Bài giảng Sinh học 12 - Bài 26: Học thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại

HỌC THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI 
Nội dung 
Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại là gì? 
Các quan niệm tiến hóa và nguồn nguyên liệu tiến hóa 
Tiến hóa nhỏ và Tiến hóa lớn 
Nguồn biến dị di truyền của quần thể 
So sánh: Học thuyết Darwin vs Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại 
Các nhân tố tiến hóa 
Học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại là gì? 
Học thuyết tiến hóa Darwin là một bước tiến lớn trong khoa học, tuy nhiên vì các thiếu sót mà học thuyết Darwin có nguy cơ bị thay thế. 
Cùng với sự phát triển của khoa học, các thiếu sót trong học thuyết Darwin được giải thích, sửa chữa, đồng thời được bổ sung bởi các nhà khoa học vào những năm 40 của thế kỉ XX tạo nên học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. 
T.Dobzhansky 
Ronald Fisher 
E.Mayr 
Haldane 
QUAN NIỆM TIẾN HÓA VÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TIẾN HÓA 
Tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn 
Quan điểm của Darwin: Tiến hóa là quá trình tích lũy các sai dị cá thể qua các thế hệ 
Theo học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại, tiến hóa có thể chia làm hai quá trình: tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn . 
Tiến hóa nhỏ 
Là quá trình làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể , tức biến đổi thành phần kiểu gen và tần số alen 
Diễn ra liên tục dưới sự tác động của các nhân tố tiến hóa trên quy mô quần thể. 
Kết thúc khi quần thể mới sinh ra được cách li sinh sản với quần thể cùng loài ban đầu , đồng thời một quá trình tiến hóa nhỏ mới xuất hiện. 
Tiến hóa lớn 
Tập hợp tất cả các quá trình tiến hóa nhỏ xảy ra trên sinh giới 
Xảy ra trong thời gian dài , không thể nghiên cứu bằng thực nghiệm 
Làm xuất hiện các bậc phân loại trên loài (chi, họ, bộ, lớp, ngành, giới) 
Tạo ra cây phát sinh chủng loại (cây tiến hóa) 
Cây tiến hóa 
Học thuyết Darwin vs Học thuyết tiến hóa tổng hợp 
Học thuyết Darwin 
Học thuyết tiến hóa tổng hợp 
Đơn vị tiến hóa 
Cá thể 
Quần thể 
Nguyên liệu tiến hóa 
Biến dị cá thể 
Đột biến gen/NST (nguyên liệu sơ cấp) 
Biến dị tổ hợp (nguyên liệu thứ cấp) 
Cơ chế tiến hóa 
Tích lũy các biến dị cá thể không bị loại bỏ bởi chọn lọc tự nhiên 
Quần thể chịu sự tác động của các nhân tố tiến hóa và biến đổi theo hướng thích nghi 
Nguồn biến dị di truyền của quần thể 
Tiến hóa sẽ không xảy ra nếu quần thể không có các biến dị di truyền. 
Các nguyên nhân phát sinh biến dị: 
Đột biến (biến dị sơ cấp) 
Các alen được tổ hợp qua quá trình giao phối tạo nên các biến dị tổ hợp (biến dị thứ cấp) 
Sự di chuyển của các cá thể hoặc các giao tử từ các quần thể khác vào. 
Phần lớn các quần thể tự nhiên đều có rất nhiều biến dị di truyền 
Nhân tố tiến hóa 
Nếu quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền, quần thể sẽ không tiến hóa do không có sự biến đổi cấu trúc di truyền theo thời gian 
Các nhân tố tiến hóa làm biến đổi cấu trúc di truyền , tức làm biến đổi tần số alen và/hoặc thành phần kiểu gen 
Đột biến 
Là sự biến đổi đột ngột trong vật chất di truyền của các cá thể trong quần thể 
Đột biến gen làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể với một tỉ lệ rất nhỏ, nhưng cực kỳ quan trọng vì 
Số lượng gen 1 tế bào rất nhiều 
Số lượng giao tử rất nhiều 
Đột biến cung cấp các alen đột biến (nguyên liệu sơ cấp) và quá trình giao phối tạo nên các biến dị tổ hợp (nguyên liệu thứ cấp) 
Nhân tố vô hướng 
2. Di-nhập gen 
Sự trao đổi các cá thể hoặc các giao tử giữa các quần thể gọi là di - nhập gen (dòng gen) 
Các cá thể nhập cư mang đến những alen mới làm thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể nhập. 
Nhân tố vô hướng 
3. Chọn lọc tự nhiên 
Bản chất: sự phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các kiểu gen khác nhau trong quần thể 
Quan điểm Darwin: Chọn lọc tự nhiên tác động lên các cá thể mang các biến dị khác nhau, tạo ra loài mới gồm các cá thể thích nghi với điều kiện môi trường 
Theo học thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại: chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình và gián tiếp làm biến đổi tần số kiểu gen, qua đó làm biến đổi tần số alen của quần thể 
3. Chọn lọc tự nhiên 
Là nhân tố tiến hóa có hướng, quy định nhịp độ tiến hóa của quần thể 
CLTN làm thay đổi tần số alen nhanh hay chậm tùy thuộc vào: 
Chọn lọc chống lại alen trội: làm thay đổi tần số alen nhanh chóng vì gen trội biểu hiện ra kiểu hình ngay cả ở trạng thái dị hợp tử 
Chọn lọc chống lại alen lặn: làm thay đổi tần số alen chậm alen lặn chỉ bị đào thải ở trạng thái đồng hợp tử 
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 còn được gọi là sự biến động di truyền hay phiêu bạt di truyền 
Sự biến đổi một cách ngẫu nhiên về tần số alen và thành phần kiểu gen thường xảy ra đối với quần thể có kích thước nhỏ. 
Đặc điểm: 
Thay đổi tần số alen không theo một chiều hướng nhất định 
Một alen nào đó dù là có lợi cũng có thể bị loại bỏ hoàn toàn khỏi quần thể và một alen có hại cũng có thể trở nên phổ biến trong quần thể 
4. Các yếu tố ngẫu nhiên 
Một quần thể đang có kích thước lớn nhưng do các yếu tố thiên tai hoặc bất kỳ yếu tố nào làm giảm kích thước của quần thể một cách đáng kể thì những cá thể sống sót có thể có vốn gen khác biệt hẳn với vốn gen của quần thể ban đầu. 
Tác động của các yếu tố ngẫu nhiên có thể dẫn đến làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền 
Hiệu ứng thắt cổ chai 
Hiệu ứng người sáng lập 
5. Giao phối không ngẫu nhiên 
Gồm: tự thụ phấn, GP gần và giao phối có chọn lọc. 
Giao phối có chọn lọc là kiểu GP trong đó các nhóm cá thể có kiểu hình nhất định thích giao phối với nhau hơn là giao phối với các nhóm cá thể có kiểu hình khác. 
Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay đổi thành phần kiểu gen theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm dần tần số kiểu gen dị hợp . 
Kết quả: làm nghèo vốn gen của quần thể, làm giảm sự đa dạng di truyền 
Chọn lọc giới tính – một dạng GP không ngẫu nhiên