Lý thuyết Học thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại (Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21)

Với tóm tắt lý thuyết Sinh 12 Bài 21: Học thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Sinh học 12.

Lý thuyết Học thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại (Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 21)

TRẮC NGHIỆM ONLINE

- Học thuyết tiến hoá tổng hợp ra đời vào những năm 1930 khi các nhà khoa học kết nối học thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin với thành tựu của di truyền học hiện đại và nhiều ngành khoa học khác để giải thích quá trình tiến hoá của sinh giới.

- Nội dung của thuyết đề cập đến cơ chế tiến hoá bằng chọn lọc tự nhiên, vai trò của đột biến, biến dị di truyền, các yếu tố ngẫu nhiên, dòng gene,... và quá trình tiến hoá thích nghi ở quần thể sinh vật (tiến hoá quần thể), loài và sự hình thành loài; tiến hoá hình thành các đơn vị phân loại trên loài và nguồn gốc các loài.

- Thuyết tiến hoá tổng hợp là nền tảng cho sự phát triển của lĩnh vực sinh học tiến hoá hiện đại.

I. KHÁI NIỆM TIẾN HOÁ NHỎ

1. Tiến hoá

- Tiến hoá là quá trình biến đổi ở sinh vật qua các thế hệ, trong đó thế hệ sau được tạo thành kế thừa các đặc điểm đã có ở tổ tiên và hình thành các đơn vị phân loại với đặc điểm mới. Ví dụ: Sự hình thành loài người hiện đại (Homo sapiens) từ loài tổ tiên thuộc bộ Linh trưởng (Primates).

Tiến hoá loài người

- Sự tiến hoá của sinh giới có thể diễn ra ở quy mô nhỏ (tiến hoá nhỏ) hoặc quy mô lớn (tiến hoá lớn).

2. Tiến hoá nhỏ

- Khái niệm: Tiến hoá nhỏ là quá trình thay đổi tần số allele, tần số các kiểu gene của quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.

- Đặc điểm: Tiến hóa nhỏ diễn ra trong phạm vi phân bố tương đối hẹp, thời gian lịch sử tương đối ngắn, có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm.

- Kết quả: Có thể hình thành nên loài mới, tạo nên sự đa dạng của sinh giới.

Ví dụ về tiến hóa nhỏ

* Quần thể là đơn vị của tiến hóa nhỏ, thỏa mãn ba điều kiện:

+ Quần thể là đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên.

+ Cấu trúc di truyền của quần thể có khả năng biến đổi qua các thế hệ.

+ Quần thể có tính toàn vẹn tương đối trong không gian và thời gian.

* Cá thể sinh vật không phải là đơn vị của tiến hoá nhỏ vì:

+ Theo quan niệm của thuyết tiến hóa tổng hợp thì tiến hóa nhỏ là quá trình thay đổi tần số allele và tần số kiểu gene của quần thể.

+ Cá thể có một kiểu gene duy nhất và không thay đổi trong suốt cuộc đời. Vì vậy, cá thể sinh vật không thể tiến hoá.

II. CÁC NHÂN TỐ TIẾN HOÁ

- Khái niệm: Nhân tố tiến hoá là nhân tố làm thay đổi tần số allele hoặc tần số kiểu gene của quần thể.

- Bao gồm: đột biến, dòng gene, phiêu bạt di truyền, giao phối không ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên.

- Vai trò: Trải qua thời gian đủ dài, những nhân tố này tạo ra sự khác biệt lớn về cấu trúc di truyền giữa các quần thể. Các cá thể ở quần thể này không sinh sản với các cá thể ở quần thể khác của cùng loài và hình thành loài mới.

1. Đột biến

- Đột biến gene làm xuất hiện các allele mới hoặc biến allele này thành allele khác, từ đó làm thay đổi tần số allele của quần thể.

- Tần số đột biến tự phát thường rất thấp nên không làm thay đổi đáng kể tần số allele của quần thể. Tuy nhiên, mỗi cá thể có rất nhiều gene và số lượng cá thể trong một quần thể khá lớn nên đột biến có vai trò làm phong phú vốn gene của quần thể, tạo nguyên liệu cho quá trình tiến hoá.

