MỤC TIÊU
- Nêu được quan điểm của Lamarck về cơ chế tiến hoá.
- Trình bày được quan điểm của Darwin về cơ chế tiến hoá.
- Trình bày được một số luận điểm về tiến hoá theo quan niệm của thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại (cụ thể: nguồn biến dị di truyền của quần thể, các nhân tố tiến hoá, cơ chế tiến hoá lớn).
TÓM TẮT KIẾN THỨC
Khởi động
Thế giới sinh vật trên Trái Đất rất đa dạng và phong phú, đồng thời mỗi sinh vật lại thích nghi hợp lí với đời sống của nó. Đây là kết quả của quá trình tiến hoá lâu dài, mất hàng triệu năm, trải qua hàng trăm ngàn thế hệ sinh sản. Vậy cơ chế tiến hoá để hình thành thế giới sinh vật ngày nay như thế nào?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào cơ chế tiến hoá.
❖ Lời giải chi tiết:
Cơ chế tiến hoá để hình thành thế giới sinh vật ngày nay là sự thay đổi vốn gene của quần thể qua thời gian dưới tác động của các nhân tố tiến hoá cơ bản dẫn đến hình thành loài mới và sau đó là các đơn vị phân loại trên loài.
1. QUAN ĐIỂM CỦA LAMARCK VỀ CƠ CHẾ TIẾN HOÁ
➲ Tìm hiểu quan điểm của Lamarck về cơ chế tiến hoá
Jean Baptiste de Lamarck (1744 – 1829) cho rằng có hai nguyên nhân dẫn đến sự tiến hoá là: (1) bản thân mỗi loài sinh vật có xu hướng vươn tới sự hoàn thiện; (2) những biến đổi trong đời sống của cá thể sinh vật để thích nghi với điều kiện sống thay đổi đều có thể di truyền cho thế hệ sau.
Mở rộng
- Quan điểm tiến hoá của Lamarck đã đề cập đến ba vấn đề chính gồm: bản chất và sự phát sinh sự sống; sự tiến hoá của sinh giới; sự phát sinh loài người.
- Trong quan điểm của mình, ông đã nêu cao vai trò của ngoại cảnh dối với sự tiến hoá của sinh giới, bước đầu dã giải thích được sự tác động của ngoại cảnh tới quá trình tiến hoá thông qua việc tích luỹ và di truyền các biến dị phát sinh trong đời sống.
- Một trong những đóng góp quan trọng của Lamacrk là quan điểm về nguồn gốc loài người. Ông cho rằng loài người là loài động vật cao cấp nhất, được tiến hoá từ loài vượn bốn tay do bỏ tập tính leo trèo chuyển sang sống trên mặt đất.
- Tuy nhiên, do hạn chế về nền tảng khoa học đương thời, Lamarck chưa giải thích đẩy đủ sự thích nghi hợp lí của sinh vật và cơ chế hình thành loài mới.
Thảo luận
Câu hỏi 1. Quan sát Hình 47.1, đọc thông tin trong bài và cho biết theo quan điểm của Lamarck, yếu tố chính giúp thế hệ con cháu của loài hươu cao cổ có cổ cao là gì?
❖ Phương pháp giải:
Quan sát Hình 47.1, đọc thông tin trong bài.
❖ Lời giải chi tiết:
Theo quan điểm của Lamarck, yếu tố chính giúp thế hệ con cháu của loài hươu cao cổ có cổ cao là do điều kiện sống thay đổi chậm chạp (dưới thấp không còn lá cây), hươu chủ động vươn dài cổ để thích nghi.
Thảo luận
Câu hỏi 2. Điểm nào chưa đúng trong quan điểm của Lamarck khi giải thích về sự hình thành đặc điểm thích nghi của hươu cao cổ?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào quan điểm tiến hoá của Lamarck.
