toàn bộ lí thuyết chương tiến hóa sinh học 12

Nhân tố tiến hóa Biến dị di truyền cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa gồm biến dị tổ hợp và đột biến đột biến gen và đột biến NST - Quá trình giao phối ngẫu nhiên: phát tán các

Các bằng chứng tiến hóa

- Bằng chứng tến hoá giúp xác định mối quan hệ họ hàng giữa các loài, trong quá trình phát sinh, phát triển của sự sống

- Bằng chứng tiến hóa gồm

A BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA TRỰC TIẾP

- Bằng chứng trực tiếp chính là các hóa thạch

- Hóa thạch là các di tích của sinh vật đã từng sinh sống trong các thời đại địa chất còn lưu lại trong các lớp đất đá của

vỏ trái đất

Hóa thạch có ý nghĩa rất to lớn trong nghiên cứu tiến hóa

+ Căn cứ vào hóa thạch trong các lớp đất đá có thể suy ra lịch sử phát sinh, phát triển và diệt vong của các loài sinh vật + Căn cứ vào phương pháp đo độ phân rã của các nguyên tố phóng xạ, ta có thể xác định được tuổi của hóa thạch→ tuổi của lớp đất đá chứa chúng

+ Sự xuất hiện của hóa thạch còn cung cấp những dẫn liệu để nghiên cứu lịch sử vỏ trái đất VD: sự có mặt của hóa thạch quyết thực vật→khí hậu ẩm ướt

+ Bằng phương pháp địa tầng học (xem xét sự bồi tụ của trầm tích ) ta có thể xác định được một cách tương đối tuổi của các lớp đất đá→tuổi của hóa thạch trong đó

B BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA GIÁN TIẾP

I BẰNG CHỨNG GIẢI PHẪU SO SÁNH

Bằng chứng giải phẫu so sánh là bằng chứng dựa trên sự giống nhau về các đặc điểm giải phẫu giữa các loài

Các loài có cấu tạo giải phẫu càng giống nhau thì có quan hệ họ hàng càng thân thuộc

Sự tương đồng về nhiều đặc điểm giải phẫu giữa các loài là những bằng chứng gián tiếp cho thấy các loài sinh vật hiện nay được tiến hoá từ một tổ tiên chung

Một số loại bằng chứng giải phẫu so sánh :

Cơ quan tương đồng là những cơ quan nằm ở những vị trí tương ứng trên cơ thể, có cùng nguồn gốc trong quá trình

phát triển phôi nên có kiểu cấu tạo giống nhau Cơ quan tương đồng phản ánh sự tiến hoá phân li

Cơ quan thoái hoá là những cơ quan phát triển không đầy đủ ở cơ thể trưởng thành Do điều kiện sống của loài đã

thay đổi, các cơ quan này mất dần chức năng ban đầu, tiêu giảm dần và hiện chỉ để lại một vài vết tích xưa kia của chúng

Cơ quan tuơng tự là những cơ quan khác nhau về nguồn gốc nhưng đảm nhiệm những chức năng giống nhau nên có

kiểu hình thái tương tự

Cơ quan tương tự phản ánh sự tiến hoá đồng quy

Phân biệt cơ quan tương đồng và cơ quan tương tự

Cơ quan tương đồng (cơ quan cùng nguồn) là những

cơ quan nằm ở những vị trí tương ứng trên cơ thể ở

các loài khác nhau, có cùng nguồn gốc trong quá trình

phát triển phôi cho nên có kiểu cấu tạo giống nhau

Cơ quan tương đồng phản ánh sự tiến hóa phân li.

Cơ quan tương tự (cơ quan cùng chức năng) là những cơ quan có nguồn gốc khác nhau nhưng đảm nhiệm những chức năng giống nhau nên có hình thái tương tự

Cơ quan tương tự phản ánh sự tiến hóa đồng quy.

