Khái niệm về sự tiến hóa: Những lưu ý về khái niệm tiến hóa hiện đại

Khái niệm về sự tiến hóa: Những lưu ý về khái niệm tiến hóa hiện đại!

Khái niệm tiến hóa hiện nay là một dạng sửa đổi của lý thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin và thường được gọi là Neo-Darwinism. Theo nó, chỉ có các biến thể di truyền (đột biến) được di truyền và không phải tất cả các biến thể như được tổ chức bởi Darwin. Do đó, khái niệm tiến hóa hiện đại là tổng hợp các lý thuyết của Darwin và Hugo de Vries. Đây còn được gọi là Lý thuyết tổng hợp về sự tiến hóa.

Hình ảnh lịch sự: dinca.org/wp-content/uploads/2009/06/evolution-of-a-decent-man.jpg

Lý thuyết tiến hóa tổng hợp là kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học là T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr và GL Stebbins. Stebbins trong cuốn sách của mình, Quá trình tiến hóa hữu cơ, đã thảo luận về lý thuyết tổng hợp. Khái niệm tiến hóa hiện đại bao gồm các yếu tố sau:

1. Biến đổi gen trong quần thể:

Đó là dân số phát triển và không phải là thành viên cá nhân của nó. Vai trò của cá nhân trong quá trình tiến hóa là truyền biến thể di truyền của nó cho con cái của nó. Sự tiến hóa xảy ra thông qua sự tích lũy các biến thể di truyền trong dân số trong thời gian dài. Sự thay đổi trong gen xảy ra theo những cách sau.

(i) Đột biến:

Đột biến là những thay đổi đột ngột. Hugo de Vries tin rằng đó là đột biến gây ra sự tiến hóa và không phải là những biến thể nhỏ (di truyền) mà Darwin đã nói đến. Theo tiến hóa của Darwin là dần dần trong khi Hugo de Vries nói rằng đột biến gây ra sự đầu cơ và do đó được gọi là muối (đột biến lớn một bước). Đột biến có hai loại: đột biến nhiễm sắc thể và đột biến gen.

(a) Đột biến nhiễm sắc thể:

Đây là do những thay đổi về số lượng nhiễm sắc thể và thay đổi cấu trúc.

Thay đổi về số lượng nhiễm sắc thể:

Những đột biến này được gây ra bởi sự thay đổi số lượng nhiễm sắc thể. Chúng có hai loại: đa bội và đa bội (a) Đa bội. Đó là sự gia tăng số lượng bộ nhiễm sắc thể. Ví dụ: tam bội (3n), tứ bội (4n), ngũ bội (5n), lục giác (6n). Tăng số lượng bộ gen tương tự được gọi là đa bội tự động (ví dụ: AAAA). Sự gia tăng số lượng bộ nhiễm sắc thể do sự kết hợp bộ gen của hai hoặc nhiều sinh vật được gọi là allopolyploidy.

Nó cũng được gọi là đa bội xen kẽ, (b) Aneuploidy. Đó là một đột biến trong đó một sự thay đổi số xảy ra trong số lượng nhiễm sắc thể của đơn nhân bộ gen (2n-1), nullisomy (2n- 2), trisomy (2n + 1), tetrasomy (2n + 2), v.v.

Thay đổi cấu trúc trong nhiễm sắc thể (Quang phổ nhiễm sắc thể):

Khi sự thay đổi xảy ra trong hình thái của nhiễm sắc thể, nó được gọi là quang sai nhiễm sắc thể. Có bốn loại, nhân đôi (nhân đôi một đoạn), thiếu (xóa đoạn), dịch mã (chuyển đoạn của nhiễm sắc thể sang nhiễm sắc thể không tương đồng) và đảo ngược (đảo ngược theo thứ tự gen).

(b) Đột biến gen:

Khi những thay đổi trong cấu trúc và biểu hiện gen do bổ sung, thay thế xóa hoặc đảo ngược các nucleotide, chúng được gọi là đột biến gen. Tần số đột biến gen thay đổi từ gen này sang gen khác. Tỷ lệ đột biến gen được tăng lên bởi sự hiện diện của bức xạ và một số hóa chất gọi là đột biến gen.

