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

Bối cảnh ra đời học thuyết tiến hóa của Darwin

- Trước thế kỉ XVII, người ta quan niệm rằng: Tất cả các loài sinh vật đã được Thượng đế sáng tạo cùng một lần, mang những đặc điểm thích nghi hợp lí ngay từ đầu và không hề biến đổi theo thời gian.

- Trong thế kỉ XVII và XVIII, những tài liệu phân loại học, hình thái học so sánh, giải phẫu học so sánh được nghiên cứu, tích lũy và làm sáng tỏ nhiều vấn đề, từ đó làm cơ sở hình thành quan niệm về sự biến đổi của các loài dưới ảnh hưởng trực tiếp của ngoại cảnh.

- Jean-Baptiste de Lamarck (1744 - 1829) là người đầu tiên xây dựng một học thuyết có hệ thống về sự tiến hoá của sinh giới. Theo ông: Những biến đổi trên cơ thể do tác dụng của ngoại cảnh/tập quán của động vật, đều được di truyền và tích lũy qua các thế hệ, dẫn đến hình thành loài mới.

Ví dụ: Cơ chế tiến hóa của hươu cao cổ theo quan điểm của Lamarck như sau:

1. (1) Những con hươu cổ ngắn không ăn được lá cây trên cao.
2. (2) Để ăn được lá, hươu phải vươn cao cổ.
3. (3) Những biến đổi nhỏ trên cơ thể (cổ dài), được tích lũy dần thành những biến đổi lớn, sâu sắc.
4. (4) Qua nhiều thế hệ hình thành loài hươu có cổ cao.

- Charles Robert Darwin (1809 - 1882) là người đã đặt nền móng vững chắc cho học thuyết tiến hoá với công trình "Nguồn gốc các loài" (1859), giải thích sự hình thành các loài từ một tổ tiên chung bằng cơ chế chọn lọc tự nhiên.

Phương pháp khoa học mà Darwin đã sử dụng để hình thành học thuyết tiến hoá của mình theo ba bước cụ thể:

- Quan sát, thu thập dữ liệu.

- Hình thành giả thuyết khoa học để giải thích dữ liệu quan sát được.

- Kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm hoặc các bằng chứng cụ thể trong tự nhiên và đời sống.

I. Quan sát của Darwin về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài

Những kết quả quan sát của Darwin được tóm tắt như sau:

- Tất cả các loài sinh vật đều sinh ra nhiều con cái hơn số lượng cá thể có thể tồn tại cho đến khi trưởng thành. Darwin nhận ra rằng môi trường giới hạn số lượng cá thể của quần thể ở tất cả các sinh vật bằng cách gây ra tử vong hoặc hạn chế sinh sản.

- Không có hai sinh vật nào hoàn toàn giống nhau về đặc điểm. Darwin gọi đặc điểm sai khác của những cá thể là các biến dị cá thể. Phần lớn các biến dị này được di truyền lại cho thế hệ sau.

- Số lượng cá thể của quần thể sinh vật có xu hướng được duy trì ổn định trừ những trường hợp môi trường có những biến đổi bất thường.

II. Hình thành giả thuyết khoa học về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài

Từ các quan sát của mình, Darwin suy ra các giả thuyết:

- Các sinh vật đều có chung một nguồn gốc. Chọn lọc tự nhiên là cơ chế hình thành các loài mới từ một tổ tiên chung.

- Các cá thể sinh vật không ngừng cạnh tranh với nhau trong quá trình sinh tồn. Kết quả là làm giảm khả năng sống sót và sinh sản đối với các cá thể kém thích nghi với hoàn cảnh sống.

- Những cá thể có biến dị phù hợp với môi trường sống sẽ có tỉ lệ sống sót cao hơn và sinh ra nhiều con hơn cho quần thể. Qua thời gian, các biến dị thuận lợi và thích nghi với môi trường sống trở nên phổ biến hơn trong loài; các đặc điểm bất lợi bị mất dần đi. Quá trình này gọi là chọn lọc tự nhiên. 

- Quá trình con người chủ động chọn ra những cá thể có các biến dị mà mình mong muốn rồi cho chúng giao phối với nhau để tạo nên giống mới và loại đi những cá thể có các biến dị không mong muốn gọi là chọn lọc nhân tạo.

Ví dụ: Sự hình thành loài hươu cao cổ theo quan niệm của Darwin: 

1. (1) Quá trình sinh sản đã phát sinh nhiều biến dị sai khác về kích thước cổ giữa các cá thể thuộc loài hươu.
2. (2) Các cá thể hươu nào có cổ dài sẽ ăn được lá cây trên cao.
3. (3) Những cá thể hươu cổ ngắn không ăn được lá cây trên cao thì sẽ chết. Qua nhiều thế hệ, kết quả hình thành loài hươu cổ dài ăn được lá cây trên cao.​

III. Kiểm chứng giả thuyết thông qua các bằng chứng trong tự nhiên và đời sống

Bằng chứng trong tự nhiên

- Khi nghiên cứu động vật hoang dã trên quần đảo Galapagos ở Nam Mỹ, cách đất liền 900 km, Darwin nhận thấy các loài chim sẻ khác nhau trên hòn đảo về cơ bản là giống nhau nhưng vẫn có sự khác biệt về kích thước, mỏ và móng vuốt của chúng.

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

Bằng chứng trong đời sống

- Darwin đã quan sát thấy các giống vật nuôi và cây trồng được con người tạo ra từ một giống gốc ban đầu. Thông qua quá trình chọn lọc, con người đã giữ lại những biến dị di truyền phù hợp với mục tiêu sản xuất để cho nhân giống riêng, đồng thời loại bỏ các biến dị không có lợi cho con người, không phù hợp với mục đích sản xuất. 

Chọn lọc nhân tạo hình thành nhiều giống cải khác nhau

- Chọn lọc nhân tạo do con người tiến hành tạo ra sự đa dạng và thích nghi của các loài vật nuôi, cây trồng từ các loài hoang dại ban đầu đã gợi ý cho Darwin cơ sở giải thích về sự hình thành các loài trong tự nhiên.

1. Quy trình nghiên cứu khoa học được Darwin sử dụng để hình thành học thuyết tiến hoá gồm các bước: (1) Quan sát và thu thập dữ liệu; (2) Đề xuất giả thuyết giải thích các dữ liệu quan sát; (3) Tìm kiếm bằng chứng thực nghiệm kiểm chứng giả thuyết đề xuất.

2. Darwin đã đưa ra được vai trò quan trọng của chọn lọc tự nhiên. Các loài giống nhau là do được phát sinh từ một nguồn gốc chung.

3. Sinh vật trong thiên nhiên chịu tác động của chọn lọc tự nhiên, bao gồm hai mặt: Vừa đào thải các biến dị bất lợi vừa tích lũy các biến dị có lợi cho sinh vật, kết quả tạo nên loài sinh vật có các đặc điểm thích nghi với môi trường. Chọn lọc tự nhiên diễn ra theo nhiều hướng khác nhau, dẫn đến phân li tính trạng là cơ sở để giải thích sự hình thành loài mới và nguồn gốc chung của các loài.