II Bằng chứng phôi sinh học :

Sự giống nhau trong phát triển phôi của các loài thuộc các nhóm phân loại khác nhau là một bằng chứng về nguồn gốc chung của chúng Những đặc điểm giống nhau đó càng nhiều và càng kéo dài trong những giai đoạn phát triển muộn của phôi chứng tỏ quan hệ họ hàng càng gần

Nhiều loài phân bố ở các vùng địa lí khác nhau nhưng lại có nhiều đặc điểm cấu tạo giống nhau đã được chứng minh

là có chung một nguồn gốc, sau đó phát tán sang các vùng khác Điều này cũng cho thấy sự giống nhau giữa các loài chủ yếu là do có chung nguồn gốc hơn là do sự tác động của môi trường

III Bằng chứng địa lý sinh học

a) Hệ động thực vật ở lục địa Âu - Á và ở Bắc Mĩ

Vùng lục địa Âu - Á và ở Bắc Mĩ có hệ động thực vật về căn bản là giống nhau vì cho đến kỉ Đệ tam, 2 vùng này còn nối liền với nhau, do đó sự phân bố động, thực vật ở cả 2 vùng đồng nhất

Sự tồn tại một số loài đặc trưng ở mỗi vùng là do đến kỉ Đệ tứ đại lục châu Mĩ mới tách đại lục Âu - Á tại eo biển Bêrinh, vì vậy sự hình thành các loài đặc hữu giữa 2 vùng là độc lập với nhau và bị cách li địa lí

b) Hệ động thực vật ở lục địa Úc

Hệ động thực vật lục địa Úc có đặc trưng là tính địa phương cao, như những loài thú bậc thấp (thú và nhím mỏ vịt), hơn 200 loài thú có túi (chuột túi, sóc túi, kanguru), bạch đàn và keo,

Sở dĩ ngày nay thú có túi chỉ có ở lục địa Úc vì lục địa này đã bị tách rời lục địa châu Á vào cuối đại Trung sinh và đến

kỉ Đệ tam thì tách khỏi lục địa Nam Mĩ Vào thời điểm đó chưa xuất hiện thú có nhau cho nên lục địa Úc còn giữ được thú có túi cho đến nay Trên các lục địa khác thú có túi đã bị thú bậc cao xuất hiện sau tiêu diệt dần

Những dẫn liệu trên đây chứng tỏ đặc điểm hệ động, thực vật của từng vùng không những phụ thuộc vào điều kiện địa

lí sinh thái của vùng đó mà còn phụ thuộc vùng đó đã tách khỏi các vùng địa lí khác vào thời kì nào trong quá trình tiến hóa của sinh giới

c) Hệ động vật ở đảo lục địa và đảo đại dương

Ở đảo lục địa, khi mới tách khỏi đất liền thì hệ động, thực vật ở đây đã có sẵn như các vùng lân cận của lục địa Về sau, do sự cách li địa lí nên hệ động, thực vật trên đảo phát triển theo một hướng khác, tạo nên các phân loài đặc hữu

Ở đảo đại dương, khi mới hình thành thì ở đây chưa có sinh vật Về sau mới có một số loài di cư từ những vùng lân cận đến Vì vậy hệ động vật ở đây thường nghèo nàn và gồm những loài có khả năng vượt biển Do cách li địa lí, dần dần tại đây mới hình thành những dạng địa phương, có khi dạng địa phương chiếm ưu thế

IV Bằng chứng tế bào học

Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào, các tế bào đều được sinh ra từ các tế bào sống trước đó Tế bào là đơn vị tổ chức cơ bản của cơ thể sống

ế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn đều có các thành phần cơ bản : Màng sinh chất, tế bào chất và nhân (hoặc vùng nhân)

