CÁC NHÂN TỐ TIẾN HOÁ
I. Khái niệm nhân tố tiến hóa
- Nhân tố tiến hóa là nhân tố làm biến đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.
- Gồm các nhân tố: đột biến gen, di - nhập gen, giao phối không ngẫu nhiên, chọn lọc tự nhiên, các yếu tố ngẫu nhiên.
II. Các nhân tố tiến hóa
1. Đột biến
a. Khái niệm
Đột biến là những biến đổi trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử hoặc tế bào.
b. Vai trò
- Đột biến là nguồn nguyên liệu sơ cấp của quá trình tiến hóa, trong đó nguồn nguyên liệu chủ yếu là đột biến gen.
- Đột biến là nhân tố tạo ra áp lực làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể.
2. Di - nhập gen
a. Khái niệm
Di – nhập gen là sự lan truyền gen từ quần thể này sang quần thể khác.
b. Vai trò
- Di nhập gen làm thay đổi tần số của các alen và thành phần kiểu gen của cả quần thể cho và nhận.
- Di nhập gen có thể mang đến alen mới cho quần thể nhận, làm cho vốn gen của quần thể này thêm phong phú.
3. Giao phối không ngẫu nhiên
- Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen, nhưng làm thay đổi thành phần kiểu gen của quần thể theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp.
- Tạo điều kiện cho gen lặn biểu hiện.
- Giao phối không ngẫu nhiên cung cấp nguyên liệu thứ cấp cho quá trình tiến hóa.
4. Chọn lọc tự nhiên (CLTN)
a. Khái niệm
Chọn lọc tự nhiên là quá trình gồm hai mặt song song với nhau, đào thải biến dị không có lợi và tích luỹ, bảo tồn biến dị có lợi.
b. Động lực
- Trong tự nhiên: động lực của chọn lọc tự nhiên là đấu tranh sinh tồn
- Nhân tạo: động lực của chọn lọc tự nhiên là nhu cầu thị hiếu khác nhau của con người
c. Vai trò
- Thay đổi tần số alen, thành phần kiểu gen theo hướng xác định → nhân tố định hướng quá trình tiến hóa.
- Tạo ra những quần thể sinh vật thích nghi với môi trường sống.
- Chọn lọc tự nhiên là nhân tố tiến hóa cơ bản nhất vì:
+ CLTN xảy ra thường xuyên liên tục ở mọi quần thể.
+ CLTN có tính định hướng cho quá trình tiến hóa
+ Áp lực chọn lọc tự nhiên quy định tốc độ quá trình tiến hóa, chọn lọc tự nhiên càng mạnh, tốc độ tiến hóa càng mạnh. Áp lục CLTN lớn hơn nhiều lần so với nhân tố tiến hóa khác.
d. Đặc điểm đặc trưng nhất của chọn lọc tự nhiên
- Là nhân tố duy nhất định hướng quá trính tiến hóa
- Quy định nhịp điệu, cường độ, chiều hướng biến đổi của các kiểu gen thông qua kiểu hình.
e. Các hình thức chọn lọc
- Chọn lọc ổn định
+ Giữ lại tính trạng trung bình
+ Tác động theo hai chiều: bảo tồn những cá thể mang tính trạng trung bình, đào thải những cá thể mang tính trạng chệch xa mức trung bình.
+ Kiểu chọn lọc này diễn ra khi điều kiện sống không thay đổi qua nhiều thế hệ.
+ Kết quả: duy trì, củng cố các giá trị thích nghi đã đạt được.
- Chọn lọc vận động
+ Giữ lại cá thể có kiểu hình thích nghi nhất,
+ Tác động theo 1 chiều
+ Điều kiện sống thay đổi theo một hướng xác định
+ Hình thành các đặc điểm thích nghi mới
- Chọn lọc phân hóa
+ đây là hình thức chọn lọc chống lại các cá thể mang tính trạng trung bình.
+ Diễn ra trong môi trường sống không đồng nhất.
+ Kết quả: quần thể đầu phân hóa thành nhiều cá thể có kiểu hình khác nhau.
5. Các yếu tố ngẫu nhiên
a. Khái niệm
Các yếu tố ngẫu nhiên là hiện tượng tần số alen trong quần thể ngẫu nhiên thay đổi đột ngột do một yếu tố ngẫu nhiên nào đó.
b. Vai trò
- Làm thay đổi đột ngột tần số alen và thành phần kiểu gen
- Làm nghèo vốn gen của quần thể, dễ làm quần thể đi đến trạng thái diệt vong.