Đột biến gene là nguồn biến dị sơ cấp chủ yếu cho tiến hóa

→ Đột biến là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình chọn lọc tự nhiên: Đột biến gene làm xuất hiện các allele mới hoặc biến allele này thành allele khác. Qua quá trình giao phối, các allele khác nhau được tổ hợp lại tạo thành các biến dị tổ hợp khác nhau làm cho mỗi loại tính trạng của loài có khả năng biến dị phong phú, tăng tính đa dạng di truyền của quần thể.

2. Phiêu bạt di truyền

- Phiêu bạt di truyền là quá trình thay đổi tần số allele của quần thể, gây nên bởi các yếu tố ngẫu nhiên.

- Các yếu tố ngẫu nhiên là những sự thay đổi ngột, không định trước của môi trường như lũ, lụt, hán, gió, bão, dịch bệnh,… gây ảnh hưởng mạnh đến số lượng cá thể của quần thể.

Tác động của yếu tố ngẫu nhiên

- Đặc điểm tác động của phiêu bạt di truyền:

+ Làm thay đổi đột ngột tần số allele của quần thể một cách vô hướng.

+ Có thể đào thải hoàn toàn một allele ra khỏi quần thể bất kể là allele có lợi, có hại hay trung tính.

+ Tác động của phiêu bạt di truyền phụ thuộc vào kích thước của quần thể. Quần thể có kích thước càng nhỏ thì phiêu bạt di truyền là thay đổi tần số allele càng mạnh và ngược lại.

Sự thay đổi tần số allele do tác động của phiêu bạt di truyền:

ở quần thể có kích thước lớn (a); quần thể có kích thước nhỏ (b)

+ Phiêu bạt di truyền có thể làm nghèo vốn gene của quần thể.

- Trong tự nhiên, phiêu bạt di truyền làm thay đổi tần số allele của quần thể khi một số ít cá thể phát tán đi nơi khác thành lập nên quần thể mới (hiệu ứng sáng lập) hoặc quần thể bị các yếu tố thiên tai làm chết hàng loạt cá thể và chỉ còn một số ít sống sót tạo nên quần thể mới (hiệu ứng thắt cổ chai).

Ví dụ: Gió bão phát tán một số ít cá thể bọ rùa (không phân biệt kiểu gene của chúng) từ đất liền ra một đảo xa thành lập nên quần thể mới. Ngay ở thế hệ thứ nhất trên đảo, tần số các cá thể có kiểu gene quy định cánh màu đỏ đã khác biệt với quần thể gốc trên đất liền. Quần thể sau đó gia tăng về kích thước. Trong quá trình tồn tại, hoả hoạn tiêu diệt hầu hết các cá thể và một số ít sống sót tạo nên quần thể mới có cấu trúc di truyền khác với quần thể khi chưa xảy ra hoả hoạn.

Sơ đồ minh hoạ một số nguyên nhân dẫn đến phiêu bạt di truyền

a. Hiệu ứng sáng lập

- Các yếu tố ngẫu nhiên như gió, bão,… có thể làm một nhóm cá thể tách ra khỏi quần thể gốc tạo ra quần thể mới với vốn gene khác biệt.

Hiệu ứng sáng lập

- Ví dụ: Một quần thể người ở khu vực Trung Đông có tần số allele đột biến ở các gene BRCA1 và BRCA2 cao hơn so với các quần thể tại các khu vực khác trên thế giới, làm tăng tỉ lệ người mắc ung thư vú và ung thư buồng trứng. Đây được cho là hệ quả của hiệu ứng sáng lập xảy ra khoảng 600 đến 800 năm trước.

b. Hiệu ứng thắt cổ chai

- Sự biến động đột ngột trong môi trường như hỏa hoạn, lũ lụt, động đất,… có thể dẫn đến giảm kích thước quần thể, gây hiệu ứng thắt cổ chai.

- Các yếu tố ngẫu nhiên có thể gây tử vong hàng loạt cho mọi cá thể, độc lập với kiểu gene thích nghi. Các cá thể sống sót sau đó tạo nên quần thể mới với tần số allele và kiểu gene hoàn toàn khác biệt hoàn toàn so với quần thể ban đầu.

Hiệu ứng thắt cổ chai

- Ví dụ: Báo săn (Acinonyx jubatus), trải qua hiệu ứng cổ chai khi phần lớn cá thể bị chết bởi khí hậu lạnh trong thời kì băng hà khoảng 10 000 – 12 000 năm trước đây, hiện có mức đa dạng di truyền thấp và có nguy cơ tuyệt chủng.

Báo săn có nguy cơ tuyệt chủng sau hiệu ứng cổ chai

3. Dòng gene

- Dòng gene (di – nhập gene) là sự di chuyển các allele vào hoặc ra khỏi quần thể thông qua sự di chuyển của các cá thể hữu thụ hoặc các giao tử của chúng.

Dòng gene thông qua di cư – nhập cư

- Dòng gene xảy ra phổ biến trong tự nhiên, ví dụ: chim di cư; sự giao phấn giữa các cá thể ở hai quần thể thực vật; sự phát tán hạt cây nhờ gió, côn trùng;....

- Đặc điểm:

+ Dòng gene làm thay đổi tần số allele của quần thể không theo một hướng xác định.

+ Có thể làm phong phú vốn gene của quần thể nhận nếu mang đến allele mới hoặc chỉ làm thay đổi tần số allele nếu mang đến các loại allele có sẵn.

+ Mức độ thay đổi tần số allele của quần thể bởi dòng gene phụ thuộc vào sự chênh lệch tần số allele giữa quần thể cho và quần thể nhận. Sự chênh lệch càng lớn thì sự thay đổi tần số allele càng mạnh. Ngoài ra, sự thay đổi tần số allele bởi dòng gene còn phụ thuộc vào hệ số nhập cư (m) lớn hay nhỏ. Hệ số nhập cư là tỉ số giữa số cá thể nhập vào quần thể nhận trên tổng số các cá thể của quần thể nhận sau khi nhập cư. Hệ số nhập cư càng lớn thì tần số allele của quần thể nhận thay đổi càng mạnh.

+ Cách li địa lí và các biến động địa chất có thể làm giảm tác động của dòng gene. Ví dụ: Quần thể ở đảo xa và quần thể ở đất liền khó xảy ra dòng gene.

+ Dòng gene tạo sự trao đổi allele giữa các quần thể, làm giảm sự khác biệt về vốn gene giữa các quần thể.

+ Nếu dòng gene diễn ra mạnh mẽ, có thể làm cho các quần thể hợp nhất nhau thành một quần thể lớn hơn với một vốn gene chung.

4. Chọn lọc tự nhiên

- Dưới góc độ của thuyết tiến hoá tổng hợp, chọn lọc tự nhiên là quá trình làm tăng dần tần số allele và tần số kiểu gene quy định đặc điểm thích nghi trong quần thể, đồng thời làm giảm dần tần số allele và tần số các kiểu gene quy định các đặc điểm không thích nghi.

Sự thay đổi của quần thể bướm đêm sau nhiều thế hệ khi khu công nghiệp hình thành và phát triển

- Đặc điểm:

+ Các yếu tố của môi trường (tác nhân gây ra chọn lọc) tác động trực tiếp lên kiểu hình, qua đó gián tiếp làm thay đổi tần số kiểu gene của các cá thể trong quần thể.

+ Mức độ thay đổi tần số allele bởi chọn lọc tự nhiên phụ thuộc vào loại allele và áp lực chọn lọc. Chọn lọc tác động lên cá thể có kiểu hình trội sẽ làm thay đổi tần số allele trội nhanh hơn so với tác động lên cá thể có kiểu hình lặn. Khi điều kiện môi trường thay đổi càng mạnh (áp lực chọn lọc cao) thì chọn lọc tự nhiên làm thay đổi tần số allele càng nhanh và ngược lại.

+ Chọn lọc tự nhiên là nhân tố tiến hóa có hướng, đồng thời là nhân tố tiến hóa cơ bản nhất.