=> Phản ánh nguồn gốc chung của sinh giới

V Bằng chứng sinh học phân tử

Cơ sở vật chất chủ yếu của sự sống là các địa phân tử : ADN , ARN và protein

Tất cả các loại có vật chất di truyền là ADN trừ một số loại virut có vật chất di truyền là ARN ADN có vai trò là vật chất mang thông tin di truyền ADN của các loài đều được cấu tạo từ 4 loại nuclêôtit ADN có vai trò mang và truyền đạt thông tin di truyền

ADN của các loài khác nhau ở thành phần, số lượng, trình tự sắp xếp của các loại nuclêôtit=> chính các yếu tố này tạo nên tính đặc trung cho phân tử AND của mỗi loài Sự giống và khác nhau nhiều hay ít về thành phần số lượng và đặc biệt trật tự sắp xếp của các nucleotit phản ánh mức độ quan hệ họ hàng giữa các loài

Tính thống nhất của sinh giới còn thể hiện ở mã di truyền Tất cả các loài sinh vật hiện nay đều sử dụng chung 1 bộ

mã di truyền, đều dùng cùng 20 loại axitamin để cấu tạo nên prôtêin

Sự tương đồng về nhiều đặc điểm ở cấp độ phân tử và tế bào cũng chứng minh cho mối quan hệ họ hàng giữa các loài trên Trái Đất

Các loài càng có quan hệ họ hàng gần gũi với nhau thì sự tương đồng giữa các phân tử (ADN, prôtêin) của chúng càng cao và ngược lại

So sánh thuyết học lamac và Dacuyn

Hình 1 So sánh quá trình hình thành loài hươu cao cổ ở trong hai học thuyết tiến hóa

Phân biệt thuyết học tiến hóa hiện đại và thuyết học tiến hóa trung tính

I HỌC THUYẾT HIỆN ĐẠI

1 Sự ra đời của thuyết tiến hóa tổng hợp

- Trong các thập niên 30 đến 50 của thế kỉ XX đã hình thành thuyết tiến hóa tổng hợp là thuyết tiến hóa hiện đại Đây

là sự tổng hợp các thành tựu lí thuyết trong nhiều lãnh vực sinh học như phân loại học, cổ sinh vật học, sinh thái học, học thuyết về sinh quyển, đặc biệt là di truyền học quần thể Những người đại diện đầu tiên cho thuyết tiến hóa tổng hợp là Dobgianxki, Mayơ, Simson

- Sau khi được hình thành, thuyết tiến hóa tổng hợp tiếp tục phát triển Đặc biệt những thành tựu của sinh học phân tử

đã tạo điều kiện bổ sung thuyết tiến hóa tổng hợp Thuyết tiến hóa tổng hợp đã làm sáng tỏ cơ chế tiến hóa

2 Nhân tố tiến hóa

Biến dị di truyền cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa gồm biến dị tổ hợp và đột biến (đột biến gen và đột biến

NST)

- Quá trình giao phối ngẫu nhiên: phát tán các biến dị trong quần thể

- Quá trình tác động của chọn lọc tự nhiên: tác động trực tiếp lên kiểu hình, sàng lọc các kiểu hình có lợi phù hợp

với môi trường, biến thiên kiểu gen của quần thể => Thay đổi vốn gen của quần thể

3 Quần thể - đơn vị tiến hóa cơ sở

Nguyên nhân

tiến hóa

Do ngoại cảnh hay tập quán hoạt độngthay

đổi qua không gian và thời gian.

Do chọn lọc tự nhiên tác động thông qua

đặc tính biến dị và di truyền của sinh vật

Cơ chế tiến hóa Là sự di truyền các đặc tính thu được trong

đời cá thể dưới tác dụng của ngoại cảnh hay tập quán hoạt động

Là sự tích lũy các biến dị có lợi, đào thải các

biến dị có hại dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên

Hình thành đặc

điểm thích nghi

Do ngoại cảnh thay đổi chậm, sinh vật có khả

năng phản ứng kịp thời và phù hợp nên không

bị đào thải

Do biến dị phát sinh vô hướng Sự thích

nghi hợp lý đạt được thông qua sự đào thải dạng kém thích nghi

Hình thành loài

mới

Loài mới được hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian, tương ứng với sự thay đổi của ngoại cảnh

Loài mới được hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian dước tác dụng của chọn lọc

tự nhiên, theo con đường phân li tính trạng

từ 1 gốc chung

Ưu điểm Đã chứng minh sinh giới, kể cả loài người là 1

sản phẩm của quá trình phát triển liên tục, từ đơn giản đến phức tạp

Bước đầu giải thích được cơ chế tác động của ngoại cảnh thông qua việc sử dụng hay không

sử dụng các cơ quan và sư di truyền cho đời sau các tập tính thu được

Phát hiện ra vai trò của chọn lọc tự nhiên để

lí giải các vấn đề thích nghi, hình thành loài mới và nguồn gốc các loài

Là người đầu tiên dùng khái niệm biến dị cá thể (gọi tắt là biến dị) => nguyên liệu chủ yếu của chọn giống và tiến hóa

Thành công trong việc xây dựng luận điểm

về nguồn gốc thống nhất của các loài

Chứng minh sinh giới ngày nay là kết quả của quá trình tiến hóa từ 1 nguồn gốc chung

Tồn tại chung Chưa phân biệt biến dị di truyền với biến dị không di truyền được

Chưa hiểu nguyên nhân phát sinh biến dị và cơ chế di truyền biến dị

Chưa hiểu rõ cơ chế tác dụng của ngoại cảnh và của CLTN

- Theo Timôphêep Rixôpxki, đơn vị tiến hóa cơ sở phải thỏa mãn 3 điều kiện :

+ Có tính toàn vẹn trong không gian và thời gian

+ Biên đổi cấu trúc di truyền qua các thế hệ

+ Tồn tại thực trong tự nhiên

- Quần thể là đơn vị tiến hóa cơ sở, vì :

+ Quần thể là đơn vị tổ chức tự nhiên

+ Quần thể là đơn vị sinh sản nhỏ nhất

+ Quần thể là nơi diễn ra quá trình tiến hóa nhỏ

4 Cơ chế tiến hóa trong thuyết tiến hóa tổng hợp

Cơ chế tiến hóa chung

Đột biến tạo nguyên liệu sơ cấp => CLTN tác động để tạo ra kiểu hình=> Lựa chọn các kiểu hình có lợi cần củng cố

=> Phân hóa biến đổi vốn gen của quần thể ban đầu => Hình thành ra quần thể thích nghi => Sự cách li sinh sản của các quần thể =>Hình thành loài mới

Cơ chế tiến hóa riêng

 Quá trình tiến hóa nhỏ

 Quá trình tiến hóa lớn

Phân biệt tiến hóa nhỏ với tiến hóa lớn

II.

THUYẾT TIẾN HÓA TRUNG TÍNH

 Cơ sở nghiên cứu :

Xét phân tích các mẫu phân tử protein => Hầu hết các phân tử protein hầu hết là do các đột biến trung tính quy định

 Nội dung thuyết tiến hóa :

Các đột biến trung tính không chịu tác động của chọn lọc tự nhiên sẽ được củng cố ngẫu nhiên được hình thành các đặc điểm thích nghi

=> Thuyết tiến háo trung tính bổ sung cho thuyết tiến hóa tổng hợp

III PHÂN BIẾT THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP VÀ THUYẾT TIẾN HÓA ĐỘT BIẾN TRUNG TÍNH

- Là quá trình biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể gốc

đưa đến hình thành loài mới

- Là quá trình hình thành các đơn vị trên trên loài như chi, họ, bộ, lớp, ngành

- Phạm vi phân bố tương đối hẹp, thời gian lịch sử tương

đối ngắn.

- Qui mô rộng lớn, thời gian địa chất rất dài.