Như vậy, năm nhân tố tiến hóa làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể, trong đó chọn lọc tự nhiên là nhân tố cơ bản nhất.
III. So sánh các nhân tố tiến hóa
1. So sánh sự khác nhau giữa chọn lọc tự nhiên và các yếu tố ngẫu nhiên
Chọn lọc tự nhiên Yếu tố ngẫu nhiên
- Làm thay đổi thường xuyên tần số alen và thành phần kiểu gen theo một hướng xác định.
- Hiệu quả tác động: với mọi quần thể.
- alen có hại thường bị đào thải hết khỏi quần thể.
- Kết quả: Quần thể mang đặc điểm thích nghi dẫn đến hình thành loài mới - làm thay đổi đột ngột tần số alen và thành phần kiểu gen không theo hướng xác định.
- Hiệu quả tác động: với quần thể có kích thước nhỏ
- alen có hại thường không bị đào thải hết khỏi quần thể.
- Kết quả: Có thể làm cho quần thể bị diệt vong
2. Phân biệt giữa đột biến và di nhập gen
Đột biến Di nhập gen
- phát huy tác dụng ở quần thể kích thước nhỏ và lớn
- thay đổi rất chậm tần số alen và thành phần kiểu gen
- tăng cường tạo ra sự sai khác giữa quần thể cùng loài
- luôn luôn làm phong phú vốn gen của quần thể. - phát huy tác dụng ở quần thể kích thước nhỏ
- thay đổi lớn về tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể
- giảm bớt sự sai khác giữa các quần thể lân cận do các nhân tố tiến hóa khác nhau.
- Đôi khi làm nghèo vốn gen
3. Phân biệt giữa di nhập gen và các yếu tố ngẫu nhiên
Di nhập gen Yếu tố ngẫu nhiên
- làm thay đổi từ từ tần số alen và thành phần kiểu gen.
- làm phong phú vốn gen của quần thể nhận do có thêm alen mới - làm thay đổi đột ngột tần số alen và thành phần kiểu gen.
- làm nghèo vốn gen và có thể đưa đến quần thể diệt vong
III. Sử dụng các nhân tố tiến hóa để giải thích sự tiến hóa của sinh giới
1. Giải thích sự hình thành các đặc điểm thích nghi
a. Khái niệm
- Đặc điểm thích nghi là những đặc điểm về hình thái, giải phẫu, sinh lí, sinh thái,… của cơ thể sinh vật phù hợp với môi trường sống.
- Quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi là một quá trình lịch sử hình thành đặc điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật chịu sự chi phối của các nhân tố đột biến, giao phối, chọn lọc tự nhiên.
b. Cơ chế hình thành đặc điểm thích nghi
- Nhân tố chi phối quá trình hình thành đặc điểm thích nghi
+ Đột biến: tạo nguyên liệu sơ cấp
+ Giao phối: phát tán đột biến tạo vô số biến dị tổ hợp. Tạo tổ hợp gen thích nghi. Các cơ thể mang biến dị có lợi được tăng lên.
+ Chọn lọc tự nhiên: tần số alen và tần số kiểu gen đột biến có lợi được tăng lên theo hướng xác định.
- Cơ chế hình thành đặc điểm thích nghi:
Quần thể ban đầu dưới tác động của chọn lọc tự nhiên thì tần số tương đối của các alen có lợi được tăng lên trong quần thể, thông qua sinh sản sẽ hình thành các đăn điểm thích nghi. Còn các kiểu gen quy định đặc điểm có hại dưới tác động của chọn lọc tự nhiên sẽ bị đào thải.
Như vậy, quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi là quá trình làm tăng dần số lượng cơ thể có kiểu hình thích nghi dẫn đến sinh giới không ngừng hoàn thiện.Quá trình hình thành đặc điểm thích nghi phụ thuộc vào quá trình phát sinh, tích lũy đột biến và áp lực chọn lọc tự nhiên → sự hình thành các đặc điểm thích nghi của sinh vật với môi trường là kết quả của chọn lọc tự nhiên thông qua biến dị di truyền.
c. Sự hợp lí tương đối của đặc điểm thích nghi
- Đặc điểm thích nghi là sản phẩm của chọn lọc tự nhiên trong hoàn cảnh sống nhất định.
