Thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại (Phần 2) SVIP

I. Loài và sự hình thành loài

1. Khái niệm loài sinh học

- Loài sinh học là nhóm quần thể gồm các cá thể có tiềm năng giao phối trong tự nhiên và sinh con sống sót, có khả năng sinh sản nhưng sinh con không có khả năng sống sót hoặc không sinh sản được với các cá thể của các nhóm quần thể khác.

- Khả năng giao phối và sinh con hữu thụ của các cá thể là tiêu chuẩn cơ bản để xác định các cá thể đó thuộc cùng loài, được dùng để xác định ranh giới loài sinh học. Khái niệm loài sinh học chỉ phù hợp với các sinh vật sinh sản hữu tính đang tồn tại, không áp dụng với các sinh vật sinh sản vô tính và đã tuyệt chủng.

Đa dạng các loài chó nhà

2. Cơ chế hình thành loài 

- Sự hình thành loài là quá trình tạo ra loài mới từ loài ban đầu. Hình thành loài là biểu hiện rõ ràng nhất của quá trình tiến hoá, trong đó, một nhánh tiến hoá phân li thành hai hoặc nhiều nhánh tiến hoá độc lập.

- Dấu hiệu cho thấy loài sinh học mới hình thành là sự cách li sinh sản. Khi đó, các cá thể của loài mới hình thành không giao phối với cá thể của loài ban đầu, giao phối nhưng không tạo hợp tử (cách li trước hợp tử) hoặc giao phối sinh con nhưng con không hữu thụ (cách li sau hợp tử).

Hình thành loài khác khu

- Cơ chế: Quần thể ban đầu bị chia cắt bởi yếu tố địa lí (cách li địa lí) hoặc một nhóm cá thể di cư tới vị trí cách xa quần thể ban đầu (quần thể sáng lập) → Các nhóm cá thể sau khi tách ra chịu tác động khác nhau bởi các nhân tố tiến hoá như đột biến, chọn lọc tự nhiên, dòng gene,… → Khác nhau về cấu trúc di truyền và hướng thích nghi → Cách li sinh sản xảy ra ở các nhóm cá thể → Hình thành loài mới.

Ví dụ: Những cá thể từ quần thể của loài chim Geospiza fortis di cư ra các đảo thuộc quần đảo Galapagos đã hình thành nhiều loài chim sẻ: G. scandens, G. magnirostris,…

Hình thành loài cùng khu

- Cơ chế: Trong quần thể ban đầu phát sinh các đột biến lớn, lai xa (lai khác loài) và đa bội hoá, sự cách li sinh thái,... xảy ra ở cùng khu phân bố → Dẫn tới sự phân hoá cấu trúc di truyền của một nhóm cá thể → Chúng cách li sinh sản với các cá thể khác ở cùng khu phân bố → Hình thành loài mới.

Ví dụ: Loài cây gai dầu (Galeopsis tetrahit, 2n = 32) là dạng dị tứ bội, bắt nguồn từ hai loài lưỡng bội 2n = 16 là G. pubescens và G. speciosa. 

Hình thành loài liền khu

- Cơ chế: Các cá thể của quần thể ban đầu sống ở hai ổ sinh thái liền kề bị ngăn cách nhau. Ở vùng tiếp giáp giữa hai ổ sinh thái, các thành viên của các cá thể cùng loài hiếm khi gặp nhau để giao phối và sinh sản, đồng thời điều kiện môi trường sống ở hai ổ sinh thái cũng khác nhau → Hai nhóm cá thể ở hai ổ sinh thái khác biệt nhau về cấu trúc di truyền → Chúng không còn giao phối và sinh con hữu thụ → Loài mới hình thành.

Ví dụ: Tại vùng lãnh thổ giao nhau, chim chiền chiện miền tây vẫn giao phối với chim chiền chiện miền đông nhưng chim con không có khả năng sinh sản.

II. Tiến hóa lớn

1. Khái niệm tiến hóa lớn

- Tiến hoá lớn là quá trình biến đổi xảy ra ở phạm vi loài và các đơn vị phân loại trên loài, hình thành loài mới và các bậc phân loại cao hơn, bao gồm cả sự tuyệt chủng.

- Các biến đổi lớn, thời gian của tiến hoá và ý nghĩa của các lần đại tuyệt chủng được xác định dựa trên các bằng chứng hoá thạch, phân tử, hình thái, giải phẫu học so sánh và phương pháp suy luận về mối quan hệ tiến hoá giữa các loài.

- Ví dụ về tiến hoá lớn: Sự hình thành sinh vật nhân thực từ sinh vật nhân sơ, sự hình thành cấu trúc xương chi khi động vật chuyển từ nước lên cạn; sự tiến hoá của não bộ ở động vật có xương sống;…

2. Sự phát sinh chủng loại

- Phát sinh chủng loại là lịch sử hình thành các đơn vị phân loại từ tổ tiên chung và mối quan hệ tiến hoá của chúng.

- Cây phát sinh chủng loại (cây sự sống) là sơ đồ phân nhánh hình cây thể hiện tổ tiên chung và mối quan hệ tiến hoá của các nhóm đơn vị phân loại. 

- Sự phát sinh chủng loại phản ánh quá trình tiến hoá phân li từ tổ tiên chung, hình thành các nhánh phát sinh mỗi đơn vị phân loại. Thứ tự phân nhánh ở cây phát sinh chủng loại cho thấy quan hệ tiến hoá gần gũi giữa các nhóm sinh vật và tổ tiên chung gần nhất của chúng.

- Dựa vào bằng chứng hoá thạch, có thể xác định được vị trí của các nhóm sinh vật đã tuyệt chủng trên cây phát sinh chủng loại.

- Cây phát sinh chủng loại được xây dựng dựa trên việc sử dụng các đặc điểm tương đồng ở mọi cấp độ: Phân tử (DNA, protein), nhiễm sắc thể, tế bào, hình thái, giải phẫu, tập tính,... của các đơn vị phân loại.

1. Loài sinh học là một hoặc nhóm các quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên sinh ra đời con hữu thụ nhưng cách li sinh sản với nhóm quần thể khác tương tự.

2. Loài mới được hình thành khi có sự ngăn cản dòng gene giữa các quần thể. Khi các quần thể đã cách li với nhau, các nhân tố tiến hoá sẽ tác động làm vốn gene của các quần thể cách li trở nên khác biệt. Sự khác biệt về vốn gene đến một mức độ nhất định sẽ làm xuất hiện sự cách li sinh sản dẫn đến hình thành loài mới.

3. Tiến hoá lớn là quá trình hình thành các loài và đơn vị phân loại trên loài xảy ra ở quy mô lớn dẫn đến hình thành toàn bộ sinh giới.

4. Cây phát sinh chủng loại là giả thuyết dưới dạng sơ đồ giải thích mối quan hệ tiến hoá giữa các loài sinh vật. Từ tổ tiên chung, các sinh vật phát sinh thêm các biến dị di truyền, đảm bảo cho chúng thích nghi với các điều kiện sống khác nhau tạo nên thế giới sống vô cùng đa dạng.