- Có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm - Thường được nghiên cứu gián tiếp qua các bằng

chứng

Sự hình thành đặc điểm thích nghi của quần thể

I Khái niệm , phân loại và các nhân tố chi phối

Khái niệm

Sự thay đổi hình thái, kích thước, sinh lí của sinh vật để phù hợp với các điều kiện của môi trường để giúp chúng sống sót tốt hơn Những biến đổi đó được gọi là đặc điểm thích nghi

Phân biệt thích nghi kiểu hình và thích nghi kiểu gen

Ví dụ Sự biến đổi hình dạng lá trên cây rau mác, sự

rụng lá theo mùa của cây bàng,

con bọ que có thân giống cái que

Mức độ biến đổi vật

chất di truyền

Không có sự biến đổi kiểu gen một kiểu gen tạo nhiều kiểu hình

Biến đổi kiểu gen , một kiểu gen có một kiểu hình

Tính chất biến đổi Có hướng ,đồng loạt biến đổi theo điều kiện môi

trường, mang tính cá thể

Vô hướng đặc trưng cho loài

Thời gian hình thành Hình thành những kiểu hình khác nhau khi môi Hình thành trong quá trình phát triển lịch

Vấn đề Thuyết tiến hóa tổng hợp Thuyết tiến hóa bằng các đột biến

trung tính

1 Nhân tố

tiến hóa

- Quá trình đột biến và quá trình giao phối tạo nguồn nguyên liệu tiến hóa

- Di nhập gen, các yếu tố ngẫu nhiên góp phần làm thay đổi tần số alen

- Quá trình CLTN xác định chiều hướng và nhịp độ tiến hóa

- Quá trình đột biến làm phát sinh những đột biến trung tính

2 Cơ chế tiến

hóa - Biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể dưới áp lực của CLTN được các cơ chế cách li thúc đẩy, dẫn tới

sự hình thành một hệ gen kín, cách li di truyền với hệ gen của quần thể gốc

- Củng cố ngẫu nhiên các đột biến trung tính, không chịu tác dụng của CLTN

3 Đóng góp

mới

- Làm sáng tỏ cơ chế của tiến hóa nhỏ diễn ra trong lòng quần thể, chú ý nét riêng của tiến hóa lớn

- Nêu sự tiến hóa ở cấp phân tử Giải thích sự đa hình cân bằng trong các quần thể

trường sống thay đổi sử của loài dưới tác dụng của chọn lọc tự

nhiên

Vai trò và kết quả Phản ứng thích nghi => Không hình thành loài

mới

Xuất hiện cách li thoog qua phân hóa vốn gen có thể dẫn tới hình thành lời mới Thích nghi bằng sự biến đổi về kiểu gen hay thích nghi bằng sự biến đổi linh hoạt về kiểu hình đều có ý nghĩa đối với

sự tồn tại, phát triển của sinh vật, nhưng thích nghi kiểu gen quan trọng hơn vì chính nó quy định khả năng thích nghi kiểu hình

Vai trò của các nhân tố hình thành các đặc điểm thích nghi

Theo quan niệm hiện đại, sự hình thành mỗi đặc điểm thích nghi (thích nghi kiểu gen) trên cơ thể sinh vật là kết

quả của một quá trình lịch sử chịu sự chi phối của 3 nhân tố chủ yếu: quá trình đột biến, quá trình giao phối và quá

trình chọn lọc tự nhiên.

- Quá trình đột biến : tạo ra alen mới, tạo ra các kiểu hình mới cung cấp nguyên liệu ban đầu cho chọn lọc.

- Quá trình giao phối phát tán đột biến có lợi, tạo các tổ hợp gen thích nghi.

