- TIẾN HÓA SINH HỌC 12. - BẰNG CHỨNG TIẾN HÓA 1. - Bằng chứng tiến hóa trực tiếp. - Hóa thạch có ý nghĩa rất to lớn trong nghiên cứu tiến hóa.. - Bằng chứng tiến hóa gián tiếp. - NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ TIẾN HÓA. - Học thuyết tiến hóa hiện đại 1. - Nguồn nguyên liệu tiến hóa. - Biến dị di truyền cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa gồm biến dị tổ hợp và đột biến (đột biến gen và đột biến NST).. - Quá trình giao phối ngẫu nhiên: Phát tán các biến dị trong quần thể và làm phong phú thêm vốn gen của quần thể. - Tuy nhiên, giao phối ngẫu nhiên không phải là nhân tố tiến hóa vì nó không làm thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể.. - Quá trình tác động của chọn lọc tự nhiên: Tác động trực tiếp lên kiểu hình, sàng lọc các kiểu hình có lợi phù hợp với môi trường, biến thiên kiểu gen của quần thể từ đó làm thay đổi vốn gen của quần thể.. - Quần thể - đơn vị tiến hóa cơ sở có các đặc điểm:. - Theo Timôphêep Rixôpxki, đơn vị tiến hóa cơ sở phải thỏa mãn 3 điều kiện:. - Đột biến là nguồn nguyên liệu sơ cấp của tiến hóa. - Quá trình phát sinh đột biến đã gây ra một áp lực làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể. - Áp lực của quá trình đột biến biểu hiện ở tốc độ biến đổi tần số tương đối của alen bị đột biến. - Tần số đột biến với từng gen thường rất thấp và đột biến có tính thuận nghịch nên áp lực của quá trình đột biến là không đáng kể, nhất là đối với các quần thể lớn.. - Vai trò chính của quá trình đột biến là tạo ra nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa. - Đột biến gây ra những biến dị di truyền ở các đặc tính hình thái, sinh lý, hóa sinh, tập tính sinh học, gây ra những sai khác nhỏ hoặc những biến đổi lớn của cơ thể.. - Đột biến là nguồn nguyên liệu của tiến hóa. - Tuy đột biến thường có hại nhưng phần lớn alen đột biến là alen lặn. - Giá trị thích nghi của thể đột biến phụ thuộc môi trường sống và tổ hợp đột biến.. - Giá trị thích nghi của thể đột biến có thể thay đổi khi môi trường sống thay đổi. - Phần lớn các đột biến tự nhiên là có hại cho cơ thể vì chúng phá vỡ mối quan hệ hài hòa trong kiểu gen, trong nội bộ cơ thể, giữa cơ thể với môi trường được hình thành qua chọn lọc tự nhiên lâu đời. - Trong môi trường quen thuộc, thể đột biến thường tỏ ra có sức sống kém hoặc kém thích nghi so với dạng gốc. - Nhưng đặt vào điều kiện mới, nó có thể tỏ ra thích nghi hơn, có sức sống cao hơn.. - Ví dụ: Ruồi mang đột biến kháng DDT sinh trưởng chậm trong môi trường bình thường, nhưng lại sinh trưởng nhanh trong môi trường có DDT.. - Giá trị thích nghi của thể đột biến có thể thay đổi tùy tổ hợp đột biến. - Một đột biến nằm trong tổ hợp này là có hại nhưng đặt trong sự tương tác với các gen trong một tổ hợp khác nó có thể trở nên có lợi.. - Ví dụ: Sâu bọ có màu sắc sặc sỡ là các thể đột biến thường nổi bật trên nền lá xanh so với sâu màu xanh. - Như vậy màu sắc sặc sỡ trở thành đặc điểm thích nghi theo hướng "báo hiệu".. - Đột biến gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu vì:. - Đột biến được xem là nguồn nguyên liệu của quá trình tiến hóa, nhưng trong đó đột biến gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu, vì so với đột biến NST thì:. - Đột biến gen phổ biến hơn. - Tuy tần số đột biến của từng gen là thấp, nhưng tần số đột biến chung của tất cả các gen trong mỗi quần thể là khá lớn, do ở mỗi loài có hàng vạn gen khác nhau.. - Đột biến gen ít ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống và sự sinh sản của cơ thể.. - Các nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ các nòi, các loài phân biệt nhau thường không phải bằng một vài đột biến lớn mà bằng sự tích lũy nhiều đột biến nhỏ.. - Di - nhập gen: Sự lan truyền gen từ quần thể này sang quần thể khác được gọi là di - nhập gen hay dòng gen.. - Vai trò của di - nhập gen đối với tiến hóa. - Di nhập gen là nhân tố làm thay đổi vốn gen của quần thể. - Các cá thể nhập cư mang đến những alen mới hoàn toàn mà trước đó quần thể không có làm phong phú vốn gen của quần thể nhận.. - Đây cũng là nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng không theo một chiều hướng xác định. - Di - nhập gen có thể chỉ làm tăng hay giảm tần số alen vốn có sẵn trong quần thể.. - Di nhập gen cũng có thể biểu hiện dưới hình thức đơn giản như truyền hạt phấn nhờ sâu bọ hoặc gió giữa các quần thể thực vật.. - Di - nhập gen còn được gọi là dòng gen nhằm chỉ sự trao đổi gen giữa các quần thể.. - Kích thước quần thể giảm mạnh thì tần số alen thay đổi nhanh chóng: Kích thước quần thể giảm mạnh tức là số lượng cá thể của quần thể là rất ít thì các yếu tố ngẫu nhiên có thể làm thay đổi tần số alen và tần số kiểu gen một cách nhanh chóng. - Một alen nào đó dù có lợi có thể nhanh chóng bị loại bỏ khỏi quần thể, ngược lại, gen có hại lại có thể trở nên phổ biến trong quần thể.. - Vai trò của giao phối không ngẫu nhiên và giao phối ngẫu nhiên đối với tiến hóa:. - Giao phối không ngẫu nhiên (tự phối, tự thụ phấn, giao phối cận huyết và giao phối có lựa chọn) không làm thay đổi tần số alen nhưng làm thay đổi tần số kiểu gen của quần thể theo hướng làm tăng tần số kiểu gen đồng hợp, giảm tần số kiểu gen dị hợp. - Do vậy, giao phối không ngẫu nhiên làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể. - Tuy nhiên giao phối không ngẫu nhiên là nhân tố tiến hóa.. - Quá trình giao phối ngẫu nhiên (ngẫu phối) có vai trò cung cấp nguồn nguyên liệu thứ cấp là biến dị tổ hợp cho tiến hóa. - Ngẫu phối còn làm trung hòa tính có hại của đột biến và góp phần tạo ra những tổ hợp gen thích nghi. - Tuy vậy, ngẫu phối không phải là nhân tố của quá trình tiến hóa, vì ngẫu phối tạo ra trạng thái cân bằng di truyền của quần thể, trong đó tần số alen và tần số kiêu gen của quần thể đều không thay đổi.. - Quần thể ngẫu phối giúp cung cấp biến dị di truyền. - Mỗi quần thể có số gen rất lớn, nên tần số đột biến chung của tất cả các gen trong mỗi quần thể là khá lớn.. - Ngẫu phối làm cho đột biến được phát tán trong quần thể tạo ra sự đa hình về kiểu gen và kiểu hình, hình thành nên vô số biến dị tổ hợp.. - Hai quá trình đột biến và ngẫu phối đã tạo cho quần thể trở thành một kho biến dị di truyền vô cùng phong phú. - Sự tiến hóa không chỉ sử dụng các đột biến mới xuất hiện mà còn huy động kho dự trữ các gen đột biến đã phát sinh từ lâu nhung tiềm ẩn ở trạng thái dị hợp.. - Chọn lọc tự nhiên. - Tác động chủ yếu của CLTN là sự phân hóa khả năng sinh sản của những kiểu gen khác nhau trong quần thể, làm cho tần số tương đối của các alen trong môi gen biến đổi theo hướng xác định và các quần thể có vốn gen thích nghi hơn sẽ thay thế những quần thể kém thích nghi.. - Chọn lọc tự nhiên không những là nhân tố quy định nhịp điệu biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể mà còn định hướng quá trình tiến hóa thông qua các hình thức chọn lọc: ổn định, vận động và phân hóa.. - của thường biến trong quá trình tiến hóa.. - Chọn lọc tự nhiên là nhân tố quy định chiều hướng và nhịp điệu thay đổi tần số tương đối của các alen, tạo ra những tổ hợp gen đảm bảo sự thích nghi với môi trường, là nhân tố định hướng quá trình tiến hóa.. - Chọn lọc tự nhiên làm cho tần số của các alen biến đổi theo hướng xác định. - Dưới tác động cùa chọn lọc tự nhiên, tần số của các alen có lợi được tăng lên trong quần thể. - Ví dụ: Nếu những cá thể mang kiểu hình của alen A tỏ ra thích nghi hơn những cá thể mang kiểu hình của