+ Chọn lọc tự nhiên thường làm giảm sự đa dạng di truyền (nghèo vốn gene) của quần thể. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chọn lọc tự nhiên vẫn duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể. Ví dụ: Các cá thể có kiểu hình thích nghi có kiểu gene dị hợp. Một quần thể có độ đa dạng di truyền cao khi có nhiều cá thể mang các kiểu gene dị hợp tử, đảm bảo cho quần thể có nhiều loại allele khác nhau.

5. Giao phối không ngẫu nhiên

- Giao phối không ngẫu nhiên bao gồm các kiểu giao phối cận huyết và giao phối có lựa chọn.

Hiện tượng giao phối có chọn lọc ở động vật

- Đặc điểm:

+ Các kiểu giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số allele nhưng làm thay đổi tần số các kiểu gene của quần thể theo hướng tăng tần số kiểu gene đồng hợp, giảm tần số kiểu gene dị hợp.

+ Giao phối không ngẫu nhiên luôn làm giảm sự đa dạng di truyền của quần thể.

III. HÌNH THÀNH ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI

1. Khái niệm

- Đặc điểm di truyền làm tăng khả năng sống sót và khả năng sinh sản của cá thể sinh vật trong môi trường nhất định  được gọi là đặc điểm thích nghi.

Đặc điểm thích nghi ở một số sinh vật

Ví dụ:

+ Màu sắc thân của thằn lằn giúp thằn lằn có thể ngụy trang với môi trường, tránh được sự săn đuổi của kẻ săn mồi, từ đó giúp thằn lằn có thể tăng khả năng sống sót.

+ Màu sắc thân của rắn vua giúp rắn vua có thể đe dọa những kẻ có ý định tấn công rắn vua, từ đó giúp rắn vua có thể tăng khả năng sống sót.

+ Hình dạng và màu sắc của hoa lan có tác dụng thu hút côn trùng, từ đó giúp hoa lan có thể tăng khả năng sinh sản.

- Mức độ thích nghi của sinh vật với môi trường được đo bằng giá trị thích nghi, thể hiện qua tổng số cá thể con mà cá thể đó sinh ra trong suốt cuộc đời có thể sống sót cho đến khi sinh sản. Cá thể nào sinh ra nhiều con hơn thì cá thể đó thích nghi với môi trường hơn. Ví dụ: Một cây vân sam sống hàng trăm năm, thậm chí cả nghìn năm nhưng cũng chỉ có thể tạo ra số lượng cây con bằng số lượng mà một cây sống một năm sinh ra, như vậy, khả năng thích nghi của chúng là như nhau.

2. Cơ chế

- Cơ chế chọn lọc tự nhiên hình thành đặc điểm thích nghi có thể tóm tắt như sau: Đột biến cung cấp nguồn nguyên liệu, chọn lọc tự nhiên giữ lại những cá thể có các đột biến làm tăng khả năng sống sót và sinh sản của sinh vật dẫn đến số lượng các cá thể mang đột biến có lợi ngày một tăng dần trong quần thể qua các thế hệ.

→ Sự hình thành các đặc điểm thích nghi của cơ thể sinh vật là kết quả của một quá trình chịu chi phối của ba nhân tố chủ yếu: đột biến, giao phối (đối với các loài sinh sản hữu tính), chọn lọc tự nhiên. Trong đó, chọn lọc tự nhiên là nhân tố tiến hoá duy nhất làm cho một đặc điểm trở nên phổ biến trong quần thể (đặc điểm thích nghi).

- Ví dụ: Đột biến kháng chất kháng sinh penicillin ngẫu nhiên xuất hiện ở một số rất ít vi khuẩn ở quần thể vi khuẩn sống trong môi trường không chứa penicillin. Khi môi trường có penicillin, những vi khuẩn bị đột biến sống sót được và sinh sản làm tăng nhanh số vi khuẩn kháng thuốc. Khi hầu hết các vi khuẩn trong quần thể đều kháng thuốc penicillin thì đặc điểm kháng penicillin mới được gọi là đặc điểm thích nghi.

3. Tính tương đối của đặc điểm thích nghi

- Mọi đặc điểm thích nghi chỉ mang tính tương đối.