- Quá trình chọn lọc tự nhiên sàng lọc các kiểu hình , loại bỏ các kiểu hình bất lợi và củng cố các kiểu hình có lợi

=> làm tăng tần số tương đối của đột biến có lợi hay tổ hợp gen thích nghi

II Cơ chế di truyền của quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi

Các ví dụ hình thành đặc điếm thích nghi ở sinh vật

Ví dụ 1 : Sự hóa đen của bướm bạch dương

Ví dụ 2 : Sự thay đổi kích thước , màu sắc của côn trùng theo màu của môi trường

Ví dụ 3 : Sâu rau có màu xanh

Ví dụ 4 : Sự tăng cường kháng thuốc trù sâu DDT ở ruồi giấm

Cơ chế chung hình thành các đặc điểm thích nghi của loài theo thuyết tiến hóa hiện đại

Trong quần thể ban đầu : Xuất hiện các đột biến nên tạo ra nhiều loại biến dị tổ hợp trong quần thể => xuất hiện nhiều loại kiểu hình ( có những kiểu hình chiếm ưu thế , và những kiểu hình kém ưu thế hơn ) => Phân hóa kiểu hình => Chọn lọc tự nhiên tác động củng cố và giữ lại các kiểu hình ưu thế và loại thải các kiểu hình kém ưu thế

Quá trình giao phối ngẫu nhiên làm gia tăng tỉ lệ các cá thể có kiểu hình ưu thế trong quần thể => xuất hiện kiếu hình thích nghi

Giải thích cơ chế hóa đen của bướm bạch dương

- Quần thể ban đầu xuất hiện các đột biến bướm trắng và bướm đen

Khi môi trường chưa ô nhiễm : Thân cây bạch dương màu trắng , bướm trắng đầu trên thân câu bạch dương => không

bị chim sâu phát hiện , bướm đen đậu trên thân cây thì dễ bị phát hiện => Số lượng bướm đen trong quần thể giảm , bướm trắng chiếm ưu thế

Khi môi trường bị ô nhiễm : Thân cây bạch dương bị khói bụi bám nên hóa đen , bướm trắng đầu trên thân câu bạch dương => dễ bị chim sâu phát hiện , bướm đen đậu trên thân cây thì khó bị phát hiện => Số lượng bướm trắng trong quần thể giảm , bướm đen chiếm ưu thế

Giải thích cơ chế kháng thuốc DDT ở vi khuẩn

Khả năng kháng thuốc do 4 cặp gen phân li đọc lập với nhau quy định

Các alen A, B ,C, D không có khả năng kháng thuốc , sinh trưởng nhanh

Các alen a,b,c,d có khả năng kháng thuốc , sinh trưởng chậm

Trong môi trường chưa có DDT

Trong quần thể ban đầu, vi khuẩn xuất hiện nhiều loại biến dị AABBCCDD, aabbccdd, Aabbccdd … trong đó các cá thể có kiểu hình trội AABBCCDD chiếm ưu thế , các cá thể có kiểu hình lặn sinh trưởng phát triển chậm không chiếm

ưu thế

Trong môi trường có DDT :

Khi phun thuốc trừ sâu hay uống thuốc kháng sinh thì dạng bình thường AABBCCDD bị đào thải nhanh, nhưng các thể đột biến nói trên tỏ ra có ưu thế hơn, do đó dần dần chiếm tỷ lệ ngày càng cao Liều lượng thuốc càng tăng

nhanh thì áp lực chọn lọc càng mạnh, các thể đột biến có sức đề kháng cao hơn càng nhanh chóng thay thế các thể đột biến có sức đề kháng kém thua, làm cho các alen trội A,B,D,C ngày càng giảm và các alen lăn a, b, d, c ngày càng tăng.

Như vậy, khả năng đề kháng liên quan với những đột biến hoặc những tổ hợp đột biến đã phát sinh từ trước.

III Các đặc điểm thích nghi chỉ hợp lí tương đối

- Mỗi đặc điểm thích nghi là sản phẩm của chọn lọc tự nhiên trong hoàn cảnh nhất định nên chỉ có ý nghĩa trong

hoàn cảnh phù hợp Khi hoàn cảnh thay đổi, một đặc điểm vốn có lợi có thể trở thành bất lợi và bị thay thế bởi đặc điểm thích nghi hơn

Ví dụ: Cá đã thích nghi trong môi trường nước nếu đưa ra khỏi nước thì chết.

