- Khỏi niệm về loài sinh học.
- Khỏi niệm cỏch ly sinh sản → vai trũ của cỏch ly sinh sản để dẫn đến hỡnh thành loài mới.
2. Cỏc thành phần kiến thức
- Loài là một hay một nhúm quần thể gồm cỏc cỏ thể cú khả năng giao phối với nhau trong tự nhiờn và sinh ra đời con chỏu cú sức sống, cú khả năng sinh sản và cỏch ly sinh sản với cỏc nhúm quần thể khỏc.
- Cỏch ly sinh sản là tiờu chuẩn quan trọng và chớnh xỏc nhất để phõn biệt 2 quần thể thuộc cựng một loài hay 2 loài khỏc nhau đặc biệt đối với 2 loài thõn thuộc.
- Ngoài ra người ta cũn dựng cỏc tiờu chuẩn khỏc như: hỡnh thỏi, hoỏ sinh, phõn tử ….. - Cỏch ly sinh sản là những trở ngại trờn cơ thể sinh vật ngăn cản cỏc cỏ thể giao phối với nhau hoặc ngăn cản việc tạo ra con lai hữu thụ ngay khi cỏc sinh vật này sống cựng nhau
- Cỏch ly trước hợp tử: là cỏch ly ngăn cản quỏ trỡnh giao phối gồm: + Cỏch ly nơi ở: cựng trong vựng địa lý nhưng khỏc nhau về sinh cảnh + Cỏch ly tập tớnh: tập tớnh giao phối khỏc nhau
+ Cỏch ly thời gian (mựa vụ): mựa sinh sản khỏc nhau + Cỏch ly cơ học: do cấu tạo cơ quan sinh sản khỏc nhau
- Cỏch ly sau hợp tử: là trở ngại ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc con lai hữu thụ VD: lừa ì ngựa
ẩ
Con La (cỏch ly sinh sản với bố mẹ) - Vai trũ:
+ Cỏc cơ chế cỏch ly đúng vai trũ quan trọng trong quỏ trỡnh hỡnh thành loài mới cũng như duy trỡ sự tồn tại của loài.
+ Khi cỏc nhõn tố tiến hoỏ làm phõn hoỏ vốn gen của quần thể dẫn tới cỏch ly sinh sản thỡ khi đú loài mới được hỡnh thành.
3. Kiến thức bổ sung
- Cỏch ly sinh sản: do cỏc loài khỏc nhau thỡ bộ nhiễm sắc thể khỏc nhau mà trong tự nhiờn cú:
+ Cỏc loài thường khụng giao phối với nhau
+ Giao phối được nhưng khụng cú khẳ năng thụ tinh + Con lai hợp tử sống sút nhưng bất thụ.
Cần phối hợp nhiều tiờu chuẩn để phõn biệt 2 loài Tuỳ từng nhúm sinh vật mà tiờu chuẩn nào là chủ yếu: VD: Vi sinh vật dựng tiờu chuẩn hinh thỏi, sinh lý. : Động vật bậc cao dựng tiờu chuẩn di truyền.
4. Tư liệu tham khảo
- Loài hinh thỏi (Linne): sự giống nhau về mặt hỡnh thỏi là tớnh chất cuả loài. Loài ở trạnh thỏi tĩnh và tồn tại trong tự nhiờn mang tớnh chất giỏn đoạn (giữa 2 loài cú sự giỏn đoạn về một tớnh trạng hỡnh thỏi nào đú).
(Học tuyết tiến hoỏ, tập II - Trần Bỏ Hoành – trang 51)
- Loài quy ước (Lamac) Lamac 1809 quan niệm cỏc loài biến đổi từ từ liờn tục từ loài này sang loài khỏc qua nhiều dạng trung gian. Nhấn mạnh sự phỏt triển liờn tục của loài Lamac đi tới chỗ phủ nhận sự tồn tại thực tế của loài chỉ cụng nhận sự tồn tại của cỏ thể.
(Học thuyết tiến hoỏ, tập II - Trần Bỏ Hoành – trang 51)
- Theo Dacuyn: Dacuyn kết hợp hai quan điểm trờn: cần nhận thức khỏi niệm loài trờn 2 mặt:
+ Là cơ sở quỏ trỡnh tiến hoỏ, 1 giai đoạn trong quỏ trỡnh phỏt triển liờn tục của loài đó và đang biến đổi qua những dạng trung gian dưới tỏc dụng của CLTN.