Các gen đột biến thêm các alen mới vào nhóm gen. Nhóm gen là tổng số của tất cả các gen khác nhau và các alen của chúng có trong một quần thể. Đó là nhóm gen tiến hóa như các gen mới, tức là các alen, được thêm vào hoặc loại bỏ, sau đó là nguyên liệu thô cho sự thay đổi tiến hóa. Sự tích lũy của nhiều đột biến có thể thêm vào những thay đổi quy mô lớn, cuối cùng dẫn đến sự hình thành các loài mới.

Đột biến gen liên quan đến việc xóa thay thế hoặc chèn một cơ sở nitơ duy nhất được gọi là đột biến điểm. Các đột biến gen liên quan đến nhiều hơn một cơ sở nitơ hoặc toàn bộ gen được gọi là đột biến tổng.

(ii) Tái tổ hợp gen:

Nó xảy ra do các lý do sau đây, (a) Nguồn gốc kép (b) Phân loại nhiễm sắc thể độc lập (c) Giao nhau trong quá trình phân bào. (iv) Sự hợp nhất ngẫu nhiên của giao tử (v) Hình thành các alen mới. Vì nó thêm các alen mới và sự kết hợp của các alen vào nhóm gen, đây là quá trình quan trọng trong quá trình tiến hóa gây ra các biến thể.

(iii) Di chuyển gen (dòng gen):

Sự di chuyển của các cá nhân từ nơi này đến nơi khác được gọi là di cư. Nếu các cá thể di cư sinh sản trong quần thể mới, những người nhập cư sẽ thêm các alen mới vào nhóm gen địa phương của quần thể ký chủ.

Điều này được gọi là di chuyển gen. Đôi khi hai quần thể của một loài được tách ra do đóng cửa do di cư. Các gen của hai quần thể xen kẽ trong quá trình sinh sản và kết quả gây ra sự thay đổi ở con cái.

(iv) Di truyền trôi dạt (Hiệu ứng Sewall Wright):

Thuật ngữ trôi dạt (Hiệu ứng Sewall Wright) đề cập đến việc loại bỏ các đặc điểm nhất định khi một bộ phận dân cư di cư hoặc chết vì thiên tai. Nó làm thay đổi tần số gen của dân số còn lại gây ra sự thay đổi. Nó được đặt theo tên nhà di truyền học người Mỹ Sewall Wright, người đã nhận ra ý nghĩa tiến hóa của nó. Mặc dù sự trôi dạt di truyền xảy ra trong tất cả các quần thể, nhưng ảnh hưởng của nó được đánh dấu rõ nhất ở quần thể bị cô lập rất nhỏ. Hai ví dụ quan trọng của sự trôi dạt di truyền là hiệu ứng người sáng lập và hiệu ứng thắt cổ chai.

(a) Hiệu ứng sáng lập hoặc Nguyên tắc sáng lập:

Đó là một ví dụ quan trọng về sự trôi dạt di truyền trong dân số loài người. Nó được ghi nhận khi một nhóm nhỏ những người được gọi là người sáng lập, rời khỏi nhà của họ để tìm một khu định cư mới, dân số trong một khu định cư mới có thể có tần số kiểu gen khác với dân số cha mẹ. Sự hình thành một kiểu gen khác nhau trong định cư mới được gọi là hiệu ứng sáng lập. Đôi khi chúng tạo thành một loài mới.

(b) Hiệu ứng cổ chai:

Thuật ngữ này được Stebbibns giới thiệu cho hiện tượng chu kỳ hàng năm và chu kỳ giảm và tăng quy mô dân số. Khi dân số suy giảm, số lượng cá thể có thể giảm đến mức nhóm dân số nhỏ cấu thành dân số trở nên cô lập và bị hạn chế trong phân phối.

Sau đó chúng được tiếp xúc với sự trôi dạt di truyền ngẫu nhiên dẫn đến sự cố định của một số gen nhất định. Do đó, dân số tái lập sự giàu có trước đây của nó. Việc giảm tần số alen như vậy được gọi là hiệu ứng thắt cổ chai di truyền thường ngăn loài này tuyệt chủng (Hình 7.51).

Ý nghĩa của sự trôi dạt di truyền:

Trôi dạt di truyền là một lực lượng tiến hóa. Hầu hết các quần thể động vật xen kẽ là nhỏ. Sự trôi dạt di truyền giúp các quần thể trở nên khác biệt bởi vì xác suất mỗi quần thể sửa chữa các kiểu gen khác nhau một cách tình cờ.