- Ngay trong hoàn cảnh sống ổn định thì các đột biến và biến dị tổ hợp không ngừng phát sinh, CLTN vẫn không ngừng tác động Vì vậy trong lịch sử tiến hóa, những sinh vật xuất hiện sau mang nhiều đặc điểm hợp lý hơn những sinh vật xuất hiện trước

Ví dụ: Cây hạt kín hoàn thiện hơn cây hạt trần, cá xương hoàn thiện hơn cá sụn

IV HIện tượng đa hình cân bằng

Có trường hợp trong quần thể song song tồn tại một số loại kiểu hình ở trạng thái cân bằng ổn định, không một dạng nào có ưu thế trội hơn hẳn để có thể hoàn toàn thay thế các dạng khác, gọi đó là hiện tượng đa hình cân bằng

Ví dụ, ở người, tỉ lệ các nhóm máu A, B, AB, O là đặc trưng và ổn định cho từng quần thể

- Trong sự đa hình cân bằng, không có sự thay thế hoàn toàn một alen này bằng một alen khác mà là sự ưu tiên duy trì các thể dị hợp về một gen hoặc một nhóm gen Các thể dị hợp thường tỏ ra có ưu thế so với thể đồng hợp tương ứng

về sức sống, khả năng sinh sản, khả năng phản ứng thích nghi trước ngoại cảnh

- Theo quan niệm hiện đại, quần thể giao phối là đa hình về kiểu gen và kiểu hình Quá trình đột biến và quá trình giao

phối làm cho các cá thể trong quần thể không đồng nhất về kiểu gen và kiểu hình tạo ra một tiềm năng thích nghi to lớn của mỗi loài, đồng thời hình thành một nguồn nguyên liệu phong phú cho quá trình chọn lọc tự nhiên

- Nếu quần thể không có vốn gen đa hình thì khi hoàn cảnh sống thay đổi, sinh vật không có tiềm năng thích ứng sẽ

dễ dàng bị tiêu diệt hàng loạt Quan niệm về tính đa hình của quần thể giao phối cho thấy CLTN có một nguồn nguyên liệu phong phú đã bác bỏ quan niệm thích nghi trực tiếp với sự thay đổi ngoại cảnh của Lamác và củng cố, phát triển

về vai trò của chọn lọc tự nhiên theo quan niệm Đacuyn

Loài, các cơ chế cách li và quá trình hình thành loài

A LOÀI VÀ CÁC CƠ CHẾ CÁCH LI

I Loài sinh học và tiêu chuẩn phân biệt loài

1 Khái niệm

- Loài sinh học là một nhóm cá thể có vốn gen chung, có những tính trạng chung về hình thái, sinh lí, có khu phân

bố xác định, trong đó các cá thể giao phối với nhau và được cách li sinh sản với những nhóm quần thể thuộc loài khác

- Quần thể là nhóm cá thể cùng loài, là đơn vị tổ chức cơ sở của loài

- Các quần thể của một loài có thể phân bố gián đoạn hoặc liên tục tạo thành các nòi khác nhau

- Nòi địa lí là nhóm quần thể phân bố trong một khu vực địa lý xác định Hai nòi địa lý khác nhau có khu phân bố

không trùng lên nhau

- Nòi sinh thái là nhóm quần thể thích nghi với những điều kiện sinh thái xác định Trong cùng một khu vực địa lí có

thể tồn tại nhiều nòi sinh thái, mỗi nòi chiếm một sinh cảnh phù hợp

- Nòi sinh học: là nhóm quần thể kí sinh trên loài vật chủ xác định hoặc trên những phần khác nhau của cơ thể vật

chủ Đây là sự phân hóa thường gặp ở các loài động, thực vật kí sinh

2 Các tiêu chuẩn để phân biệt các loài thân thuộc

- Các tiêu chuẩn để phân biệt hai loài thân thuộc :

+ Tiêu chuẩn hình thái : Dựa trên sự khác nhau về hình thái để phân biệt.

