Tiến hóa đôi khi vận hành như một nhà thiết kế đầy ám ảnh khi liên tục lặp lại cùng một hình thái duy nhất. Các nhà sinh học đã đặt riêng một thuật ngữ cho hiện tượng này là "carcinization" (cua hóa). Đây là quá trình mà những nhóm giáp xác hoàn toàn khác biệt lại dần tiến hóa để sở hữu ngoại hình của loài cua. Trong suốt 200 triệu năm qua, tự nhiên đã "sáng chế" ra hình hài loài cua ít nhất năm lần độc lập với nhau. Vậy tại sao cấu trúc cơ thể này lại mang lại hiệu quả sinh tồn vượt trội đến thế?
Đặc điểm cốt lõi của một con cua truyền thống nằm ở sự nhỏ gọn trong cấu tạo. Khác với những tổ tiên có thân dài và đuôi lớn (giống như tôm hùm), loài cua đã "giấu" phần bụng bên dưới khối đầu ngực. Sự thay đổi này giúp chúng ít bị kẻ thù tấn công hơn và có khả năng len lỏi vào những khe đá chật hẹp. Chính cấu trúc cơ thể đặc thù này đã quy định dáng đi ngang trứ danh của chúng.
Mọi chuyện bắt nguồn từ các nguyên lý cơ học thuần túy. Khi lớp vỏ trở nên rộng hơn chiều dài, các chân sẽ dịch chuyển sang hai bên mạn sườn. Để có thể tiến về phía trước, các khớp chân sẽ cần một biên độ xoay cực lớn, điều này vốn làm suy yếu cấu trúc tổng thể. Việc đi ngang cho phép cua đạt được tốc độ cao bằng cách sử dụng các chuyển động đòn bẩy đơn giản nhưng mạnh mẽ tại các khớp mà không lo bị vấp vào chân mình.
Điều này mang lại lợi thế vượt trội về khả năng linh động. Trong khi kẻ săn mồi phải tốn thời gian để quay đầu, loài cua chỉ đơn giản là thay đổi hướng di chuyển mà không cần đổi tư thế cơ thể. Thật thú vị khi quá trình tiến hóa không dừng lại ở đó: còn tồn tại cả quá trình "giải cua hóa" (decarcinization), khi một số loài bắt đầu tiến hóa theo hướng kéo dài thân trở lại.
Tại sao chúng ta cần quan tâm đến điều này? Việc nghiên cứu cơ sinh học của loài cua đang hỗ trợ đắc lực cho việc phát triển các robot đi bộ trên những địa hình hiểm trở và dưới đáy biển sâu. Mô phỏng dáng đi của chúng giúp chế tạo ra những thiết bị ổn định trước các dòng hải lưu và có khả năng di chuyển trong các khu vực đổ nát, nơi mà các phương tiện dùng bánh xe hoàn toàn bất lực.
Đã bao giờ bạn tự hỏi rằng hình dáng cơ thể con người đang hạn chế sự tự do di chuyển của chúng ta trong không gian như thế nào, giống như cách lớp vỏ quy định đường đi cho loài cua chưa?
Trong tương lai, việc thấu hiểu những "ngõ cụt" và "bước đột phá" trong tiến hóa này sẽ giúp chúng ta thiết kế các hệ thống nhân tạo tốt hơn. Những hệ thống này sẽ sở hữu khả năng thích nghi cao như các nguyên mẫu sinh học vốn đã được mài giũa qua hàng triệu năm lịch sử.