+ Là kết quả của quỏ trỡnh tiến hoỏ: cỏc loài hiện nay đang tồn tại tương đối ổn định với những ranh giới giỏn đoạn do sự đào thải cỏc dạng trung gian.
Từ đú ụng đưa ra khỏi niệm cụ thể về loài.
(Học thuyết tiến hoỏ - tập II - Trần Bỏ Hoành – trang 51) - Quan niệm hiện nay:
+ Loài giao phối:
+ Loài sinh sản vụ tớnh: là 1 nhúm dũng vụ tớnh cú những tớnh trạng tương tự, thớch nghi với mụi trường theo kiểu giống nhau. Mỗi loài là một hệ thống cỏc kiểu sinh vật gần giống nhau chiếm cứ một khu vực nhất định và cú chung lịch sử phỏt triển.
+ Loài sinh thỏi: là tập hợp sinh vật thớch nghi với một ổ sinh thỏi nhất định. (Tài lệu bồi dưỡng giỏo viờn, sinh học bộ 1 - trang 25) - Phõn loại cỏc cơ chế cỏch ly:
• Cơ chế tiền giao phối:
+ Cỏch ly lập tớnh: tập tớnh ve vón đảm bảo cho cỏc cỏ thể cựng loài giao phối với nhau + Cỏch ly theo mựa: cỏc mựa giao phối khụng gối nhau.
+ Cỏch ly sinh cảnh: sự ưa thớch cỏc sinh cảnh khỏc nhau giỳp thành viờn cỏc loài khỏc nhau sống cỏch biệt nhau.
+ Cỏch ly cơ học: do cấu trỳc cơ thể của sinh vật, giỳp ngăn cản sự truyền giao tử giữa cỏc loài khỏc nhau.
+ Ngăn cản sự thụ tinh: sự truyền giao tử cú thể xảy ra nhưng khụng cú sự thụ tinh. + Con lai khụng cú sức sống: cỏc cơ thể lai chết hoặc tồn tại một cỏch yếu ớt khú cạnh tranh được với cỏc dạng cha mẹ.
+ Con lai bất thụ: con lai cú sức sống rất tốt nhưng khụng cú khả năng tạo ra cỏc giao tử bỡnh thường.
+ Con lai suy thoỏi: thế hệ con lai đầu cú sức sống và hữu thụ nhưng cỏc thế hệ tiếp theo sẽ bị suy giảm.
Bài 29: Quỏ trỡnh hỡnh thành loài mới I. Mục tiờu về kiến thức
Sau khi học song bài này HS:
- Giải thớch được sự hỡnh thành loài mới bằng con đường cỏch li địa lớ. - Giải thớch cơ chế hỡnh thành loài mới do cỏch li địa lớ.
II. Nội dung bài học 1. Kiến thức trọng tõm 1. Kiến thức trọng tõm
Vai trũ của cỏch ly địa lý trong quỏ trỡnh hỡnh thành loài mới.
2. Cỏc thành phần kiến thức
- Cỏch ly địa lý là những trở ngại về mặt địa lý như: sụng, nỳi, biển….ngăn cản cỏc cỏ thể của cỏc quần thể cựng loài gặp gỡ và giao phối với nhau.
- Những quần thể được cỏch ly địa lý do sống trong cỏc mụi trường khỏc nhau nờn dần được CLTN và cỏc nhõn tố tiến hoỏ khỏc làm cho khỏc biệt về tần số alen và thành phần kiểu gen. Sự khỏc biệt này được tớch luỹ dần đến mức độ nào đú cú thể xuất hiện cỏc trở ngại → cỏch ly sinh sản và hỡnh thành loài mới.
Như vậy cỏch ly địa lý là yếu tố quan trọng dẫn đến cỏch ly sinh sản từ đú hỡnh thành loài mới.
- Hỡnh thành loài bằng cỏch ly địa lý hay xảy ra đối với cỏc loài động vật cú khảnăng phỏt tỏn mạnh.
- Quỏ trỡnh hỡnh thành loài bằng cỏch ly địa lý thường diễn ra chậm và qua nhiều giai đoạn chuyển tiếp.
- Quỏ trỡnh hỡnh thành loài thường gắn liền với quỏ trỡnh hỡnh thành quần thể thớch nghi.
Tuy nhiờn quỏ trỡnh hỡnh thành quần thể với cỏc đặc điểm thớch nghi khụng nhất thiết dẫn đến hỡnh thành loài mới.
- Thớ nghiệm của Đốtđơ chứng minh quỏ trỡnh hỡnh thành loài bằng cỏch ly địa lý.
3. Kiến thức bổ sung
- Loài cú xu hướng phõn bố rộng, chiếm lĩnh cỏc vựng địa lý khỏc nhau, cú thể do cỏc chướng ngại địa lý ngăn cỏch cỏc vựng lónh thổ.
→ Cỏc quần thể trong loài bị cỏch ly và trong những điều kiện sống khỏc nhau đú chọn lọc tự nhiờn đó tớch luỹ cỏc đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng khỏc nhau dần dần tạo ra cỏc nũi địa lý → loài mới.
VD: Chim sẻ ngụ cú 3 nũi:
+ Chõu Âu: cỏnh 70-80 mm, lưng xanh bụng vàng. + Trung Quốc: cỏnh 60-65mm, lưng vàng, gỏy xanh. + Ấn Độ: cỏnh 50-70 mm, lưng bụng đều xỏm.
Vựng ranh giới giữa nũi Chõu Âu và Ấn Độ, Trung Quốc và Ấn Độ đều cú dạng lai, nhưng vựng ranh giới giữa nũi Chõu Âu và Trung Quốc thỡ khụng cú dạng lai → dấu hiện xuất hiện loài mới.
- Quần đảo là nơi lý tưởng để một loài phỏt sinh thành nhiều loài khỏc nhau vỡ giữa cỏc đảo cú sự cỏch ly địa lý tương đối khiến cho sinh vật giữa cỏc đảo lại khụng quỏ lớn để cỏc cỏ thể khụng di cư tới. Khi cỏc sinh vật di cư đến đảo với điều kiện sống mới và sự cỏch ly tương đối về mặt địa lý dễ dàng biến quần thể nhập cư thành loài mới.
4. Tư liệu tham khảo
- Thực chất của hỡnh thành loài là sự cải biến thành phần kiểu gen của quần thể ban đầu theo hướng thớch nghi, tạo ra kiểu gen mới, cỏch ly sinh sản với quần thể gốc. Hỡnh thành loài mới diễn ra theo những con đường khỏc nhau: hỡnh thành loài cựng khu, khỏc khu địa lý.
(Tài liệu bồi dưỡng giỏo viờn, sinh học bộ 1, trang 62) - Hỡnh thành loài khỏc chỗ phụ thuộc vào cỏc cơ chế sau:
+ Sự thớch nghi: cỏc vựng khỏc nhau cú điều kiện địa lý khỏc nhau (khớ hậu, sinh thỏi….) do đú hai quần thể cỏch biệt chịu ỏp lực chọn lọc khỏc nhau. Qua chọn lọc tự nhiờn mỗi quần thể thớch nghi mụi trường khỏc nhau.
+ Ảnh hưởng của cỏ thể sỏng lập: con vật đầu tiờn chiếm lĩnh một đảo giữa đại dương hoặc cỏc cỏ thể đầu tiờn tràn xuống một vựng mà trước đú chưa một loài sinh vật nào sinh sống được gọi là những cỏc thể sỏng lập một quần thể mới. Nếu chỉ cú một ớt cỏ thể là sỏng lập thỡ chỳng cú thể mang một bộ chọn lọc cỏc gen khụng đại diện cho quần thể bố mẹ. Khi điều đú xảy ra quần thể mới bắt nguồn từ một số ớt cỏ thể sỏng lập này cú vốn gen khỏc biệt với vốn gen của quần thể bố mẹ. Điều đú gọi là ảnh hưởng của kẻ sỏng lập.
+ Phiờu bạt gen: là những thay đổi ngẫu nhiờn về tần số gen trong cỏc quần thể nhỏ. Một gen hiếm gặp trong quần thể mới được thiết lập cú thể bị mất hoặc nhõn lờn và trở thành phổ biến, hoàn toàn vỡ lý do ngẫu nhiờn chứ khụng phải vỡ một ưu thế chọn lọc nào đú.
(Sinh học - tập1 – Phillips and Chilton - trang 387)
- Theo V.L.Comarop (1940) quỏ trỡnh hỡnh thành loài diễn ra qua 3 giai đoạn chớnh: 1 - Sự hỡnh thành cỏc dạng mới trong loài;
3 - Sự kiờn định loài mới, làm cho loài cú thể tồn tại, phỏt triển như một khõu trong hệ sinh thỏi và đứng vững trong thời gian dưới tỏc dụng của chọn lọc tự nhiờn.
Bài 30 : Quỏ trỡnh hỡnh thành loài ( tiếp) I. Mục tiờu về kiến thức
Sau khi học song bài này HS:
- Giải thớch được sự cỏch li về tập tớnh và cỏch li sinh thỏi dẫn đến hỡnh thành loài mới như thế nào?
- Giải thớch được quỏ trỡnh hỡnh thành loài mới bằng lai xa và đa bội hoỏ.
II. Nội dung bài học 1. Kiến thức trọng tõm 1. Kiến thức trọng tõm
- Hỡnh thành loài bằng cơ chế lai xa và đa bội hoỏ vỡ đõy là kiểu hỡnh thành loài mới phổ biến ở thực vật cú hoa.
2. Cỏc thành phần kiến thức
- Hỡnh thành loài bằng cỏch ly lập tớnh: nếu cỏc cỏ thể ở cựng một quần thể do đột biến cú cựng kiểu gen nhất định làm thay đổi một số đặc điểm liờn quan tới tập tớnh giao phối thỡ những cỏ thể đú cú xu hướng giao phối với nhau tạo nờn quần thể cỏch ly với quần thể gốc. Lõu dần sự khỏc biệt về vốn gen do giao phối khụng ngẫu nhiờn cũng như cỏc nhõn tố tiến hoỏ khỏc cựng phối hợp tỏc động cú thể dẫn đến sự cỏch ly sinh sản và hỡnh thành loài mới.
- Hỡnh thành loài bằng cỏch ly sinh thỏi:
Nếu 2 quần thể của cựng một loài sống trong cựng một khu vực địa lý nhưng ở sinh thỏi khỏc nhau thỡ dần dần cú thể dẫn đến cỏch ly sinh sản và hỡnh thành loài mới. Đú là vỡ cỏc cỏ thể sống cựng nhau trong cựng một sinh cảnh thường giao phối với nhau và ớt khi giao phối với cỏc cỏ thể thuộc ổ sinh thỏi.
Hỡnh thành loài theo cỏch này thường xảy ra với cỏc loài động vật ớt di chuyển. - Hỡnh thành loài bằng lai xa và đa bội hoỏ:
+ Đa bội hoỏ dạng lưỡng bội tạo ra cơ thể 4n. Cơ thể 4n là loài mới. Nếu cho cõy tứ bội này lai với cõy lưỡng bội sẽ tạo cõy tam bội bất thụ. Cõy tam bội nếu ngẫu nhiờn cú được khả năng sinh sản vụ tớnh thỡ nú cũng là loài mới.
+ Nếu gõy đa bội cơ thể lai khỏc loài sẽ tạo ra thể song nhị bội (4n) chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của 2 loài → sinh sản bỡnh thường → hỡnh thành loài mới.
- Phần lớn cỏc loài thực vật được hỡnh thành bằng cỏch này. VD: lỳa mỡ, chuối, củ cả đường, khoai tõy …
- Hỡnh thành loài cựng chỗ xảy ra khi cỏc sinh vật sinh sống trong cựng một địa diểm, phõn tỏch thành hai hoặc nhiều nhúm cỏch ly sinh sản mà khụng cần cú sự cỏch ly về địa lý.
- Lai xa là lai giữa 2 loài khỏc nhau.
- Con lai khỏc loài (con lai tạo ra từ lai xa) thường bất thụ.
