Mục lục
Nhân tố tiến hóa là gì?
Theo sách sinh học lớp 12 thì nhân tố tiến hóa là nhân tố làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.
1. Các nhân tố tiến hóa
1.1. Nhân tố đột biến
Theo quan điểm tiến hóa: Tiến hóa nhỏ là quá trình biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể).
Phát sinh đột biến có thể làm thay đổi vốn gen của quần thể.
Ví dụ: Một quần thể sinh sản hữu tính ngẫu phối, trong đó gen A( màu thân trắng) trội hoàn toàn với a (màu thân đen). Giả thiết quần thể ở thế hệ P có 100% AA. Khi môi trường bị ô nhiễm là tác nhân gây đột biến A thành a với tần số 10% ở mỗi thế hệ, không xuất hiện đột biến nghịch. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F1, F2.
Kết luận: Đột biến là nhân tố tiến hóa vì nó làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể
– Quá trình đột biến đã hình thành gen đột biến không có hướng xác định, không tương ứng với điều kiện môi trường (có thể tạo alen trội, lặn, trung tính; có lợi, hại, trung tính cho thể đột biến…)
– Gen đột biến là nguyên liệu sơ cấp chủ yếu cho tiến hóa.
Vai trò của đột biến với quá trình tiến hóa: cung cấp nhiều nguồn biến dị sơ cấp (các alen đột biến) – do cá thể có nhiều gen và quần thể có nhiều cá thể. Qua giao phối, tạo nguồn biến dị thứ cấp.
1.2. Di – nhập gen
Khái niệm di – nhập gen (dòng gen): là hiện tượng khi một nhóm cá thể mới từ một quần thể khác có thể di nhập vào một quần thể nếu chúng tham gia giao phối trong quần thể có thể thêm những alen mới vào vốn gen của quần thể nhận.
Phân tích ảnh hưởng của di – nhập gen đến thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể: di nhập gen có thể làm tăng biến dị trong quần thể do sự di nhập alen mới được tạo ra bởi đột biến trong quần thể khác. Di nhập gen là nhân tố làm ảnh hưởng đến tốc độ tiến hóa của quần thể theo hai con đường có hiệu quả trái ngược. Sự di nhập gen tương đối cao vào quần thể có thể làm giảm hiệu quả biến đổi gen do chọn lọc tự nhiên, đột biến hay các yếu tố ngẫu nhiên và có thể làm chậm hoặc ngăn cản sự đa dạng của quần thể.
1.3. Chọn lọc tự nhiên
Thực chất của CLTN với quần thể sinh vật là:
– Phân hóa khả năng sống sót của các cá thể khác nhau trong quần thể
– Phân hóa khả năng tồn tại của các cá thể khác nhau trong quần thể
– Tính chất tác động của CLTN lên quần thể
Thông qua làm biến đổi thành phần kiểu gen mà CLTN làm biến đổi tần số tương đối alen.
– Vai trò của CLTN với tiến hóa
CLTN là nhân tố chủ yếu trong quá trình tiến hóa của sinh vật
– Cấp độ tác động, nguyên liệu, thực chất tác động, kết quả.
+ Cấp độ tác động: mọi cấp độ, quan trọng nhất là quần thể.
+ Nguyên liệu: Biến dị di truyền của quần thể.
+ Thực chất: Phân hóa khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể trong QT. Quy định chiều hướng tiến hóa.
+ Kết quả: hình thành đặc điểm thích nghi, hình thành quần thể thích nghi, hình thành loài mới.
1.4. Biến động di truyền
* Khái niệm về yếu tố ngẫu nhiên (phiêu bạt di truyền) hay biến động di truyền:
– Khái niệm: hiện tượng tần số tương đối của các alen trong một quần thể bị thay đổi ngẫu nhiên do một nguyên nhân nào đó được gọi là sự biến động di truyền.
– Phân tích tác động của các yếu tố ngẫu nhiên đến tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.
+ Biến động di truyền trong quần thể nhỏ thường đưa đến hai trạng thái: trạng thái quần thể thắt cổ chai và hiệu ứng kẻ sáng lập.
Biến động di truyền đào thải một cách không chọn lọc.
Biến động di truyền làm giảm tính đa dạng di truyền của quần thể.
+ Biến động di truyền là một nhân tố tiến hóa cơ bản.
+ Tần số alen trong quần thể có thể tăng hay giảm do tác động của biến động di truyền.
+ Hiệu quả của biến động di truyền phụ thuộc nhiều vào kích thước của quần thể.
+ Biến động di truyền là rất quan trọng trong quần thể có kích thước nhỏ.
1.5. Giao phối không ngẫu nhiên
– Các kiểu giao phối không ngẫu nhiên: tự thụ phấn, giao phối gần, giao phối có chọn lọc.
– Phân tích tác động của giao phối không ngẫu nhiên đến vốn gen của quần thể:
+ Giao phối gần không làm thay đổi tần số alen nhưng thay đổi thành phần kiểu gen qua từng thế hệ theo hướng tăng dần thể đồng hợp, giảm dần thể dị hợp.
+ Giao phối có CL làm thay đổi tần số alen.
+ Giao phối cùng với đột biến làm cho quần thể thành kho dự trữ các biến dị di truyền ở mức bão hòa. Đây chính là nguồn nguyên liệu tiến hóa.
2. Cơ chế tiến hóa
2.1. Tiến hóa nhỏ
Là quá trình làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể). Quần thể là đơn vị tiến hóa và quá trình tiến hóa nhỏ kết thúc khi loài mới xuất hiện.
Quá trình này do các nhân tố tiến hóa tác động lên vốn gen của quần thể, kết quả hình thành quần thể thích nghi và hình thành loài mới.
Quá trình hình thành quần thể thích nghi là một quá trình lịch sử, chịu sự chi phối của nhiều yếu tố: quá trình đột biến, quá trình giao phối và quá trình CLTN.
Quá trình hình thành loài mới là một quá trình lịch sử, cải biến thành phần kiểu gen của quần thể theo hướng thích nghi, tạo ra kiểu gen mới cách li sinh sản với quần thể gốc.
Quá trình hình thành loài mới diễn ra qua 3 giai đoạn chính:
– Sự hình thành các dạng mới trong loài
– Sự xác lập loài mới
– Sự kiên định loài mới.
Có 3 phương thức hình thành loài: khác khu; cùng khu: con đường sinh thái, con đường sinh học, con đường đa bội hóa.
2.2. Tiến hóa lớn
Là quá trình biến đổi ở những mức độ trên loài, hình thành các nhóm phân loại có quan hệ về nguồn gốc (giống, họ, bộ, lớp, ngành). Sự hình thành loài mới là cơ sở của quá trình hình thành các nhóm phân loại trên loài. Có thể xem tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn là hai mặt của một quá trình tiến hóa thống nhất.