❖ Lời giải chi tiết:
Điểm chưa đúng trong quan điểm của Lamarck khi giải thích để sự hình thành đặc điểm thích nghi của hươu cao cổ là:
- Lamarck cho rằng sự thay đổi một cách chậm chạp và liên tục của môi trường sống là nguyên nhân phát sinh các loài mới từ một loài tổ tiên ban đầu.
- Lamarck cho rằng mọi biến đổi trên cơ thể sinh vật đều được di truyền và tích lũy.
- Lamarck cho rằng sinh vật luôn có khả năng chủ động thích ứng với sự thay đổi của môi trường bằng cách thay đổi tập quán hoạt động của các cơ quan, do đó không có loài nào bị đào thải.
✍ Ghi nhớ
Theo Lamarck, ngoại cảnh đóng vai trò quan trọng đối với sự tiến hoá của sinh giới. Sự thay đổi một cách chậm chạp và liên tục của môi trường sống giúp sinh vật tích luỹ được các biến đổi để thích ứng với các môi trường mới, tạo nên sự tiến hoá "tiệm tiến", từ đó hình thành nên các loài mới.
2. QUAN ĐIỂM CỦA DARWIN VỀ CƠ CHẾ TIẾN HOÁ
➲ Tìm hiểu quan điểm của Darwin về cơ chế tiến hoá
- Charles Darwin (1809 – 1882) là một nhà tự nhiên học người Anh, tác giả của tác phẩm nổi tiếng "Nguồn gốc các loài" (on the Origin of Species).
- Trong cuốn sách của mình, Darwin đã phát triển hai ý tưởng chính:
(1) sự tiến hoá của các loài sinh vật từ tổ tiên chung, tạo nên sự đa dạng của sự sống;
(2) sự thích nghi hợp lí của các sinh vật với môi trường sống của chúng.
- Darwin là người đầu tiên dùng khái niệm biến dị cá thể để chỉ những đặc điểm sai khác giữa các cá thể cùng loài. Ông cho rằng chọn lọc tự nhiên thông qua đặc tính biến dị di truyền là nhân tố chính trong quá trình hình thành đặc điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật, loài mới được hình thành từ loài tổ tiên thông qua việc tích luỹ dần các tính trạng thích nghi.
- Thuyết tiến hoá của Darwin là cơ sở khoa học của việc giải thích tự nhiên trên cơ sở quan điểm duy vật và phương pháp lịch sử. Tuy nhiên, học thuyết tiến hoá của Darwin chưa giải thích được nguyên nhân của các biến dị không xác định và chưa làm rõ cơ chế di truyền của các biến dị.
Thảo luận
Câu hỏi 3. Quan sát Hình 47.2 và đọc thông tin trong bài, hãy cho biết:
a) Yếu tố nào tác động đến sự hình thành nhiều hình dạng mỏ khác nhau của chim?
b) Cơ chế nào giúp hình thành nhiều loài chim sẻ khác nhau từ một tổ tiên chung?
❖ Phương pháp giải:
Quan sát Hình 47.2 và đọc thông tin trong bài.
❖ Lời giải chi tiết:
a) Yếu tố tác động đến sự hình thành nhiều hình dạng mỏ khác nhau của chim là loại thức ăn khác nhau.
b) Cơ chế giúp hình thành nhiều loài chim sẻ khác nhau từ một tổ tiên chung chính là chọn lọc tự nhiên tác động thông qua đặc tính biến dị di truyền theo nhiều hướng khác nhau: Từ một loài tổ tiên được phân chia thành nhiều quần thể, mỗi quần thể được chọn lọc theo một điều kiện sống nhất định (loại thức ăn khác nhau). Trải qua nhiều thế hệ, các quần thể của loài này tiến hoá thành nhiều loài mới có hình dạng và kích thước mỏ khác nhau.
Thảo luận
Câu hỏi 4. Trình bày quan điểm của Darwin về nguồn gốc các loài.
❖ Phương pháp giải:
Quan điểm của Charles Darwin về nguồn gốc các loài.
❖ Lời giải chi tiết:
Quan điểm của Darwin về nguồn gốc các loài là: Các loài được hình thành từ tổ tiên chung thông qua việc tích lũy dần các tính trạng thích nghi.
