Tải bản đầy đủ
III. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH LOÀI MỚI

III. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH LOÀI MỚI

Tải bản đầy đủ

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

+ Cách ly tập tính: Trong tự nhiên các cá thể có xu hường giao phối với cá thể giống mình.
Ví dụ: Ở Châu Phi, có 2 nhóm cá giống hệt nhau và chỉ khác nhau về màu sắc – cá đỏ
và cá xám. Cá đỏ chỉ giao phối với cá đỏ, cá xám chỉ giao phối với cá xám, còn cá
đỏ và cá xám không giao phối với nhau.
+ Cách ly thời gian (mùa vụ): Do chu kì sinh sản của các nhóm cá thể khác nhau về thời
gian.
Ví dụ: Các quần thể một số loài thực vật sống trên bãi bồi sông Volga (cỏ băng, cỏ
sâu róm,…) rất ít sai khác về hình thái so với các quần thể tương ứng ở trong
bờ. Mùa lũ hàng năm vào tháng 5.
Thực vật bãi bồi: Ra hoa, kết hạt trước khi mùa lũ về.
Thực vật trong bờ: Ra hoa, kết hạt vào đúng mùa lũ .
+ Cách ly cơ học: Cấu tạo cơ thể, cơ quan sinh sản khác nhau dẫn tới không giao phối
được với nhau.
Ví dụ:
- Do cấu tạo xoắn khác nhau nên cơ quan sinh sản của 2 loài
ốc sên không phù hợp, từ đó không giao phối được
với nhau (Hình 16.8).
- Chiều dài ống phấn của cây này không tới noãn cầu của cây
Hình 16.8. Cách li

khác.

cơ học ở ốc sên
(Nguồn: internet)

b. Cách ly sau hợp tử
* Bản chất: Là những trở ngại ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc ngăn cản việc tạo ra con lai
hữu thụ.
* Phân loại: Thể hiện ở 3 mức độ:
+ Hợp tử không phát triển;
+ Con lai giảm sức sống;
+ Con lai bất thụ.
Như vậy, ở loài sinh sản hữu tính, cách ly sinh sản là yếu tố quyết định đánh dấu sự hình
thành loài mới từ quần thể của loài gốc.
3. Cơ chế hình thành loài

Hình 16.9. Sơ đồ quá trình hình thành đặc điểm thích nghi và hình thành loài
Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 161 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

a. Hình thành loài khác khu vực địa lý (Con đường cách ly địa lý)
* Bằng chứng
Chim sẻ ngô (Parus major): Do
khả năng phát tán mạnh nên phân
bố khắp Châu Âu, Châu Á, Bắc
Phi, các đảo Địa Trung Hải.
Hiện tượng:
Nơi tiếp giáp giữa nòi Châu ÂuẤn Độ, giữa nòi Ấn Độ-Trung
Quốc đều có các dạng lai tự
nhiên → cùng loài.
Nơi tiếp giáp giữa nòi Châu ÂuTrung Quốc, thượng lưu sông
Amua 2 nòi tồn tại song song
không có dạng lai. Đây là dấu
hiệu đánh dấu hình thành nên
Hình 16.10. Phân bố của các nòi chim sẻ ngô (Parus major)

2 loài mới.

(Nguồn: internet)

* Thí nghiệm: Của Diane Dodd, trường ĐH Yale Mỹ.

Hình 16.11. Thí nghiệm của Dodd (Nguồn: internet)
+ Chia quần thể ruồi giấm Drosophila pseudo obscura thành nhiều quần thể nhỏ, nuôi
trong các môi trường nhân tạo khác nhau. Một số quần thể nuôi bằng tinh bột, một số
được nuôi bằng maltose.
Sau nhiều thế hệ, từ một quần thể ban đầu đã tạo nên hai quần thể thích nghi với việc tiêu
hoá tinh bột và tiêu hóa đường maltose.
+ Cho hai loại ruồi sống chung, thấy ruồi “maltose” có xu hướng thích giao phối với ruồi
“maltose” hơn và ngược lại.

Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 162 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

* Cơ chế
+ Nguyên nhân
 Loài mở rộng khu vực phân bố.
 Khu phân bố của loài bị chia nhỏ do các chướng ngại địa lý (sông, núi, biển, …)
 Ngăn cản cá thể của các quần thể giao phối với nhau, tạo điều kiện cho các nhân tố
tiến hóa tác động theo các hướng khác nhau và duy trì sự khác biệt về fallele và thành phần
KG giữa các quần thể.
+ Phạm vi: Chủ yếu xảy ra với các loài có khả năng phát tán mạnh, đặc biệt là động vật.
+ Quá trình: Từ quần thể đơn hình, nhờ đột biến và giao phối đã hình thành Quần thể đa
hình. Do bị các chướng ngại địa lý (sông, núi, phát tán, …) phân cắt thành các quần thể
nhỏ hơn. Trong các điều kiện môi trường khác nhau, NTTH (đặc biệt là CLTN) làm cho
các nhóm quần thể ngày càng khác biệt nhau về tần số allele và thành phần KG. Kết quả
làm cho các nhóm quần thể tích lũy các vốn gene ngày càng khác nhau và mang các đặc
điểm khác nhau, dần dần dẫn đến cách ly sinh sản và hình thành nên loài mới.
+ Đặc điểm
 Xảy ra một cách chậm chạp qua nhiều thế hệ.
 Không phải là cách ly sinh sản mà là điều kiện duy trì sự khác biệt tần số allele và thành
phần KG giữa các quần thể để dẫn tới quá trình cách ly sinh sản, đánh dấu sự xuất
hiện loài mới.
 Quá trình hình thành các quần thể thích nghi không nhất thiết dẫn đến hình thành loài
mới.
b. Hình thành loài cùng khu vực địa lý
* Hình thành loài bằng cách ly tập tính
+ Bằng chứng
Các quần thể một số loài thực
vật sống trên bãi bồi sông Volga
(cỏ băng, cỏ sâu róm…) rất ít sai
khác về hình thái so với các quần
thể tương ứng ở trong bờ. Sông
Volga có mùa lũ hàng năm vào
tháng 5.
- Thực vật bãi bồi: Ra hoa, kết
hạt trước khi mùa lũ về.

Hình 16.12. Thí nghiệm của Dodd
(Nguồn: internet)

- Thực vật trong bờ: Ra hoa, kết
hạt vào đúng mùa lũ.

Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 163 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

Giả sử sau này bãi bồi nối với bờ trở thành đất liền thì lúc đó 2 nhóm không thể thụ phấn được
cho nhau và sẽ song song tồn tại. Qua thời gian dài tất yếu 2 vốn gene sẽ ngày càng sai khác,
từ đó hình thành nên 2 loài khác nhau.
+ Thí nghiệm: Ở Châu Phi, có 2 loài cá P.nyrerel (cá đỏ) và P.pundamilia (cá xám) tồn tại
song song không giao phối với nhau:
Đặc điểm

Loài 1

Giống nhau
Khác nhau

Loài 2

Hình thái
Màu đỏ

Màu xám

Khi chiếu ánh sáng đơn sắc da cam → 2 loài
Hình 16.13. Cá xám và cá đỏ

có màu sắc giống nhau → 2 cá thể của 2 loài

(Nguồn: Sinh học - Nail A. Campbell)

