Quan niệm của Darwin về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài SVIP

Các bước nghiên cứu khoa học của Darwin: Quan sát thu thập dữ liệu → Hình thành giả thuyết → Kiểm chứng giả thuyết.

I. QUAN SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ

Các cá thể trong cùng một quần thể có những đặc điểm di truyền khác nhau, được gọi là các biến dị cá thể.

Sinh vật thường sinh ra số lượng con vượt quá khả năng mà môi trường có thể nuôi dưỡng.

1. Quan sát các loài sinh vật trong tự nhiên

Khi quan sát những loài chim trên các đảo thuộc quần đảo Galapagos ở Nam Mỹ, cách đất liền khoảng 900 km, Darwin nhận thấy:

- Chúng có nhiều đặc điểm giống với chim ở vùng đất liền gần nhất và khác với các nơi cùng vĩ độ trên Trái Đất. → Chim và các loài khác trên đảo có nguồn gốc từ đất liền Nam Mỹ.

- Các loài chim trên các đảo có nhiều đặc điểm giống nhau, nhưng khác nhau về kích thước và hình dạng mỏ. → Có khả năng chúng là các loài khác nhau.

Các loài chim sẻ có kích thước và hình dạng mỏ khác nhau tùy thuộc vào loại thức ăn 

- Từ những quan sát ở nhiều loài sinh vật, Darwin rút ra những nhận xét sau:

+ Sinh vật có họ hàng càng gần gũi thì càng có nhiều đặc điểm giống nhau. → Chúng có chung tổ tiên.

+ Những cá thể có cùng bố mẹ vẫn có một số đặc điểm khác nhau và khác với bố mẹ. → Đó là các biến dị cá thể.

+ Những biến dị cá thể giúp sinh vật sống sót và sinh sản tốt hơn (ví dụ các dạng mỏ chim) là các đặc điểm thích nghi.

+ Sinh vật có xu hướng sinh ra nhiều con hơn số lượng cần thay thế cho thế hệ trước, vượt xa khả năng mà môi trường có thể nuôi dưỡng.

2. Quan sát các giống vật nuôi và cây trồng

- Quan sát các giống vật nuôi và cây trồng, Darwin nhận thấy:

+ Các giống được con người tạo ra từ một giống ban đầu.

+ Trong cùng một giống, con người chỉ giữ lại và nhân giống những biến dị cá thể ưa thích.

+ Qua nhiều thế hệ, tập hợp những cá thể mang biến dị phù hợp sẽ tạo nên giống mới. 

- Từ những quan sát đó, Darwin rút ra những nhận xét sau:

+ Ông gọi đây là phương pháp chọn lọc nhân tạo.

Chọn lọc nhân tạo hình thành nhiều giống cải khác nhau

+ Để chọn lọc nhân tạo được cần có các biến dị cá thể.

+ Con người chọn những loại biến dị cá thể ưa thích cho nhân giống và loại bỏ những biến dị không mong muốn.

II. ĐỀ XUẤT GIẢ THUYẾT CHỌN LỌC TỰ NHIÊN GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI

Chọn lọc tự nhiên là quá trình tích lũy các biến dị thích nghi, đào thải các biến dị kém thích nghi → hình thành quần thể thích nghi → hình thành các loài sinh vật từ một tổ tiên chung.

- Từ những quan sát trên, Darwin cho rằng:

+ Trong tự nhiên cũng xảy ra quá trình tương tự như chọn lọc nhân tạo → hình thành các loài khác nhau từ một tổ tiên chung.

+ Quần thể sinh vật luôn sẵn có các biến dị di truyền.

+ Những biến dị làm tăng khả năng sống sót, tăng khả năng sinh sản thì được giữ lại và ngày một tăng dần trong quần thể ở các thế hệ sau.

→ Darwin gọi quá trình này là chọn lọc tự nhiên.

- Giải thích sự tiến hoá của sinh giới bằng cơ chế chọn lọc tự nhiên: 

+ Đời con luôn có những biến dị di truyền.

+ Mỗi loại biến dị di truyền giúp cá thể thích nghi với một kiểu môi trường nhất định.

+ Theo thời gian, các cá thể có biến dị thích nghi tăng dần số lượng → hình thành nên loài mới. 

- Sơ đồ minh họa quá trình hình thành loài theo kiểu tiến hóa phân nhánh của Darwin:

+ Tận cùng của mỗi nhánh tượng trưng cho một loài sinh vật.

+ Các loài tiến hoá từ tổ tiên chung và có các biến dị di truyền giúp chúng thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau.

+ Những loài không thích nghi được với môi trường sẽ bị tuyệt chủng.

III. KIỂM CHỨNG GIẢ THUYẾT

Darwin đã tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng cho các giả thuyết của mình.

- Thí nghiệm 1: Ngâm nhiều loại hạt giống khác nhau trong nước biển với thời gian dài rồi kiểm tra độ nảy mầm của các loại hạt.

Kết quả: Hạt của nhiều loài vẫn còn khả năng nảy mầm. → Chứng tỏ các cây trên đảo đã được phát tán từ đất liền.

- Thí nghiệm 2: Nhỏ vào lá các cây nắp ấm những loại dung dịch khác nhau như nước đường, lipid hay protein.

Kết quả: Cây nắp ấm chỉ tiêu thụ protein → Cấu trúc lá có khả năng bắt côn trùng nhằm giúp cây thích nghi với môi trường nghèo nitrogen.