Củng cố kiến thức
Hãy giải thích sự hình thành màu xanh cơ thể của sâu ăn lá theo quan điểm của Darwin.
❖ Phương pháp giải:
Quan điểm của Charles Darwin về nguồn gốc các loài.
❖ Lời giải chi tiết:
Sự hình thành đặc điểm thích nghi màu xanh lục ở các loài sâu ăn lá theo Darwin:
- Quá trình sinh sản đã phát sinh nhiều biến dị sai khác về màu sắc cơ thể của loài sâu ăn lá trong đó có biến dị quy định cơ thể có màu xanh.
- Những cá thể sâu ăn lá mang biến dị quy định cơ thể có màu xanh có khả năng ngụy trang tốt hơn nên tránh được sự tấn công của chim ăn sâu (được chọn lọc tự nhiên giữ lại). Nhờ đó, những cá thể sâu ăn lá này có khả năng sống sót và sinh sản vượt trội so với những cá thể sâu ăn lá mang biến dị quy định cơ thể có màu khác.
- Qua nhiều thế hệ, kết quả hình thành quần thể sâu ăn lá có màu xanh.
✍ Ghi nhớ
• Theo Darwin, tiến hoá là quá trình tích luỹ các biến dị có lợi qua nhiều thế hệ, tạo nên những biến đổi lớn làm cơ sở cho hình thành loài mới. Các loài được hình thành từ tổ tiên chung. Darwin cho rằng: Chọn lọc tự nhiên là nhân tố chính trong quá trình hình thành đặc điểm thích nghi và đấu tranh sinh tồn, tạo động lực để tiến hoá diễn ra liên tục.
• Quan điểm tiến hoá của Darwin đã giải thích hợp lí và thuyết phục để khẳng định sự đa dạng của thế giới sống là kết quả của quá trình tiến hoá. Tuy nhiên, do hạn chế của nền tảng khoa học đương thời nên ông vẫn chưa giải thích được nguyên nhân của các biến dị không xác định và chưa rõ cơ chế di truyền của các biến dị.
3. THUYẾT TIẾN HOÁ TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI
➲ 3.1. Tìm hiểu về nguồn biến dị di truyền cho tiến hoá
- Biến dị di truyền là nguồn nguyên liệu quan trọng cho quá trình tiến hoá. Quá trình đột biến và giao phối trong quần thể đã làm xuất hiện các biến dị di truyền, hình thành nên sự đa dạng về kiểu hình của các cá thể trong quần thể. Đây là nguồn biến dị quan trọng, làm nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên. Ngoài ra, biến dị di truyền của quần thể cũng có thể được bổ sung từ sự di chuyển cá thể hoặc giao tử từ các quần thể khác vào.
- Các biến dị không di truyền giúp sinh vật thích nghi với điều kiện sống cụ thể, có vai trò gián tiếp cho quá trình chọn lọc tự nhiên.
Thảo luận
Câu hỏi 5. Quan sát Hình 47.3 và đọc thông tin trong bài, em hãy cho biết cơ chế tạo ra sự đa dạng về kiểu hình ở loài bọ rùa.
❖ Phương pháp giải:
Quan sát Hình 47.3 và đọc thông tin trong bài.
❖ Lời giải chi tiết:
Cơ chế tạo ra sự đa dạng về kiểu hình ở loài bọ rùa là đột biến và giao phối: Quá trình đột biến tạo ra các allele mới làm nguồn nguyên liệu cho tiến hoá. Quá trình giao phối giúp tổ hợp các đột biến trong quần thể, hình thành các kiểu gene mới, tạo nên sự đa dạng về kiểu hình của các cá thể trong quần thể.
➲ 3.2. Tìm hiểu về nhân tố tiến hoá
Quá trình tiến hoá trong quần thể chịu tác động chính của các nhân tố tiến hoá như: đột biến, di nhập gene, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên.