alen a thì dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên tần số của alen A ngày càng tăng, trái lại tần số của alen a ngày càng giảm.. - SỰ HÌNH THÀNH CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT 1. - Vai trò của các nhân tố hình thành các đặc điểm thích nghi. - Theo quan niệm hiện đại, sự hình thành mỗi đặc điểm thích nghi (thích nghi kiểu gen) trên cơ thể sinh vật là kết quả của một quá trình lịch sử chịu sự chi phối của 3 nhân tố chủ yếu: quá trình đột biến, quá trình giao phối và quá trình chọn lọc tự nhiên.. - Quá trình đột biến tạo ra alen mới, tạo ra các kiểu hình mới cung cấp nguyên liệu ban đầu cho chọn lọc.. - Quá trình giao phối phát tán đột biến có lợi, tạo các tổ hợp gen thích nghi.. - Quá trình chọn lọc tự nhiên sàng lọc các kiểu hình, loại bỏ các kiểu hình bất lợi và củng cố các kiểu hình có lợi từ đó làm tăng tần số tương đối của đột biến có lợi hay tổ hợp gen thích nghi.. - Cơ chế di truyền của quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi. - Cơ chế chung hình thành các đặc điểm thích nghi của loài theo thuyết tiến hóa hiện đại Trong quần thể ban đầu: Xuất hiện các đột biến nên tạo ra nhiều loại biến dị tổ hợp trong quần thể làm xuất hiện nhiều loại kiểu hình (có những kiểu hình chiếm ưu thế, và những kiểu hình kém ưu thế hơn) làm phân hóa kiểu hình.. - Quá trình giao phối ngẫu nhiên làm gia tăng tỉ lệ các cá thể có kiểu hình ưu thế trong quần thể. - xuất hiện kiếu hình thích nghi.. - Quần thể ban đầu xuất hiện các đột biến bướm trắng và bướm đen. - Số lượng bướm đen trong quần thể giảm, bướm hắng chiếm ưu thế.. - Số lượng bướm trắng trong quần thể giảm, bướm đen chiếm ưu thế.. - Các đặc điểm thích nghi chỉ hợp lí tương đối. - Mỗi đặc điểm thích nghi là sản phẩm của chọn lọc tự nhiên trong hoàn cảnh nhất định nên chỉ có ý nghĩa trong hoàn cảnh phù hợp. - Khi hoàn cảnh thay đổi, một đặc điểm vốn có lợi có thể trở thành bất lợi và bị thay thế bởi đặc điểm thích nghi hơn.. - Ví dụ: Cá đã thích nghi trong môi trường nước nếu đưa ra khỏi nước thì chết.. - Ngay trong hoàn cảnh sống ổn định thì các đột biến và biến dị tổ hợp không ngừng phát sinh, chọn lọc tự nhiên vẫn không ngừng tác động. - Loài sinh học là một nhóm cá thể có vốn gen chung, có những tính trạng chung về hình thái, sinh lí, có khu phân bố xác định, trong đó các cá thể giao phối với nhau và được cách li sinh sản với những nhóm quần thể thuộc loài khác.. - Quần thể là nhóm cá thể cùng loài, là đơn vị tổ chức cơ sở của loài.. - Quần thể bị phân cách nhau bởi các vật cản địa lí như núi, sông, biển.... - Khoảng cách địa lí làm ngăn cản các cá thể của các quần thể cùng loài gặp gỡ và giao phối với nhau.. - Hạn chế sự trao đổi vốn gen các quần thể.. - Phân hóa vốn gen của quần thể.. - Tiến hóa đồng quy tính trạng Tiến hóa phân li tính trạng - Chọn lọc tự nhiên tiến hành theo những. - Do cùng sống trong điều kiện giống nhau nên đã được chọn lọc theo cùng 1 hướng, cùng tích lũy những đột biến tương tự như nhau.. - Chiều hướng tiến hóa chung của sinh giới. - Ngày càng đa dạng, phong phú: Chọn lọc tự nhiên đã tiến hành theo con đường phân li tính trạng nên sinh giới đã tiến hóa theo hướng ngày càng đa dạng.. - Tổ chức ngày càng cao: Chọn lọc tự nhiên chỉ duy trì những dạng thích nghi với hoàn cảnh sống.. - Do đó sinh vật đã tiến hóa theo hướng tổ chức ngày càng cao.. - Thích nghi ngày càng hoàn thiện: dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, những dạng thích nghi hơn sẽ thay thế những dạng kém thích nghi, do đó sinh giới đã tiến hóa theo hướng thích nghi ngày càng hoàn thiện.. - Sự tiến hóa của mỗi nhóm trong sinh giới đã diễn ra theo những con đường cụ thể khác nhau và với những nhịp độ không giống nhau.