạn rất sớm, đã có những biến đổi để hình thành nên các lớp mầm, từ đây sẽ biệt hóa dần dần để trở thành các tạng khác nhau của cơ thể.

Ông đã đưa ra “ định luật các giai đoạn tương ứng” để xác định quá trình phát triển của các phôi loài động vật có vú. Ông đã chứng minh sự giống nhau của các giai đoạn phôi ở những giống khác nhau. Ông viết “Tôi hoàn toàn không thể nói chúng thuộc giống nào. Chúng có thể là thằn lằn, hoặc chim nhỏ, hoặc là động vật có vú còn rất nhỏ tuổi, vì sự giống nhau là hoàn toàn trong phương thức hình thành cái đầu và thân thể ở các động vật đó. Các chi vẫn chưa có, nhưng ngay cả khi các chi đã hiện diện trong giai đoạn sớm nhất của quá trình phát triển, chúng ta cũng không biết được gì, vì tất cả đều xuất nguồn từ hình thái cơ sở như nhau”. Bộ sách lớn của Baer đã củng cố tính thống nhất của các động vật. Như thế, tế bào trứng đã thụ tinh của người, hươu cao cổ và cá thu đều không khác nhau lắm. Chỉ khi phôi đã phát triển, dần dần mới xuất hiện những đặc điểm khác biệt. Những cấu trúc nhỏ bé nhất của phôi, trong trường hợp này, sẽ chuyển dạng thành cánh hoặc thành tay (chi trên), ở trường hợp thứ hai sẽ thành chi dưới và ở trường hợp thứ ba lại thành vây (cá). Chính trong bộ sách lớn của mình, Baer đã nêu những câu hỏi làm thay đổi tư duy khoa học thời đó: “ Ở giai đoạn khởi đầu của quá trình phát triển, chẳng phải là tất cả các động vật đều cơ bản giống nhau ư? Chẳng phải là đã có một hình thái nguyên thủy chung cho tất cả các loài đó sao?”. Những quan điểm này đã thúc đẩy những nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thời đó, như T.H. Huxley và Hebert Spencer.

Năm 1834, nhà khoa học Baer 42 tuổi nhận lời mời của Hoàng hậu nước Nga, rời Konigsberg đến Saint Petersburg . Thời gian đầu, Baerphụ trách phòng tài liệu của Viện Hàn lâm Khoa học Saint Peterburg. Kể từ đây, Baer ngưng các hoạt động nghiên cứu phôi học để chuyển sang công việc đi khảo sát vùng Bắc Nga. Ông là nhà khoa học đầutiên đã đến thu thập các mẫu vật ở vùng đất mới lúc đó chưa hề có vết chân người. Trong những chuyến đi xuyên nước Nga, ông đặc biệt chú ý đến nghề cá thuộc vùng Baltic và Caspian. Ông có nhiều pháthiện lý thú về địa lý Nga, về quá trình hình thành các dòng sông trên đất nước Nga. Kết quả của những chuyến đi khảo sát là cuốn sách “ Sự phát triển củacá” (1835). Ông cũng chú ý đến các vấn đề dân tộc học, thu thập cho Viện Hàn lâm Saint Petersburg rất nhìều mẫu sọ người. Sau một thời gian đo đạc các mẫu sọ và phát hiện nhiều điều mới lạ, ôngtổ chức Hội nghị các nhà sọ học ở Đức, vào năm 1861. Kết quả là việc hình thành Hội các nhà sọ học Đức và xuất bản Tạp chí Nhân loại học. Sau khi thành lập Hội Địa lý học Nga và Hội Côn trùng họcNga, ông được bầu vào chức vụ Chủ tịch đầu tiên. Năm 1862, vì lý do sức khỏe, ông thôi chức viện sĩ hoạt động mà chỉ tham gia trên cương vị viện sĩ danh dự. Một trong những tác phẩm cuối của Baer làtập sách tiểu sử tự thuật xuất bản năm 1864, khi ông tròn 72 tuổi. Từ năm 1867, ông trở về quê hương Estonia để nhớ lại thời thơ ấu và sống 9 năm cuối cuộc đời. Baer qua đời ngày 28/11/1876, hưởngthọ 84 tuổi.

Nguồn: Trần Phương Hạnh,“20 nhà sinh học tài danh” – Nxb Thanh niên