- Đột biến: làm tăng tần số của allele đột biến dẫn đến thay đổi tần số của các allele trong quần thể, tạo nguyên liệu cho tiến hoá.
- Di – nhập gene: là sự lan truyền gene từ quần thể này sang quần thể khác. Các cá thể nhập cư mang nguồn gene mới từ quần thể gốc làm thay đổi thành phần kiểu gene của quần thể nhận, đồng thời cũng làm thay đổi thành phần kiểu gene ở quần thể gốc.
- Yếu tố ngẫu nhiên: làm thay đổi tần số tương đối của các allele trong quần thể một cách đột ngột do sự tác động của các yếu tố ngẫu nhiên như: vật cản địa lí, phát tán hoặc di chuyển của một nhóm cá thể đến một địa điểm mới.
- Giao phối không ngẫu nhiên: là hiện tượng giao phối có chọn lọc, tự thụ phấn hoặc giao phối cận huyết. Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi thành phần allele của quần thể nhưng làm thay đổi thành phần kiểu gene của quần thể.
- Chọn lọc tự nhiên: là sự phân hoá khả năng sống sót và sinh sản của những kiểu gene khác nhau trong quần thể.
Thảo luận
Câu hỏi 6. Các nhân tố tiến hoá gồm: đột biến, di — nhập gene, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên tác động làm thay đổi thành phần nào của quần thể?
❖ Phương pháp giải:
Đọc thông tin trong bài.
❖ Lời giải chi tiết:
Các nhân tố tiến hoá gồm: đột biến, di – nhập gene, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên tác động làm thay đổi thành phần kiểu gene và tần số allele của quần thể.
Củng cố kiến thức
Hãy lấy các ví dụ về sự di cư ở một số loài động vật. Theo em, hiện tượng phát tán hạt phấn của thực vật có phải là hiện tượng di nhập gene không?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào thông tin trong bài, sách báo, internet.
❖ Lời giải chi tiết:
- Ví dụ về sự di cư ở một số loài động vật:
+ Vào mùa đông, chim én di cư về phương nam để tránh rét.
+ Cá chình di cư theo dòng chảy từ vùng nước ngọt ra biển để đẻ trứng.
- Hiện tượng phát tán hạt phấn của thực vật là hiện tượng di nhập gene. Đây là phương thức lan truyền gene từ quần thể này sang quần thể khác chủ yếu của thực vật.
➲ 3.3. Tìm hiểu về cơ chế tiến hoá nhỏ, tiến hoá lớn
- Tiến hoá nhỏ là quá trình biến đổi tần số allele và thành phần kiểu gene của quần thể. Quá trình tiến hoá nhỏ diễn ra trong phạm vi phân bố tương đối hẹp, trong thời gian lịch sử tương đối ngắn, có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm. Quá trình tiến hoá nhỏ kết thúc khi loài mới xuất hiện.
- Tiến hoá lớn là quá trình tiến hoá diễn ra trên quy mô rộng lớn, qua thời gian địa chất rất dài dẫn đến hình thành loài mới và các nhóm phân loại trên loài như: chi, họ, bộ, lớp, ngành, giới và lãnh giới.
+ Quá trình này diễn ra theo hướng tiến hoá phân li, cấu tạo cơ thể ngày càng phức tạp, tạo ra thế giới sinh vật đa dạng, phong phú.
+ Các sự kiện lặp lại liên tục dẫn đến các khác biệt nhỏ được tích luỹ để hình thành các nhóm sinh vật mới, lâu dần hình thành các nhóm phân loại trên loài.
+ Bên cạnh đó, quá trình tiến hoá lớn cũng đã diễn ra theo hướng đơn giản hoá tổ chức cơ thể để thích nghi với điều kiện môi trường.
+ Tiến hoá lớn thường được nghiên cứu gián tiếp qua các tài liệu cổ sinh vật học, giải phẫu học so sánh, địa lí sinh vật, ...
Thảo luận
Câu hỏi 7. Sự hình thành các nhóm phân loại trên loài được tiến hoá chủ yếu theo hướng nào? Cho ví dụ.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào cơ chế tiến hoá.