- Trong môi trường ổn đinh: biến dị không ngừng phát sinh, chonl lọc tự nhiên không ngừng tác động.
d. Hiện tượng đa hình cân bằng di truyền
- Trong quần thể song song tồn tại nhiều loại kiểu hình khác nhau và không có loại kiểu hình nào chiếm ưu thế tuyệt đối.
- Nguyên nhân: các kiểu gen trong quần thể không có hại, không ưu thế. Chọn lọc tự nhiên ưu tiên duy trì các kiểu gen dị hợp trong quần thể.
2. Giải thích sự hình thành loài
a. Khái niệm
Hình thành loài là sự cải biến thành phần kiểu gen của quần thể ban đầu theo hướng thích nghi, tạo ra hệ gen mới, cách li sinh sản với quần thể gốc.
b. Cơ chế hình thành loài mới
Quần thể gốc trong điều kiện sống khác nhau, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên theo nhiều hướng bằng các con đường khác nhau, dẫn đến phân li tính trạng, hình thành các nòi khác nhau. Mỗi nòi thích nghi với hướng chọn lọc và có cách li sinh sản. Kết quả là hình thành loài mới có kiểu gen, kiểu hình và bộ nhiễm sắc thể khác so với quần thể gốc.
Điều kiện loài mới được coi như mắt xích trong quần xã: khả năng sinh sản, khả năng thích nghi và cách li sinh sản với loài gốc.
c. Các con đường hình thành loài
* Cơ chế
- Hình thành loài bằng con đường cách li địa lý
Loài mở rộng khu phân bố, chiếm thêm những vùng lãnh thổ mới có điều kiện địa chất, khí hậu khác nhau hoặc khu phân bố bị chia cắt do các vật cản địa lí làm cho quần thể trong loài bị cách li nhau. Ở các vùng địa lý khác nhau, chọn lọc tự nhiên đã tích lũy các biến dị di truyền theo những hướng khác nhau. Những biến dị tích lũy được ở từng vùng địa lý được nhân rộng lên tạo thành nòi địa lý và tạo thành nhóm sinh vật cách li sinh sản. Như vậy loài mới được hình thành.
- Hình thành loài bằng con đường cách li sinh thái
Các quần thể phân bố trong các khu vực có điều kiện sinh thái khác nhau. Ở những điều kiện sinh thái khác nhau, chọn lọc tự nhiên diễn ra theo những hướng khác nhau. Kết quả là hình thành các nòi sinh thái, tạo thành các nhóm sinh vật cách li sinh sản và loài mới được hình thành.
- Hình thành loài bằng con đường cách li tập tính
Trong quần thể gốc xuất hiện đột biến dẫn đến hình thành kiểu hình mới có liên quan đến tập tính giao phối của động vật. Các cơ thể mang đột biến có xu hướng giao phối với nhau để tạo nên quần thể mới. Như vậy loài mới được hình thành.
- Hình thành loài bằng lai xa và đa bội hóa
Trong tự nhiên, có xu hướng xảy ra giao phối giữa 2 loài khác nhau, con lai không sinh sản hữu tính được do bộ NST không tương đồng. Nếu chúng sinh sản vô tính và thich nghi được với môi trường sống thì tạo quần thể con lai mới. Nếu có sự đa bội hóa trong quần thể con lai sẽ tạo quần thể mới có thể sinh sản hữu tính được. Quần thể này thích nghi với điều kiện sống sẽ dân đến hình thành loài mới.
* Đặc điểm
- Cách li địa lý
+ Là con đường phổ biến ở các nhóm sinh vật có khả năng phát tán mạnh.
+ Loài mới có khu phân bố khác hoàn toàn so với loài gốc.
+ diễn ra chậm, qua nhiều loại trung gian chuyển tiếp.
- Cách li sinh thái
+ Phổ biến ở thực vật và động vật ít có khả năng phát tán.
+ Loài mới có khu phân bố trùng với phân bố loài gốc nhưng có ổ sinh thái khác nhau.
- Cách li tập tính
+ Diễn ra ở động vật giao phối.
+ Thời gian dài.
+ Có khu phân bố trùng nhau.
Như vậy, hình thành loài là kết quả của tiến hóa nhỏ, là cơ sở của tiến hóa lớn.
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen247.Pro