giao phối với nhau.
+ Cơ chế

Từ quần thể đơn hình, nhờ đột biến và giao phối đã hình thành Quần thể đa hình. Trong
quần thể các cá thể có xu hướng giao phối với các cá thể giống mình (giao phối có lựa
chọn). Theo thời gian các nhóm cá thể tích lũy các vốn gene theo các hướng khác nhau,
dần dần dẫn đến cách ly sinh sản và hình thành nên loài mới.
* Hình thành loài bằng cách ly sinh thái
+ Bằng chứng: Mao lương (Xem lại những đặc điểm của Mao lương tại mục III bài 16)
Mao lương sống ở bãi cỏ ẩm: Có chồi nách lá, vươn dài bò trên mặt đất.
Mao lương sống ở bờ mương, bờ ao: Lá hình bầu dục, ít răng cưa.
+ Cơ chế:
Từ quần thể đơn hình, nhờ đột biến và giao phối đã hình thành Quần thể đa hình. Trong
quá trình phát phát tán đã hình thành các nhóm cá thể thích nghi với các ổ sinh thái khác
nhau. Các cá thể sống trong cùng một ổ sinh thái có xác suất giao phối với nhau cao hơn
với các cá thể thuộc các ổ sinh thái khác. Theo thời gian dẫn tới tích lũy các vốn gene theo
các ổ sinh thái khác nhau, sau đó dẫn đến cách ly sinh sản và hình thành nên loài mới.
+ Phạm vi: Xảy ra chủ yếu với các loài động vật ít di chuyển.
* Hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hoá
+ Đa bội hoá khác nguồn
 Bằng chứng
Loài cỏ Spartina ở Anh (2n=120), là kết quả lai tự nhiên giữa một loài gốc Châu Âu
(2n=50) với một loài gốc Mỹ nhập vào Anh (2n=70). Thể song nhị bội xuất hiện đầu
tiên năm 1870 ở bờ biển miền Nam nước Anh. Đến 1902, phát tán khắp bờ biển nước
Anh, 1906 lan sang Pháp. Vì chăn nuôi tốt nên được phổ biến khắp thế giới.

Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 164 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

Quá trình hình thành
lúa mì hiện đại giữa lúa
mì hoang dại (Triticum
monococcum), loài cỏ
dại

(Triticum

speltoiders) và loài cỏ
dại (Triticum tauschii)

Hình 16.14. Sự hình
thành loài lúa mì hiện
đại bằng con đường lai
xa



(Nguồn:

đa
@

bội
2009

hóa
Pearson

Education, Inc)

 Thí nghiệm
Lai cải củ (Raphnus) và cải bắp
(Brassica) (Hình 16.15 và 16.16)
 Cơ chế
- Tế bào cơ thể lai khác loài chứa bộ NST
của hai loài bố mẹ không tương đồng, dẫn
tới kỳ đầu I không xảy ra sự tiếp hợp, làm
trở ngại cho phát sinh giao tử. Vì vậy cơ
thể lai xa thường chỉ sinh sản vô tính.

Hình 16.15. Lai xa giữa cải củ và cải bắp
(Nguồn: Sinh học - Nail A. Campbell)

nA × nB → nA+nB → Loài sinh sản vô tính.
- Nếu cơ thể lai được đa bội hoá (lưỡng bội hóa) → Có khả năng sinh sản hữu tính (các
NST sắp xếp thành cặp) → Loài mới (Vì nó được cách ly sinh sản với hai loài bố mẹ).
nA × nB → nA+nB → 2(nA+nB) → Loài sinh sản hữu tính. (Mới thấy ở thực vật)

Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 165 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

Hình 16.16. Lai khác loài giữa ngựa cái và lừa đực
(Nguồn: Sinh học - Nail A. Campbell)

+ Đa bội hoá cùng nguồn
 Bằng chứng: Hai loài thằn lằn cái 3n trinh sản - đẻ trứng (3n) và trứng phát triển trực
tiếp thành thằn lằn con mà không qua thụ tinh.

a. Leiolepis ngovantrii

b. Cnemidophorus sonorae

Hình 16.17. Một số loài thằn lằn trinh sinh (Nguồn:internet)
 Thí nghiệm: Cải củ tứ bội (4n), cải củ tam bội (3n), dưa hấu tam bội (3n)…
 Cơ chế:
- Xuất hiện do nguyên phân: Tác động lên đỉnh sinh trưởng hoặc mẩu mô bằng
colchicine. Kết quả, làm cho NST nhân đôi nhưng không phân li, hình thành nên
cơ thể tứ bội (4n).
- Xuất hiện do giảm phân: Do giảm phân không bình thường đã hình thành nên giao tử 2n.
+ Sự kết hợp giữa giao tử đột biến lưỡng bội (2n) với giao tử bình thường (n) tạo
nên thể đa bội lẻ tam bội: 2n x n → 3n → Loài mới sinh sản vô tính.
+ Sự kết hợp giữa các giao tử đột biến lưỡng bội (2n) tạo nên thể đa bội chẵn:
2n x 2n → 4n → Loài mới sinh sản hữu tính.

