BÀI 20: QUAN NIỆM CỦA DARWIN VỀ CHỌN LỌC TỰ NHIÊN VÀ HÌNH THÀNH LOÀI
I. QUAN SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
1. Quan sát các loài sinh vật trong tự nhiên
- Hành trình vĩ đại trên
tàu Beagle (1831 – 1836) đã giúp Darwin tích lũy những quan sát thực tiễn cốt
lõi:
+ Các cá thể sinh vật thuộc
cùng một loài rất giống nhau do có chung tổ tiên (tính di truyền).
+ Các cá thể con sinh ra từ
cùng một bố mẹ vẫn xuất hiện những đặc điểm khác biệt nhau và khác với bố mẹ
(được gọi là biến dị cá thể).
+ Trong tự nhiên, số lượng
con non sinh ra luôn lớn hơn nhiều so với số lượng cá thể có thể sống sót đến
tuổi sinh sản do giới hạn về nguồn sống (thức ăn, nơi ở).
- Quan sát các loài chim sẻ
trên quần đảo Galapagos:
+ Chim sẻ ở các đảo khác
nhau có cấu tạo mỏ khác nhau để phù hợp với nguồn thức ăn riêng biệt của từng đảo
(mỏ ngắn và dày để ăn hạt; mỏ mảnh, dài để ăn sâu bọ).
+ Darwin gọi các đặc điểm mỏ
này là đặc điểm thích nghi giúp sinh vật sinh sống và sinh sản tốt hơn.
2. Quan sát các giống vật nuôi và cây trồng
- Khái niệm Chọn lọc
nhân tạo (CLNT):
+ Là quá trình con người chủ
động chọn ra những cá thể mang biến dị cá thể mà mình ưa thích, đem nhân giống
riêng và đào thải những cá thể có đặc điểm không mong muốn.
+ Từ một dạng tổ tiên hoang
dại ban đầu, qua nhiều thế hệ chọn lọc và nhân giống, con người đã tạo nên vô số
giống vật nuôi, cây trồng khác nhau rõ rệt.
- Minh chứng từ loài cải
hoang dại (Brassica oleracea):
+ Chọn lọc theo chồi ngọn →
hình thành Bắp cải.
+ Chọn lọc theo chồi bên →
hình thành Cải Brussels.
+ Chọn lọc theo thân → hình
thành Su hào.
+ Chọn lọc theo cụm hoa →
hình thành Súp lơ trắng.
+ Chọn lọc theo lá → hình
thành Cải xoăn.
II. ĐỀ XUẤT GIẢ THUYẾT CHỌN LỌC TỰ NHIÊN GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI
- Khái niệm Chọn lọc tự
nhiên (CLTN):
+ Là quá trình giữ lại (bảo
tồn) những cá thể mang biến dị di truyền có lợi – giúp tăng khả năng sống sót
và sinh sản của sinh vật; đồng thời đào thải những cá thể mang biến dị có hại
trong cuộc đấu tranh sinh tồn.
- Cơ chế tác động của CLTN:
+ CLTN tác động trực tiếp
lên kiểu hình và gián tiếp làm thay đổi tần số các đặc điểm di truyền trong quần
thể.
+ Qua nhiều thế hệ, tần số
các cá thể mang đặc điểm thích nghi ngày càng tăng lên, dẫn đến sự thích nghi
hoàn hảo của sinh vật với môi trường.
- Khái niệm "Hậu duệ có biến đổi": Đời con cháu luôn xuất hiện các biến dị mới. Dưới tác động của CLTN ở các điều kiện môi trường khác nhau, các dòng hậu duệ tích lũy những biến dị thích nghi khác nhau, phân ly tính trạng dần dần từ một tổ tiên chung để hình thành nên các loài mới.
Dưới đây là bảng so sánh giúp các em phân biệt rõ hai quá trình Chọn lọc nhân tạo và Chọn lọc tự nhiên:
|
Tiêu
chí |
Chọn
lọc nhân tạo (CLNT) |
Chọn
lọc tự nhiên (CLTN) |
|
Nguồn nguyên liệu |
Biến dị cá thể xuất hiện ở vật nuôi, cây trồng |
Biến dị cá thể xuất hiện ở sinh vật trong tự nhiên |
|
Nhân tố chọn lọc |
Con người (theo nhu cầu, thị hiếu) |
Môi trường sống (yếu tố vô sinh, hữu sinh) |
|
Kết quả |
Tạo các giống vật nuôi, cây trồng phục vụ con người |
Tạo các loài sinh vật thích nghi với môi trường |
|
Tốc độ diễn ra |
Rất nhanh, có thể quan sát thấy rõ trong lịch sử
loài người |
Rất chậm chạp, trải qua hàng triệu năm lịch sử |
III. KIỂM CHỨNG GIẢ THUYẾT
- Darwin đã thực hiện nhiều
thí nghiệm để kiểm nghiệm các giả thuyết của mình:
+ Thí nghiệm ngâm các hạt
giống cây trong nước biển thời gian dài rồi đem gieo để chứng minh thực vật có
thể phát tán xuyên đại dương tới các đảo xa xôi.
+ Thí nghiệm cho cây nắp ấm
hấp thụ nhiều dung dịch dinh dưỡng khác nhau để chứng minh cấu trúc bẫy của lá
cây nắp ấm là đặc điểm thích nghi nhằm bắt côn trùng bổ sung nitrogen trong môi
trường đất nghèo dinh dưỡng.
- Nhà khoa học Alfred
Russel Wallace cũng độc lập nghiên cứu và đưa ra thuyết chọn lọc tự nhiên tương
tự như Darwin, củng cố vững chắc cho học thuyết tiến hóa.
Ví dụ thực tế:
Sự xuất hiện của các siêu vi khuẩn kháng thuốc (như tụ cầu vàng kháng kháng
sinh MRSA) chính là sự kiểm chứng thực tế rõ ràng nhất. Việc lạm dụng thuốc
kháng sinh đã trở thành áp lực chọn lọc tự nhiên đào thải các vi khuẩn nhạy cảm
và giữ lại các vi khuẩn đột biến kháng thuốc, khiến chúng sinh sôi mạnh mẽ và
làm thuốc mất tác dụng.