BÀI 19: CÁC BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA
I. BẰNG CHỨNG HOÁ THẠCH
- Khái niệm: Hoá thạch là tàn tích của các sinh vật sống trong quá khứ để lại trong các lớp đất đá của vỏ Trái Đất (như xương, răng, dấu chân, xác sinh vật nguyên vẹn trong hổ phách hoặc băng tuyết).
- Vai trò của bằng chứng hoá thạch:
+ Là bằng chứng trực tiếp
quan trọng nhất chứng minh lịch sử phát triển của sinh giới.
+ Giúp xác định loài sinh vật
đã từng tồn tại, thời điểm xuất hiện, diệt vong và mối quan hệ họ hàng giữa các
loài.
+ Giúp xác định tuổi của
các lớp đất đá và hoá thạch bằng phương pháp phân tích đồng vị phóng xạ (ví dụ:
dùng Cacbon-14 (¹⁴C) hoặc Urani-238 (²³⁸U)).
+ Cung cấp các dạng chuyển
tiếp trung gian giữa các nhóm phân loại.
- Ví dụ thực tế:
+ Hóa thạch chim cổ cổ đại
(Archaeopteryx) sống cách đây khoảng 165 triệu năm vừa có đặc điểm của
bò sát (có răng, đuôi dài có đốt sống) vừa có đặc điểm của chim (có cánh, lông
vũ). Đây là bằng chứng trung gian chứng minh chim tiến hóa từ bò sát.
+ Xác voi ma mút được bảo
quản nguyên vẹn trong các lớp băng vĩnh cửu tại Siberia giúp các nhà khoa học
hiểu rõ về hình dáng, thức ăn và thậm chí là giải mã được bộ gene của loài thú
cổ đại này.
II. BẰNG CHỨNG GIẢI PHẪU SO SÁNH
- Giải phẫu so sánh là việc nghiên cứu sự giống và khác
nhau về cấu trúc đại thể của các loài sinh vật nhằm tìm ra mối quan hệ họ hàng
giữa chúng.
* Cơ quan tương đồng (Cấu trúc tương đồng):
- Là những cơ quan nằm ở các vị trí tương ứng trên cơ thể, có cùng nguồn gốc từ phôi nhưng thực hiện các chức năng khác nhau do thích nghi với các môi trường sống khác nhau.
- Ý nghĩa: Phản ánh xu hướng
tiến hóa phân ly (chứng minh các loài có chung nguồn gốc).
Ví dụ thực tế: Chi
trước của người (cầm nắm), mèo (đi lại), cá voi (bơi), dơi (bay) đều có cấu
trúc xương tương tự nhau gồm: xương cánh, xương trụ, xương quay, xương cổ bàn,
xương bàn và xương ngón. Điều này cho thấy các loài này đều được tiến hóa từ một
tổ tiên chung là thú bốn chân.
- Cơ quan thoái hóa: Là một dạng đặc biệt của cơ quan tương đồng nhưng nay đã mất chức năng hoặc chỉ còn lại di tích rất nhỏ không còn hoạt động.
Ví dụ thực tế: Ruột
thừa ở người (di tích của manh tràng rất phát triển ở động vật ăn cỏ), xương cụt
ở người (di tích của đuôi ở thú), hay xương đai hông thoái hóa tiêu biến nằm
sâu trong cơ thể cá voi chứng tỏ tổ tiên cá voi từng là loài thú bốn chân sống
trên cạn.
* Cơ quan tương tự:
- Là những cơ quan thực hiện các chức năng giống nhau, có kiểu dáng bên ngoài tương tự nhau nhưng có nguồn gốc khác nhau.
- Ý nghĩa: Phản ánh xu hướng
tiến hóa đồng quy (đồng hướng) do các loài sống trong điều kiện môi trường
giống nhau nhưng không có quan hệ họ hàng gần gũi.
Ví dụ thực tế:
Cánh dơi (biến dạng của chi trước) và cánh côn trùng (màng da mọc từ lớp cutin
mặt lưng); gai xương rồng (lá biến dạng) và gai hoa hồng (biểu bì thân kéo
dài). Chúng có chung chức năng nhưng nguồn gốc hoàn toàn khác nhau.
III. BẰNG CHỨNG TẾ BÀO HỌC VÀ SINH HỌC
PHÂN TỬ
Đây được coi là những bằng chứng gián tiếp mạnh mẽ
nhất ở cấp độ vi mô, chứng minh nguồn gốc thống nhất của sinh giới trong thời
đại khoa học công nghệ cao.
1. Bằng chứng tế bào học
- Mọi sinh vật trên Trái Đất
(từ đơn bào đến đa bào, từ nhân sơ đến nhân thực) đều được cấu tạo từ tế bào.
- Các tế bào đều có cấu
trúc cơ bản giống nhau gồm: màng sinh chất, tế bào chất và nhân (hoặc vùng
nhân).
- Phương thức phân chia tế
bào và các hoạt động chuyển hóa vật chất - năng lượng cơ bản trong tế bào là
tương tự nhau.
- Ví dụ thực tế: Tế
bào của một cây lúa, một con hổ và một con vi khuẩn đều có chung màng sinh chất
bao bọc, đều sử dụng ribosome để tổng hợp protein. Điều này chứng minh toàn bộ
sinh giới có chung một nguồn gốc tổ tiên (Thuyết tế bào).
- Mọi loài sinh vật đều sử
dụng vật chất di truyền là DNA (hoặc RNA ở một số virus) để lưu trữ
thông tin di truyền.
- Mã di truyền có tính phổ
biến (gần như toàn bộ sinh giới dùng chung một bộ mã di truyền, nghĩa là
các codon mã hóa cho các amino acid giống nhau ở mọi loài).
- Protein của các loài đều
được cấu tạo từ 20 loại amino acid giống nhau.
- Độ tương đồng về trình tự
nucleotide trong DNA/RNA hoặc trình tự amino acid trong protein càng cao chứng
tỏ mối quan hệ họ hàng giữa các loài càng gần và ngược lại.
- Ví dụ thực tế: Chuỗi
polypeptide Cytochrome C (một loại protein tham gia chuỗi truyền electron hô hấp)
ở người và tinh tinh hoàn toàn giống nhau (0 amino acid khác biệt), trong khi
người và nấm men khác nhau tới 40 amino acid. Điều này chứng minh người có quan
hệ họ hàng rất gần với tinh tinh và rất xa với nấm men.