- Có một số nguyên nhân chính khiến chọn lọc tự nhiên không thể tạo ra sinh vật thích nghi một cách hoàn hảo với nhiều điều kiện sống khác nhau. Đó là:

+ Điều kiện môi trường (tác nhân gây ra chọn lọc tự nhiên) chỉ lựa chọn các biến dị di truyền có sẵn trong quần thể. Vì vậy, chọn lọc tự nhiên chỉ có thể lựa chọn biến dị tốt nhất trong số những biến dị sẵn có. Biến dị di truyền được chọn lọc, do vậy, có thể không thực sự hoàn hảo mà chỉ là loại biến dị thích nghi nhất trong số các biến dị đã có sẵn ở quần thể. Ví dụ: loài dơi có cấu trúc xương chi trước giống như các loài thú khác nên chọn lọc tự nhiên chỉ giữ lại cá thể nào có lớp màng da kết nối các bộ phận của chi trước để nâng đỡ cơ thể khi bay mà không thể tạo ra cấu trúc cánh như ở chim.

+ Chọn lọc tự nhiên tác động lên kiểu hình của sinh vật, mà kiểu hình là sự tương tác hài hoà của nhiều tính trạng, trong đó nhiều tính trạng có tác động đối nghịch nhau. Vì vậy, chọn lọc tự nhiên mang tính dung hòa các tính trạng đối lập sao cho có được kiểu hình tối ưu nhất có thể. Ví dụ: Con chim công đực có màu sắc sặc sỡ thu hút được nhiều chim cái để giao phối làm gia tăng khả năng sinh sản, tuy nhiên, màu sắc sặc sỡ cũng làm cho nó dễ bị nhiều loài săn mồi phát hiện.

+ Một đặc điểm thích nghi chỉ thích nghi với một loại môi trường nhất định. Khi môi trường sống thay đổi, đặc điểm thích nghi với môi trường cũ có thể trở nên vô dụng  hoặc có hại. Ví dụ: Lông màu vàng là đặc điểm thích nghi của quần thể chuột sống ở vùng đất cát nhưng không phải là đặc điểm thích nghi ở quần thể chuột sống ở vùng đất xám đen.

Màu lông chuột là đặc điểm thích nghi có tính tương đối

IV. LOÀI VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH LOÀI

1. Khái niệm loài sinh học và các cơ chế cách li sinh sản

a. Khái niệm loài sinh học

- Theo nhà tiến hoá học lỗi lạc Ernst Mayr, loài sinh học là một hoặc nhóm các quần thể gồm các cá thể có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên sinh ra đời con hữu thụ nhưng cách li sinh sản với nhóm quần thể khác tương tự.

Một số loài sinh vật

- Khả năng giao phối và sinh con hữu thụ của các cá thể là tiêu chuẩn cơ bản để xác định các cá thể đó thuộc cùng loài, được dùng để xác định ranh giới loài sinh học.

- Khái niệm loài sinh học chỉ phù hợp với các sinh vật sinh sản hữu tính đang tồn tại, không áp dụng với các sinh vật sinh sản vô tính và đã tuyệt chủng.

b. Các cơ chế cách li sinh sản

- Khái niệm: Cách li sinh sản là những đặc điểm sinh học ngăn cản các cá thể cho dù sống cùng nhau cũng không giao phối với nhau, hoặc có giao phối cũng không sinh ra đời con hữu thụ.

- Bản chất của cách li sinh sản chính là cách li di truyền.

- Cách li sinh sản là điều kiện cuối cùng để hình thành loài mới.

- Phân loại: Cách li sinh sản gồm cách li trước hợp tử và cách li sau hợp tử.

