Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh Các nhân tố tiến hóa (Phần 2) CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA (PHẦN 2) (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: NGUYỄN QUANG ANH II Các nhân tố tiến hóa Chọn lọc tự nhiên 4.1 Tác động chọn lọc tự nhiên Quan niệm cho trình chọn lọc tự nhiên nhân tố tiến hoá Charles R Darwin Alfred Russel Wallace đưa vào năm 1858 Thuyết tiến hoá tác dụng chọn lọc tự nhiên (CLTN) Ch R Darwin phát triển với chứng đầy sức thuyết phục, trình bày tác phẩm “Nguồn gốc loài” xuất năm 1859 Lodon nước Anh Thuyết tiến hoá đại dựa sở di truyền học làm sáng tỏ vấn đề tồn lý thuyết chọn lọc tự nhiên Darwin (nguyên nhân chất biến dị, chế di truyền biến dị), lý thuyết có vai trò hoàn chỉnh quan niệm Ch R Darwin Darwin quan niệm CLTN biến dị cá thể qua trình sinh sản biến đổi cá thể ảnh hưởng điều kiện sống hay tập quán hoạt động Đơn vị tác động CLTN cá thể Thực chất tác dụng CLTN phân hoá khả sống sót cá thể loài Kết chọn lọc tự nhiên sống sót cá thể thích nghi Thuyết tiến hoá đại quan niệm biến dị di truyền (đột biến, biến dị tổ hợp) nguyên liệu CLTN; loài giao phối đơn vị tác động CLTN cá thể quần thể Chọn lọc tự nhiên tác động cấp độ cá thể quần thể + Ở cấp độ cá thể, CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình chọn lọc kiểu gen hình thành kiểu gen thích nghi với môi trường xác định CLTN phân hóa khả sinh sản kiểu gen khác quần thể + Cấp độ quần thể: CLTN tác động vào quần thể làm thay đổi thành phần kiểu gen tần số alen quần thể theo hướng thích nghi Qua trình lâu dài, hình thành quần thể thích nghi với điều kiện môi trường xác định Thực chất tác dụng CLTN phân hoá khả sống sót cá thể quần thể Kết chọn lọc tự nhiên sinh sản phát triển ưu kiểu gen thích nghi Thích nghi (adaptation) hay thích ứng (fitness) tác dụng chọn lọc tự nhiên xem xét hai mặt, phân hoá khả sống sót (ditferential survival) phân hoá khả sinh sản (differential reproduction) Sự phân hoá khả sống sót thể tỷ lệ số cá thể sống kể từ lúc hình thành hợp tử đến thể trưởng thành Sự phân hoá khả sinh sản thể qua số bình quân cá thể sinh hệ CLTN nhân tố quy định chiều hướng nhịp điệu trình tiến hóa Áp lực chọn lọc tự nhiên Mặt chủ yếu CLTN phân hoá khả sinh sản tức khả truyền gen cho hệ sau Khả đánh giá hiệu suất sinh sản, ước lượng số trung bình cá thể hệ Tác dụng chọn lọc tự nhiên alen trội lặn Tác dụng chọn lọc alen trội nhanh alen lặn Alen trội biểu thể đồng hợp thể dị hợp Nếu đột biến trội có hại sau hệ bị loại trừ hoàn toàn khỏi quần thể Alen lặn biểu thể đồng hợp lúc chịu tác dụng chọn lọc Thể dị Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh Các nhân tố tiến hóa (Phần 2) hợp nơi ẩn náu đột biến lặn, vậy, đột biến lặn có lợi tốc độ tăng tần số tương đối chậm Nếu đột biến lặn có hại sau 100 hệ chọn lọc loại bỏ hoàn toàn khỏi quần thể Sự chọn lọc alen lặn quần thể nhỏ nhanh quần thể lớn quần thể nhỏ dễ xảy giao phối gần làm alen lặn biểu Kiểu gen đơn vị chọn lọc Sự chọn lọc tiến hành kiểu hình thông qua tác dụng kiểu gen nói chung gen nói riêng Chọn lọc tự nhiên tiến hành alen khác độc với số gen kiểu gen mà tiến hành kiểu hình có kiểu gen khác Trong kiểu gen gen tương tác với cách hài hoà, thay đổi giá trị thích nghi nó nằm tổ hợp gen khác Mức độ biểu kiểu hình thay đổi cá thể có kiểu gen khác Vì vậy, theo F.A Fischer (1930) toàn kiểu gen đơn vị chọn lọc Chọn lọc tự nhiên đa hình cân bằng: - Quần thể có nhiều alen lôcut gen tồn trì cách tương đối ổn định qua hệ gọi quần thể đa hình cân - Chọn lọc tự nhiên nhân tố trì trạng thái đa hình cân cá thể dị hợp có sức sống khả sản cao so với cá thể đồng hợp tử Hiện tượng cá thể dị hợp tử có ưu chọn lọc so với cá thể đồng hợp tử gọi ưu dị hợp tử 4.2 Các hình thức chọn lọc a Chọn lọc ổn định (Chọn lọc kiên định) Khi hoàn cảnh sống không thay đổi qua nhiều hệ hướng chọn lọc quần thể không thay đổi Kết chọn lọc tiếp tục kiên định kiểu đạt Trong trường hợp này, chọn lọc bảo tồn cá thể mang tính trạng trung bình, đào thải cá thể mang tính trạng chệch xa mức trung bình Ví dụ: Năm 1896, Bơmpỡ thu nhặt chim sẻ bị quật chết bão thấy sải cánh chúng dài hay ngắn Như vậy, có sải cánh trung bình sống sót Khi sinh ra, trọng lượng đứa trẻ lớn nhỏ bất lợi b Chọn lọc vận động Khi hoàn cảnh sống thay đổi theo hướng xác định hướng chọn lọc thay đổi Kết đặc điểm thích nghi cũ thay đặc điểm thích nghi Trong trường hợp này, áp lực chọn lọc diễn theo chiều, thay đổi tính trạng diễn theo hướng tăng cường tiêu giảm Chọn lọc vận động giải thích trình hình thành đặc điểm thích nghi c Chọn lọc phân hóa (Chọn lọc gián đoạn) Khi hoàn cảnh sống thay đổi sâu sắc trở nên không đồng số đông cá thể mang tính trạng trung bình bị rơi vào điều kiện bất lợi bị đào thải Lúc hình thành vài ba điểm thích nghi mới, điểm có khả trở thành trung tâm chọn lọc Kết quần thể ban đầu bị phân hoá nhiều hình Ví dụ: Sự phân hóa kích thước mỏ chim Những chim có kích thước mỏ trung bình tỏ hiệu bị đào thải Những chim có kích thước mỏ nhỏ ăn hạt nhỏ, chim có kích thước mỏ lớn ăn hạt cứng Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Luyện thi đại học môn Sinh học – Thầy Nguyễn Quang Anh Các nhân tố tiến hóa (Phần 2) 4.3 Chọn lọc tự nhiên không tạo sinh vật hoàn hảo vì: - Tiến hóa bị hạn chế trở ngại lịch sử: CLTN tác động lên kiểu hình có sẵn, hình thành biến dị có sẵn (biến dị đột biến, biến dị tổ hợp), hình thành qua trình lịch sử lâu dài - Sự thích nghi thường mang tính dung hòa sinh vật thường phải thực nhiều thứ lúc - Tiến hóa lúc tạo quần thể thích nghi yếu tố ngẫu nhiên giữ lại gen thực chưa thích nghi Các yếu tố ngẫu nhiên Ví dụ: Trong quần thể có cấu trúc di truyền: 0,81AA : 0,18Aa : 0,01aa, tần số alen quần thể 0,9A : 0,1a Do yếu tố tự nhiên: gió, bão… nhóm cá thể quần thể đến nơi mới, thành lập quần thể có cấu trúc di truyền khác hẳn quần thể gốc Nếu số lượng cá thể nhóm tượng giao phối gần xảy làm tăng tần số kiểu gen đồng hợp Kết hợp với chọn lọc tự nhiên chọn lọc kiểu gen thích nghi với điều kiện môi trường Các yếu tố ngẫu nhiên như: lũ lụt, núi lửa, thiên thạch… làm chết ngẫu nhiên nhóm cá thể quần thể Các nhóm thích nghi thích nghi Kết quả: Nếu quần thể có kích thước cực lớn, tác dụng yếu tố ngẫu nhiên quần thể thay đổi không đáng kể Nếu quần thể có kích thước nhỏ, tác dụng chọn lọc tự nhiên, quần thể bị ảnh hưởng lớn làm biến đổi sâu sắc vốn gen quần thể cách ngẫu nhiên, hướng (khác với chọn lọc tự nhiên làm biến đổi theo hướng xác định) Hiệu ứng người sáng lập: Một nhóm cá thể quần thể bị di cư đến quần thể mới, nhóm có cấu trúc di truyền không đại diện cho quần thể gốc Nhóm hình thành quần thể có cấu trúc di truyền hoàn toàn khác quần thể gốc Chú ý: + Tác dụng yếu tố ngẫu nhiên mạnh với quần thể có kích thước nhỏ + Yếu tố ngẫu nhiên làm gen bất lợi trở nên phổ biến quần thể + Yếu tố ngẫu nhiên làm biến đổi sâu sắc vốn gen quần thể cách ngẫu nhiên, hướng (khác với chọn lọc tự nhiên làm biến đổi theo hướng xác định) Giáo viên : Nguyễn Quang Anh Nguồn : Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | -