Các quan điểm khác nhau về quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi

CÁC QUAN ĐIỂM KHÁC NHAU VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI
GVHD: NGUYỄN NHƯ HOA
SV: BÙI MINH QUỐC
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Các quan niệm cổ đại
Thuyết biến hình
Học thuyết tiến hóa của Lamarck
Học thuyết tiến hóa của Darwin
Học thuyết tiên hóa tổng hợp hiện đại
So sánh các quan điểm khác nhau về sự hình thành các đặc điểm thích nghi
2
1. Các quan niệm cổ đại
- Các nhà khoa học tiêu biểu: Platon, Aristotle,…
- Thế giới quan: Duy tâm – siêu hình
Cho rằng: tất cả các sinh vật đều do thượng đế tạo ra
Quan điểm về đặc điểm thích nghi: Đặc điểm thích nghi là sản phẩm sáng tạo của thượng đế, là hợp lý tuyệt đối, hoàn toàn không thay đổi. Đặc điểm cơ quan phù hợp với chức năng định sẵn. Toàn bộ sinh giới phù hợp với sự bố trí sẵn của thượng đế
3
2. Thuyết bến hình
Thời gian ra đời và tồn tại: Thế kỉ 18
Thế giới quan: Duy vật – siêu hình
Các nhà khoa học tiêu biểu: Saint Hilaire, Diderot, Buffon
Quan điểm về đặc điểm thích nghi: đặc điểm thích nghi biến đổi dần dưới tác dụng của ngoại cảnh thông qua sự biến hình. Phủ nhận quan điểm của thần tạo luận về đặc điểm thích nghi là tuyệt đối. Khẳng định đặc điểm thích nghi biến đổi theo sự thay đổi của ngoại cảnh. Tuy nhiên quan điểm còn máy móc, nhiều sai lầm.
4
3. Học thuyết tiến hóa của Lamarck
Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck, hay Lamarck (1744 – 1829) , là nhà tự nhiên học người Pháp. Ông là người đầu tiên xây dựng một học thuyết tiến hóa có hệ thống.
5
Tác dụng của ngoại cảnh:
Ngoại cảnh thay đổi chậm chạp nên sinh vật có khả năng thích nghi kịp thời và trong lịch sử không có loài nào bị tiêu diệt.
Theo ông sinh vật vốn có khả năng phản ứng phù hợp với sự thay đổi trực tiếp điều kiện môi trường và mọi cá thể trong loài đều nhất loạt phản ứng theo cách giống nhau trước điều kiện ngoại cảnh mới.
Điều này giúp cho sinh vật thích nghi với điều kiện ngoại cảnh mới
6
2. Sự di truyền những biến đổi cho thế hệ sau
Những biến đổi trên cơ thể do tác dụng của ngoại cảnh hay do tập quán hoạt động của động vật đều được di truyền qua các thế hệ.
Những cơ quan nào được sử dụng nhiều thì phát triển, ngược lại những cơ quan nào không được sử dụng thì thoái hóa.
Sự di truyền những biến đổi do ngoại cảnh hay tập quán này giúp đặc điểm thích nghi được di truyền qua các thế hệ.

7
8
Quan điểm của Lamark về sự hình thành đặc điểm thích nghi của hươu cao cổ: khi môi trường thiếu thức ăn dưới thấp hươu có xu hướng vươn lên lấy thức ăn trên cao, qua nhiều thế hệ cổ và chân trước của chúng dài ra.
IV. Học thuyết tiến hóa của Darwin
Charles Robert Darwin (1809 – 1882) là nhà tự nhiên học người Anh. Những quan điểm trong học thuyết tiến hóa của ông là nền tảng cho học thuyết tiên hóa hiện đại.
9
biến dị
Darwin cho rằng biến dị có 2 dạng
Biến dị xác định (hay thường biến) những biến đổi đồng loạt theo một hướng xác định, tương ứng với điều kiện ngoại cảnh, ít có ý nghĩa trong chọn giống và di truyền
Biến dị không xác định (đột biến) xuát hiện ở từng cá thể riêng lẻ và theo những hướng không xác định mới là nguồn nguyên liệu của chọn giống và tiến hóa
10
Vai trò của biến dị trong hình thành đặc điểm thích nghi:
Thường biến là đặc điểm thích nghi đã xác định trong đời cá thể, quy định mức phản ứng của cá thể với điều kiện ngoại cảnh
Đột biến có ý nghĩa trong việc hình thành các đặc điểm thích nghi mới. Đột biến là không xác định, có thể diễn ra theo 3 hướng: có lợi, trung tính và có hại. Nếu đột biến có lợi sẽ giúp sinh vật thích nghi hơn. Tuy nhiên khi điều kiện ngoại cảnh thay đổi những đột biến có hại hoặc trung tính có thể trở thành có lợi
11
2. chọn lọc tự nhiên và đấu tranh sinh tồn
Chọn lọc tự nhiên có vai trò tích lũy những biến dị có lợi và đào thải dần những biến dị có hại.
Đấu tranh sinh tồn thực chất là động lực của chọn lọc tự nhiên
12
Vai trò của chọn lọc tự nhiên đối với việc hình thành các đặc điểm thích nghi
“Sự duy trì các sai khác cá thể hay biến dị có ích và tiêu diệt các dạng có hại được gọi là chọn lọc tự nhiên hay sự sống còn của các dạng thích nghi nhất” – Darwin giải thích sự thích nghi và đa dạng của sinh giới.
Theo như Darwin, chọn lọc tự nhiên giữ lại những biến dị có lợi (thích nghi) và đào thải những biến dị có hại (kém thích nghi) dẫn đến những cá thể còn lại là những cá thể thích nghi nhất.
13
VD: Hình dáng màu sắc tự vệ ở động vật
14
VD: Sự thích nghi của thực vật với lối thụ phấn nhờ côn trùng
15
Hoa thụ phấn nhờ côn trùng cũng như côn trùng có cấu tạo thích nghi
VD: Sự thích nghi của thực vật ăn côn trùng
16
3. Chọn lọc giới tính
Chọn lọc giới tính là sự cạnh tranh không dẫn đến cái chết của cá thể thất bại mà chỉ hạn chế khả năng sinh sản của chúng. Cá thể được quyền sinh sản là những cá có những ưu điểm: To khỏe, đẹp, khéo léo,…
Rõ ràng chọn lọc giới tính cũng chọn lọc những cá thể thích nghi nhất được quyền sinh sản để tạo thế hẹ con cái.
17
Khi con đực giành con cái: Chọn lọc theo hướng tăng cường sức mạnh con đực
Khi con cái lựa chọn con đực: Theo hướng con đực đẹp hơn, khéo léo hơn, hót hay hơn
18
V. Học thuyết tiến hóa hiện đại
Ra đời vào những năm 40 của thế kỉ XX, do Fisơ, Handan, Dobgianxki, Roaitơ, Mayơ và một số nhà khoa học khác xậy dựng nên.
Được gọi học thuyết tổng hợp vì nó kết hợp tiến hóa bằng CLTN của thuyết tiến hóa Đacuyn với các thành tựu của di truyền học và đặc biệt là di truyền học quần thể.
19
Quan niệm của học thuyết tiến hóa hiện đại cho rằng sự hình thành mỗi đặc điểm thích nghi trên cơ thể sinh vật là kết quả của một quá trình lịch sử chịu sự chi phối của nhiều nhân tố: biến dị di truyền, quá trình giao phối, di - nhập gen, biến động di truyền, quá trình chọn lọc tự nhiên và quá trình cách ly.
20
V. Học thuyết tiến hóa hiện đại
Đột biến
Đột biến bao gồm đột biến gen và đột biến NST. Đột biến gen có ý nghĩa quan trọng hơn. Đột biến gen làm thay đổi tần số alen 1 cách chậm chạp vì tần số đột biến gen của từng locut gen thường rất nhỏ (10-6 – 10-4), nhưng mỗi sinh vật có rất nhiều gen, quần thể có nhiều cá thể, nên đột biến gen lại giữ vai trò chủ yếu tạo nên nguồn biến di di truyền (nguyên liệu sơ cấp) cho quá trình tiến hoá.
Vai trò của đột biến với quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi: như học thuyết tiến hóa Darwin
21
2. Di – nhập gen
Các quần thể thường không cách li hoàn toàn với nhau, do đó giữa các quần thể thường có sự trao đổi các cá thể: hiện tượng này gọi là di nhập gen hay dòng gen. Di nhập gen làm phong phú vốn gen của quần thể hoặc làm thay đổi tần số alen của quần thể. Tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể bị thay đổi nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào sự chênh lệch giữa số cá thể vào và ra khỏi quần thể lớn hay nhỏ.
22
Vai trò của di - nhập gen với quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi:
Di nhập gen làm phong phú vốn gen của quần thể hoặc làm thay đổi tần số alen của quần thể. Dẫn đến làm thay đổi đặc điểm thích nghi của quần thể. Kiêu gen này ở một nơi có thể thích nghi nhưng khi di cư vào quần thể khác có thể không thích nghi và ngược lại.
23
 3. Chọn lọc tự nhiên
- Thực chất của CLTN là quá trình phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các kiểu gen khác nhau trong quần thể.
CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình qua nhiều thế hệ dẫn đến chọn lọc kiểu gen (duy trì những kiểu gen qui định kiểu hình thích nghi và đào thải những kiểu gen qui định kiểu hình không thích nghi với môi trường)
24
- CLTN là nhân tố qui định chiều hướng tiến hóa.
- CLTN làm thay đổi tần số alen theo 1 hướng xác định với mức độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào những yếu tố:
 + Alen chịu sự tác động của CLTN là trội hay lặn.
 + Quần thể sinh vật là đơn bội hay lưỡng bội
 + Tốc độ sinh sản nhanh hay chậm
25
Vai trò của chọn lọc tự nhiên đối với việc hình thành các đặc điểm thích nghi:
Chọn lọc tự nhiên có vai trò phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các kiểu gen khác nhau trong quần thể. Cá thể mang kiểu gen thích nghi hơn sẽ có sức sống và sức sinh sản cao hơn, tạo được nhiều con cháu hơn, giúp cho kiểu gen thích nghi được duy trì trong quần thể. Ngược lại những cá thể mang kiểu gen bất lợi sẽ có sức sống và sức sinh sản kém hơn và kiểu gen này sẽ dần dần bị đào thải trong quần thể.
26
3.1. Các hình thức chọn lọc tự nhiên
a. Chọn lọc định hướng (vận động)
Sự thay đổi của điều kiện môi trường đã dẫn đến sự chọn lọc định hướng làm cho quần thể tiến hóa theo một hướng chức năng riêng. Kết quả là đặc điểm thích nghi cũ dần được thay đổi bởi các đặc điểm thích nghi mới. Tần số kiểu gen thay đổi theo thích nghi với tác động của nhân tố chọn lọc định hướng.
27
b. Chọn lọc đứt đoạn (phân hóa)
Khi điều kiện môi trường trong khu phân bố của quần thể thay đổi nhiều và trở nên không đồng nhất, số đông các cá thể mang tính trạng trung bình rơi vào trạng thái bất lợi bị đào thải.
Chọn lọc diễn ra theo một số hướng.
Ở mỗi hướng, mỗi nhóm chịu tác động của kiểu chọn lọc kiên định, kết quả làm cho quần thể ban đầu phân hóa thành nhiều kiểu hình.
28
c. Chọn lọc kiên định (ổn định)
Khi điều kiện sống không thay đổi qua nhiều thế hệ, chọn lọc diễn ra theo hướng kiên định (ổn định). Đây là hình thức chọn lọc bảo tồn các cá thể mang tính trạng trung bình, đào thải những cá thể có tính trạng chệch xa mức trung bình, kết quả là kiên định kiểu gen đã đạt được.
29
30
Chọn lọc định hướng Chọn lọc đứt đoạn Chọn lọc kiên định
Ý nghĩa của các hình thức chọn lọc tự nhiên đối với việc hình thành các đặc điểm thích nghi
Chọn lọc định hướng: khi điều kiện ngoại cảnh thay đổi theo một hướng xác định nào đó, chọn lọc tự nhiên cũng diễn ra theo một hướng xác định dẫn đến sự hình thành đặc điểm thích nghi mới. VD: Người ta nghiên cứu rằng một số loài cá bị đánh bắt bằng lưới thường xuyên đang có xu hướng nhỏ đi do những con cá to thường không lọt qua được mắt lưới.
31
Chọn lọc đứt đoạn: Khi điều kiện ngoại cảnh thay đổi sâu sắc, đa số những cá thể thích nghi theo điều kiện ngoại cảnh cũ bị đào thải. Thì ở hai đường biên của quần thể sẽ hình thành những quần thể thích nghi mới. Điều này làm cho quần thể phân hóa thành hai quần thể có hai lối thích nghi khác nhau.
Vd: Sự phân biệt giữa người da đen và người da trắng. Người da đen và người da trắng không kết hôn với nhau dẫn đến hình thành hai quần thể người da đen và da trắng, không có dạng trung gian dù sống chung một khu vực.
32
Chọn lọc kiên định: Khi điều kiện ngoại cảnh không thay đổi, quá trình chọn lọc tự nhiên chọn lại những cá thể có kiểu gen quy định tính trạng trung bình và đào thải những kiểu gen quy định tính trạng lệch ra khỏi mức trung bình. Điều này góp phần cũng cố những đặc điểm thích nghi đã có sẵn của quần thể.
VD: Những người cao quá hoặc lùn quá thường ít được kết hôn. Do đó những kiểu gen này dễ dàng bị đào thải ra khỏi quần thể.
33
4. Các yếu tố ngẫu nhiên
- Sự biến đổi về thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên (thiên tai, dịch bệnh…) còn được gọi là sự biến động di truyền hay phiêu bạt di truyền
- Quần thể có kích thước càng nhỏ càng dễ bị tác động. Sự tác động do các yếu tố ngẫu nhiên có đặc điểm như sau:
  + Thay đổi tần số alen không theo 1 hước xác định.
 
34
+ Một alen dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ khỏi quần thể và alen có hại cũng có thể trở nên phổ biến trong quần thể.
Kết quả tác động của yếu tố ngẫu nhiên có thể làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền
35
Vai trò của các yếu tố ngẫu nhiên đối với việc hình thành các đặc điểm thích nghi:
Các yếu tố ngẫu nhiên tác động vào việc hình thành các đặc điểm thích nghi cùng với chọn lọc tự nhiên và không phụ thuộc vào chọn lọc tự nhiên. Một alen có lợi cũng có thể bị đào thải khỏi quần thể và một alen có hại cũng có thể bị đào thải khỏi quần thể.
Vd: Trong một gia đình, bố mẹ đều không bị bệnh bạch tạng nhưng đều mang alen lặn gây bệnh bạch tạng. Xác suất để bốn đứa con đều bị bệnh bạch tạng chỉ là 0.003906 nhưng điều này hoàn toàn có thể xảy ra
36
5. Giao phối không ngẫu nhiên
Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm tần số kiểu gen dị hợp làm nghèo vốn gen của quần thể và giảm sự đa dạng di truyền.
Các kiểu giao phối không ngẫu nhiên: tự thụ phấn, giao phối giữa các cá thể có cùng huyết thống và giao phối có chọn lựa (các nhóm cá thể có kiểu hình nhất định thích giao phối với nhau)

37
Vai trò của giao phối không ngẫu nhiên đối với việc hình thành các đặc điểm thích nghi:
Giao phối cận huyết và tự thụ phấn làm tăng tỉ lệ đồng hợp trong quần thể. Từ đó giúp tang áp lực của chọn lọc tự nhiên lên alen lặn. Từ đó ảnh hưởng đến quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi.
Giao phối có chọn lọc khiến cho quá trình phân ly kiểu hình ở quần thể gốc, dẫn đến phân ly kiểu gen và cuối cùng là hình thành nên hai quần thể thích nghi với hai điều kiền ngoại cảnh khác nhau.
38
6. So sánh các quan điểm khác nhau về quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi

VD: Quá trình hình thành màu xanh ở sâu sống trên lá cây có màu xanh.
Quan điểm duy tâm cổ đại: thượng đế quy định con sâu có màu xanh và con sâu mãi mãi có màu xanh không đổi.
Quan điểm của thuyết biến hình: Con sâu có thể có màu khác, khi di chuyển lên sống trên lá cây có màu xanh nó biến hình thành màu xanh để lẩn trốn kẻ thù.
39
Quan điểm của Lamarck: Lá cây màu nào con sâu màu đó. Có thể lá cây không có màu xanh, sau đó lá cây chuyển dần sang màu xanh. Nhờ tập tính lẩn trốn kẻ thù con sâu chuyển dần sang màu xanh qua những màu trung qian.
Quan điểm của Darwin: Loài sâu này có thể có rất nhiều màu, và biến dị luôn luôn tạo ra những màu mới. Nhưng màu xanh là màu có lợi nhất cho loài sâu này vì nó giúp chúng lẩn trốn kẻ thù và các màu khác dể bị tiêu diệt nên màu xanh trở thành màu chủ yếu của loài sâu này.
40
Quan điểm của học thuyết tiến hóa hiện đại: Có rất nhiều yếu tố tác động lên màu sắc của loài sâu này: đột biến, chọn lọc tự nhiên, giao phối,… Tuy nhiên chọn lọc tự nhiên là yếu tố quan trọng nhất. Vì màu xanh là màu thích nghi nhất đối với loài sâu này nên chọn lọc tự nhiên có xu hướng củng cố kiểu gen quy định màu xanh và loại bỏ những kiểu gen khác.
41
Tài liệu tham khảo
NTM, Học thuyết tiến hóa
Sinh học 12, 2008, nhà xuất bản giáo dục
Sinh học 12 nâng cao, 2008, nhà xuất bản giáo dục
http://www.cadasa.vn/khoi-lop-12/ly-thuyet-hoc-thuyet-tien-hoa-tong-hop-hien-dai.aspx
42