(v) Giao phối không ngẫu nhiên:

Giao phối lặp đi lặp lại giữa các cá thể của một số tính trạng được chọn nhất định làm thay đổi tần số gen. Việc lựa chọn một con chim đực có màu sắc rực rỡ hơn bởi một con chim cái có thể làm tăng tần số gen của màu sáng trong thế hệ tiếp theo.

(vi) Lai tạo:

Đó là sự giao thoa của các sinh vật khác nhau về mặt di truyền ở một hoặc nhiều tính trạng (ký tự). Nó giúp xen kẽ các gen của các nhóm khác nhau của cùng một giống, loài và đôi khi khác loài.

Tất cả các yếu tố trên tạo ra sự biến đổi di truyền trong sinh sản hữu tính.

2. Cách ly:

Cách ly là ngăn ngừa giao phối giữa các nhóm giao phối do các rào cản vật lý (ví dụ: địa lý, sinh thái) và sinh học (ví dụ, các rào cản sinh lý, hành vi, cơ học, di truyền). Bất kỳ yếu tố nào ngăn cản sự giao thoa được gọi là cơ chế cô lập. Cơ chế cách ly ngăn ngừa giao phối thông qua ba phương pháp (Mayr, 1963) - (i) Hạn chế phân tán ngẫu nhiên, (ii) Hạn chế giao phối ngẫu nhiên và, (iii) Hạn chế khả năng sinh sản. Cách ly sinh sản được mô tả ở đây.

Cô lập sinh sản:

Cách ly sinh sản là việc ngăn ngừa sự giao thoa giữa các quần thể của hai loài khác nhau. Theo cơ chế phân lập sinh sản của Mayr là các đặc tính sinh học của các cá thể ngăn chặn sự giao thoa của các quần thể đối xứng tự nhiên. Nó duy trì các đặc tính của loài nhưng có thể dẫn đến nguồn gốc của loài mới. Hai phân nhóm chính có thể được xem xét trong phân lập sinh sản: Phân lập tiền đề và phân lập hậu sinh.

(a) Cách ly trước hoặc Prezygotic:

Các yếu tố chính hoạt động theo loại phụ này là:

Cách ly cơ học:

Hình thái của cơ quan sinh dục, hoặc cơ quan sinh sản (của nam và nữ) của hai quần thể có thể anh ta rất phức tạp và không giống nhau; với kết quả, sự giao hợp giữa nam của một dân số và nữ của một dân số khác, không xảy ra. Sự cách ly cơ học là phổ biến giữa các loài côn trùng. Ở một số loài thực vật, cấu trúc hoa rất phức tạp và điều này ngăn cản sự thụ phấn chéo giữa các loài liên quan.

Cách ly tâm lý:

Sự khác biệt về hành vi hạn chế giao phối ngẫu nhiên của các cá thể nam và nữ thuộc các loài khác nhau. Sự khác biệt về hành vi đã được quan sát đặc biệt trong quá trình tán tỉnh, đó là một hiện tượng tình dục quan trọng, liên quan đến một loạt các kích thích và phản ứng, giữa các đối tác giao phối. Tiếng hót của các loài chim, hành vi tán tỉnh, vv cũng có thể đóng một vai trò hiệu quả trong việc giao phối.

Cách ly theo mùa:

Điều này cũng phục vụ như một rào cản hiệu quả đối với dòng gen. Ở đây, thời kỳ sinh sản của các cá thể giao phối là khác nhau đối với các loài khác nhau. Một số ví dụ có thể được trích dẫn từ các loài chim để minh họa sự cô lập theo mùa do sự khác biệt trong thời kỳ sinh sản.

Cách ly di truyền:

Ở dạng thủy sinh sống tự do, nơi thụ tinh ở bên ngoài, các giao tử được tạo ra bởi các loài khác nhau thường không thu hút lẫn nhau và loại rào cản này được gọi là phân lập trò chơi tic.

(b) Cách ly sau giao phối hoặc Postzygotic:

Các yếu tố chính hoạt động theo loại phụ này là:

Không tương thích:

Trong một số trường hợp, giao phối diễn ra giữa các quần thể, nhưng sự thụ tinh có thể không diễn ra; hoặc thậm chí thụ tinh có thể xảy ra, nhưng không có con cháu lai sẽ được hình thành. Ở thực vật, ống phấn hoa không phát triển và sẽ không đến được bất kỳ noãn nào.