Các cá thể của cùng một loài có chung một hệ tính trạng hình thái giống nhau Trái lại, giữa hai loài khác nhau có sự gián đoạn về hình thái

+ Tiêu chuẩn địa lí – sinh thái : Dựa vào khu phân bố của sinh vật để phân biệt.

Hai loài có khu phân bố riêng biệt

Hai loài có khu phân bố trùng nhau một phần hoặc trùng nhau hoàn toàn sẽ rất khó phân biệt

+ Tiêu chuẩn sinh lí – sinh hoá : Dựa vào sự khác nhau trong cấu trúc và tính chất của ADN và prôtêin để phân biệt.

Những loài càng thân thuộc thì sự sai khác trong cấu trúc ADN và prôtêin càng ít

+ Tiêu chuẩn cách li sinh sản : Giữa hai loài có sự cách li sinh sản (các cá thể không giao phối với nhau hoặc giao

phối nhưng sinh ra con không có khả năng sinh sản hữu tính - bất thụ)

Mỗi tiêu chuẩn trên chỉ mang tính hợp lí tương đối Vì vậy, tuỳ mỗi nhóm sinh vật mà vận dụng tiêu chuẩn này hoặc tiêu chuẩn khác là chủ yếu Trong nhiều trường hợp phải phối hợp nhiều tiêu chuẩn mới phân biệt được các loài sinh vật một cách chính xác

II Cơ chế cách li

1 Khái niệm

Cách li là quá trình ngăn cản quá trình giao phối của các các thể trong quần thể với nhau và làm tăng cường sự sai khác vốn gen giữa các quần thể so với quần thể ban đầu

Các kiểu cách li : cách li đại lí và cách li sinh sản

2 Các dạng cách li

a) Cách li địa lí (cách li không gian):

Quần thể bị phân cách nhau bởi các vật cản địa lí như núi, sông, biển

Khoảng cách đại lí làm ngăn cản các cá thể của các quần thể cùng loài gặp gỡ và giao phối với nhau

Hạn chế sự trao đổi vốn gen các quần thể

Phân hóa vốn gen của quần thể

b) Cách li sinh sản:

Cách li sinh sản là các trở ngại trên cơ thể sinh vật (trở ngại sinh học) ngăn cản các cá thể giao phối với nhau hoặc ngăn cản tạo ra con lai hữu thụ

Cách li sinh sản bao gồm cách li trước hợp tử và cách li sau hợp tử

Cách li trước hợp tử bao gồm : cách li nơi ở, cách li tập tính, cách li thời gian (mùa vụ), cách li cơ học

Cách li sau hợp tử : là những trở ngại ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc ngăn cản việc tạo ra con lai hữu thụ

Cách li trước hợp tử :

Những trở ngại ngăn cản các cá thể giao phối với nhau để sinh hợp tử được gọi là cách li trước hợp tử

+ Cách li nơi ở (cách li sinh cảnh) : do sống ở những sinh cảnh khác nhau nên không giao phối với nhau.

+ Cách li tập tính : do tập tính giao phối khác nhau nên không giao phối được với nhau.

+ Cách li thời gian (mùa vụ, sinh thái) : do mùa sinh sản khác nhau nên không giao phối được với nhau.

+ Cách li cơ học : do đặc điểm cấu tạo cơ quan sinh sản khác nhau nên không thể giao phối với nhau

Cách li sau hợp tử :

Những trở ngại ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc ngăn cản tạo ra con lai hữu thụ, thực chất là cách li di truyền, do không tương hợp giữa 2 bộ NST của bố mẹ về số lương, hình thái, cấu trúc