 93. Trong các con đường hình thành loài, con đường nào diễn ra nhanh nhất? Vì sao?
Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 166 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

IV. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC NHÓM PHÂN LOẠI TRÊN LOÀI – TIẾN HÓA LỚN
1. Bằng chứng: Bằng chứng ở ruồi giấm, tinh tinh, người…
- Một số đột biến ở ruồi giấm làm đóng mở các gene nhầm thời điểm, nhầm vị trí có thể tạo
nên những đặc điểm hình thái bất thường như có 4 cánh hoặc có chân mọc ở đầu thay vì
ăng ten.
- Người và tinh tinh giống nhau 98% nhưng về mặt hình thái thì lại khác xa nhau.
2. Thí nghiệm: Do Boraas tiến hành năm 1988 ở tảo lục đơn bào Chlorella vulgaris bằng
cách nuôi tảo trong môi trường có nhiều thiên địch chuyên ăn tảo.
- Sau một vài thế hệ, trong môi trường đã xuất hiện các khối tế bào hình cầu.
- Sau khoảng 20 thế hệ, hầu hết các tập hợp tế bào hình cầu bao gồm 8 tế bào.
- Sau 100 thế hệ, các tập hợp 8 tế bào có cấu trúc hình cầu chiếm tuyệt đại đa số
 Dưới áp lực của CLTN, những tế bào có khả năng tập hợp nhau lại để tránh sự tiêu diệt của
kẻ thù được duy trì và đây là bước đầu tiên tạo tiền đề cho sự hình thành các cơ thể đa bào.
3. Tiến hoá lớn
a. Cơ sở nghiên cứu
+ Nghiên cứu hoá thạch.
+ Các nghiên cứu phân loại sinh giới: Dựa trên mức độ giống nhau về đặc điểm hình thái,
hoá sinh và sinh học phân tử.
b. Đặc điểm
+ Tốc độ hình thành loài ở các nhóm sinh vật khác nhau là khác nhau.
Ví dụ: Cá phổi gần như không thay đổi suốt 150 triệu năm.

Hình 16.18. Một số loài cá phổi
(Nguồn:2011 Encycyclop aedia Britannica, Inc)

+ Quá trình không cần những đột biến lớn mà chủ yếu là sự tích luỹ các đột biến nhỏ qua
các thế hệ.

Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 167 -

Vượt đích môn Sinh học – Tập 1 (LT6.4)

Th.s Tô Nguyên Cương

c. Kết quả
+ Sinh giới ngày càng đa dạng:
Nhờ có tiến hoá phân nhánh: Tổ tiên chung → Thế giới vô cùng phong phú đa dạng.
+ Tổ chức ngày càng phức tạp, thích nghi với môi trường.
+ Thích nghi ngày càng hợp lý.

Hình 16.19. Sự khác nhau giữa tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn (Nguồn:internet)
d. Ý nghĩa
+ Giúp tìm hiểu về lịch sử hình thành các loài cũng như các nhóm loài trong quá khứ.
+ Xây dựng cây phát sinh chủng loại – cây phân loại sinh giới.
Kết luận: Nghiên cứu, phân loại thế giới sống và mối quan hệ với tiến hóa lớn, giúp xây dựng
cây phát sinh và làm sáng tỏ mối quan hệ họ hàng giữa các loài. Quá trình tiến hóa của
sinh giới là quá trình thích nghi với môi trường sống.

YÊU CẦU CẦN ĐẠT SAU KHI HỌC XONG BÀI 6

1. Giải thích quá trình hình thành đặc điểm thích nghi của bọ xít hại nhãn?
2. Với mỗi con đường hình thành loài, hãy sơ đồ hóa và mô tả quá trình đó? Lấy ví dụ minh
họa?

Hình 0.10: “Tôi luôn luôn biết rằng tôi sẽ trở nên giàu có. Tôi đã không nghi ngờ điều đó một phút
nào.” – Warren Buffett –

Youtube: Bé Nguyệt Channel

- 168 -