Lai vô hình:

Ở đây, sự thụ tinh bình thường xảy ra, và con cái lai cũng được hình thành, nhưng con lai đã giảm khả năng sống sót. Sự vô hình lai có thể xuất hiện ở bất kỳ giai đoạn phát triển nào.

Vô trùng lai:

Trong nhiều trường hợp, con lai có thể mạnh mẽ và sống đến tuổi trưởng thành tình dục, nhưng vô trùng. Ngựa và lừa là hai loài khác nhau; một con la lai được tạo ra từ sự giao phối của một con lừa đực và một con ngựa cái (ngựa cái). Tương tự giao phối giữa ngựa đực (ngựa đực) và lừa cái, kết quả là một con lai gọi là hinny. Cả con la và hinny đều vô trùng.

Sự cố lai:

Trong một số trường hợp, không chỉ các giống lai F] mạnh mẽ được tạo ra, mà còn, các giống lai này tạo ra các cá thể F ₂ của thế hệ con lai. Thật không may, sự cố lai dẫn đến F ₂ và các thế hệ lai, vì những cá thể này đã làm giảm sức sinh sản hoặc cả hai.

Thành tựu của sự phân lập sinh sản thông qua các tác động kết hợp của các cơ chế phân lập dường như là một bước quan trọng trong sự hình thành loài.

Một số động vật thuộc các loài khác nhau có thể tạo ra các giống lai màu mỡ trong điều kiện nuôi nhốt. Không có rào cản đối với sự lai tạo giữa các loài này đã phát triển trong quá trình cách ly lâu dài với nhau. Chọn lọc tự nhiên đã không ủng hộ việc giảm lai.

Ví dụ về các loài sinh sản trong điều kiện nuôi nhốt và tạo ra các giống lai màu mỡ là (i) sư tử châu Phi (Panthera leo) và hổ châu Á (Panthera tigris) tạo ra 'tigons', (ii) gấu bắc cực và gấu nâu Alaska (iii) vịt trời (iii) vịt) và vịt pintail và (iv) cá mỏ vịt và kiếm. Điều quan trọng cần lưu ý là những loài này không giao phối trong điều kiện tự nhiên.

3. Di truyền:

Việc truyền các đặc điểm hoặc biến thể từ bố mẹ sang con cái được gọi là di truyền là một cơ chế tiến hóa quan trọng. Các sinh vật sở hữu các đặc điểm di truyền hữu ích, trong môi trường tự nhiên của động vật hoặc trong một số môi trường khác, được ưa chuộng trong cuộc đấu tranh sinh tồn. Vì vậy, con cái có thể được hưởng lợi từ các đặc điểm thuận lợi của cha mẹ chúng.

4. Chọn lọc tự nhiên (Lựa chọn):

Đây là lý thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất liên quan đến cơ chế nguyên nhân chính của sự thay đổi tiến hóa sâu sắc của Charles Darwin và Alfred Russel Wallace. Nó là kết quả của sự sinh sản khác biệt (một số thành viên của quần thể sinh ra con cái dồi dào, một số chỉ một số và vẫn còn một số khác), một kiểu hình so với các kiểu hình khác trong cùng một quần thể.

Điều này xác định tỷ lệ tương đối của các kiểu gen khác nhau mà các cá nhân sở hữu và nhân giống trong quần thể. Theo cơ chế sinh tồn và sinh sản của Darwinism ảnh hưởng đến sự thành công sinh sản hoặc thúc đẩy sinh sản khác biệt được gọi là lựa chọn. Nhưng theo quan điểm hiện đại, chọn lọc là sự khác biệt nhất quán trong sự đóng góp của các kiểu gen khác nhau cho thế hệ tiếp theo.

5. Đặc điểm (Nguồn gốc của loài mới):

Các quần thể của một loài hiện diện trong các môi trường khác nhau và được ngăn cách bởi các rào cản địa lý và sinh lý, tích lũy các khác biệt di truyền (biến thể) khác nhau do đột biến, tái tổ hợp, lai tạo, trôi dạt di truyền và chọn lọc tự nhiên. Các quần thể này, do đó, trở nên khác biệt với nhau về hình thái và di truyền, và chúng trở nên cô lập về mặt sinh sản, tạo thành các loài mới.