❖ Lời giải chi tiết:
- Sự hình thành các nhóm phân loại trên loài được tiến hoá chủ yếu theo hướng phân li tính trạng, cấu tạo cơ thể ngày càng phức tạp.
- Ví dụ:
+ Tiến hoá theo hướng phân li tính trạng: Từ nguyên sinh vật đơn bào, chọn lọc tự nhiên đã tác động theo nhiều hướng khác nhau về cấu tạo cơ thể, phương thức dinh dưỡng, khả năng di chuyển,… để hình thành nên các sinh vật thuộc 3 giới là nấm, động vật và thực vật.
+ Tiến hoá theo hướng cơ thể ngày càng phức tạp: Giới Thực vật tiến hoá theo hướng cơ thể ngày càng phức tạp từ cơ thể chưa có hệ mạch (Rêu) đến có hệ mạch (Dương xỉ, Hạt trần, Hạt kín), từ chưa có cơ quan sinh sản là hoa (Rêu, Dương xỉ, Hạt trần) đến có hoa (Hạt kín), từ sinh sản bằng bào tử (Rêu, Dương xỉ) đến sinh sản bằng hạt trần (Hạt trần) và cao hơn là sinh sản bằng hạt được bảo vệ trong quả (Hạt kín),…
✍ Ghi nhớ
• Quá trình đột biến tạo ra các allele mới làm nguồn nguyên liệu cho tiến hoá. Quá trình giao phối giúp tổ hợp các đột biến trong quần thể, hình thành các kiểu gene mới, tạo nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên.
• Các nhân tố tiến hoá cơ bản bao gồm: đột biến, di – nhập gene, yếu tố ngẫu nhiên, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên là cơ chế duy nhất và liên tục tạo nên tiến hoá thích nghi.
• Tiến hoá lớn là quá trình tiến hoá diễn ra trên quy mô rộng lớn, qua thời gian địa chất rất dài dẫn đến hình thành loài dài dẫn đến hình mới và các nhóm phân loại trên loài như: chi, họ, bộ, lớp, ngành, giới và lãnh giới.
Vận dụng kiến thức
Vận dụng thuyết tiến hoá hiện đại để giải thích hiện tượng kháng thuốc ở vi khuẩn. Hãy phân tích các hạn chế của Darwin khi giải thích hiện tượng kháng thuốc này.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào cơ chế tiến hoá.
❖ Lời giải chi tiết:
- Giải thích hiện tượng kháng thuốc ở vi khuẩn theo thuyết tiến hoá hiện đại: Trong quá trình vi khuẩn kí sinh trong cơ thể, có nhiều đột biến được phát sinh, trong đó có đột biến tạo thành allele quy định tính kháng thuốc. Khi bệnh nhân uống thuốc kháng sinh (môi trường trong cơ thể xuất hiện hoạt chất của thuốc kháng sinh), chọn lọc tự nhiên tác động theo hướng giữ lại các vi khuẩn mang allele quy định tính kháng thuốc và đào thải các vi khuẩn không mang allele quy định tính kháng thuốc. Qua thời gian, các vi khuẩn mang allele quy định tính kháng thuốc được sống sót, sinh sản và chiếm ưu thế (hiện tượng nhờn thuốc).
- Các hạn chế của Darwin khi giải thích hiện tượng kháng thuốc:
+ Theo thuyết tiến hoá hiện đại, tính kháng thuốc ở vi khuẩn do đột biến tạo thành allele quy định tính kháng thuốc. Nhưng Darwin thì chưa giải thích được nguyên nhân xuất hiện biến dị tính kháng thuốc, ông chỉ gọi chung là biến dị cá thể.
+ Darwin cũng chưa làm rõ được cơ chế di truyền của biến dị quy định tính kháng thuốc trong khi thuyết tiến hoá hiện đại cho biết cơ chế di truyền của biến dị chính là sự truyền đạt allele đột biến cho thế hệ sau thông qua sinh sản.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