4. Tư liệu tham khảo
* Hỡnh thành loài bằng con đường sinh thỏi:
- Phổ biến ở thực vật và động vật ớt di chuyển xa như thõn mềm, sõu bọ……
- Trong cựng một khu phõn bố địa lý cỏc quần thể của loài được chọn lọc theo hướng thớch nghi với cỏc điều kiện sinh thỏi khỏc nhau → hỡnh thành nũi sinh thỏi → loài mới.
VD: TV sống trờn bói bồi Vonga rất ớt sai khỏc về hỡnh thỏi so với quần thể tương ứng ở phớa trong bờ sụng nhưng chỳng khỏc nhau về đặc tớnh sinh thỏi. Chẳng hạn chu kỳ sinh trưởng của thực vật bói bồi bắt đầu muộn (cuối thỏng 5 đến đầu thỏng 6) tương ứng với thời điểm kết thỳc mựa lũ hằng năm và ra hoa kết hạt trước khi lũ về. Do chờnh lệch về sinh trưởng nờn cỏc nũi sinh thỏi ở bói bồi sụng khụng giao phối với cỏc nũi tương ứng ở phớa trong bờ sụng.
(Sinh học đại cương, tập II - Phan Cự Nhõn – trang 346) * Hỡnh thành loài bằng con đường sinh học:
- Gặp chủ yếu ở nhúm sinh vật sống ký sinh. Trong trường hợp này loài vẫn tồn tại trong khu phõn bố địa lý và trong sinh cảnh cũ nhưng đó phõn hoỏ thành nũi sinh học thớch nghi với loài vật chủ khỏc nhau hoặc những phần khỏc nhau trờn cơ thể vật chủ.
VD: cỏc loài chấy ký sinh trờn khỉ miền Nam Mỹ bắt nguồn từ chấy người, người da đen đem về nuụi làm lõy chấy sang khỉ. Bọn khỉ này chạy về rừng gieo rắc chấy lờn đồng loại dần dần đó phõn ly thành 4 loài chấy ký sinh trờn cỏc loài khỉ Nam Mỹ.
- Trong con đường sinh học điều kiện gõy ra sự phõn ly 1 loài gốc là nhõn tố sinh học. Cú thể xem đõy là một trường hợp đặc biệt của nhõn tố sinh thỏi.
(Sinh học đại cương, tập II - Phan Cự Nhõn - trang 347) * Hỡnh thành loài bằng lai xa và đa bội hoỏ:
- Lai xa: lai khỏc loài:
- Con đường lai xa thường bất thụ vỡ: tế bào của cơ thể lai xa chứa bộ nhiễm sắc thể đơn bội của 2 loài bố mẹ. Do 2 bộ nhiễm sắc thể này khụng tương đồng nờn trong kỳ đầu I của giảm phõn khụng xảy ra tiếp hợp và trao đổi chộo giữa cỏc nhiễm sắc thể cựng nguồn trở ngại cho sự phỏt sinh giao tử → cơ thể lai xa chỉ sinh sản sinh dưỡng mà khụng sinh sản hữu tớnh được.
- Nếu gõy đa bội hoỏ thỡ cơ thể lai xa sẽ hữu thụ và trong tự nhiờn thường gặp là thể song nhị bội (2n = 4x).
Thể song nhị bội là loài mới vỡ:
+ Thể song nhị bội cú cấu trỳc di truyền khỏc 2 loài ban đầu.
+ Cỏch li sinh sản với loài gốc, nếu cho lai tạo ra cơ thể 3n sẽ bất thụ.
→Kết luận: Thể đa bội chỉ trở thành loài mới khi: nú thắng lợi được trong cuộc đấu tranh sinh tồn đứng vững trờn hiện trường tiến hoỏ.
Chỳ ý: + Đa bội hoỏ cựng nguồn cũng tạo ra loài mới nhưng ớt gặp (thường gặp ở những cõy tự thụ phấn và lõu năm).
+ Lai xa kốm đa bội hoỏ là con đường điển hỡnh, hỡnh thành loài mới ở thực vật, ớt gặp ở động vật đặc biệt là ở động vật cú hệ thần kinh phỏt triển vỡ khi đa bội hoỏ thường gõy