Các hình thức cách li trước hợp tử

Các hình thức cách li sau hợp tử

Tiêu chí	Cách li trước hợp tử	Cách li sau hợp tử
Khái niệm	Những trở ngại ngăn cản các sinh vật giao phối với nhau.	Những trở ngại ngăn cản việc tạo ra con lai hoặc ngăn cản tạo ra con lai hữu thụ.
Đặc điểm	- Cách li nơi ở (sinh cảnh): các cá thể có họ hàng gần gũi sống ở những sinh cảnh khác nhau không giao phối với nhau. - Cách li tập tính: các cá thể của các loài khác nhau có những tập tính riêng biệt không giao phối với nhau. - Cách li thời gian (mùa vụ): các cá thể thuộc các loài khác nhau có thể sinh sản vào các mùa khác nhau nên chúng không có điều kiện giao phối với nhau. - Cách li cơ học: các cá thể thuộc các loài khác nhau có cấu tạo cơ quan sinh sản khác nhau nên chúng không giao phối được với nhau.	- Thụ tinh nhưng hợp tử bị chết sau khi hình thành. - Hình thành được con lai nhưng sức sống yếu hoặc con lai có sức sống nhưng không sinh sản hữu tính do khác biệt về cấu trúc di truyền.

2. Cơ chế hình thành loài

- Hình thành loài là một quá trình lịch sử, cải biến thành phần kiểu gene của quần thể ban đầu theo hướng thích nghi với môi trường sống, tạo ra kiểu gene mới cách li với quần thể gốc.

- Điều kiện tiên quyết để cách li sinh sản có thể xảy ra là phải có những trở ngại ngăn cản dòng gene giữa các quần thể, dòng gene càng bị ngăn cản triệt để và kéo dài thì xác suất hình thành sự cách li sinh sản giữa các quần thể dẫn đến hình thành loài mới càng cao.

- Có nhiều cơ chế hình thành loài khác nhau: hình thành loài khác khu vực địa lí và hình thành loài cùng khu vực địa lí (hình thành loài nhờ sự đa bội, hình thành loài bằng con đường cách li tập tính, hình thành loài bằng con đường sinh thái,…).

a. Hình thành loài khác khu vực địa lí

- Phần lớn các loài được hình thành trong tự nhiên nhờ cách li địa lí vì các trở ngại địa lí ngăn cản dòng gene giữa các quần thể khá triệt để.

- Cơ chế: Khi cách li địa lí đã xảy ra, vốn gene của các quần thể cách li được phân hoá bởi các nhân tố tiến hoá như đột biến, chọn lọc tự nhiên và phiêu bạt di truyền,.... Sự khác biệt về vốn gene càng nhiều và càng được duy trì lâu dài thì xác suất xuất hiện các trở ngại sinh học ngăn cản quá trình thụ tinh hoặc ngăn cản quá trình tạo con lai hữu thụ càng cao. Sự cách li sinh sản thường xuất hiện một cách ngẫu nhiên.

Sơ đồ phác hoạ quá trình tiến hoá hình thành loài khác khu

* Lưu ý:

- Ngăn cản dòng gene là điều kiện cần nhưng chưa đủ để phát sinh cách li sinh sản, dẫn đến hình thành loài mới.

- Cách li địa lí là điều kiện cần cho sự hình thành loài khác khu vì mặc dù cách li địa lí không phải là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật nhưng là nhân tố tạo điều kiện cho sự phân hóa trong loài:

+ Cách li địa lí làm cho các quần thể trong loài bị cách li nhau trong những điều kiện địa lí khác nhau → Tạo điều kiện cho các nhân tố tiến hóa đặc biệt là chọn lọc tự nhiên tích lũy các đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng khác nhau.

+ Cách li địa lí khiến các cá thể của các quần thể trong loài ít có điều kiện giao phối tự do → Duy trì sự khác biệt về cấu trúc di truyền của các quần thể. Khi sự khác biệt này đủ lớn dẫn đến cách li sinh sản thì loài mới được hình thành.

- Hình thành loài khác khu thường xảy ra với những loài ít di động hoặc không có khả năng di động và phát tán.

- Ví dụ: Những cá thể từ quần thể của loài chim sẻ Geospiza fortis di cư ra các đảo thuộc quần đảo Galapagós đã hình thành nhiều loài chim sẻ: G. scandens, G. magnirostris,…

Các loài chim sẻ khác nhau trên quần đảo Galapagós

b. Hình thành loài cùng khu vực địa lí

- Hình thành loài cùng khu vực địa lí ít phổ biến: Các quần thể cùng loài sống trong cùng một khu vực địa lí nên thường hay xảy ra dòng gene giữa các quần thể và sự cách li sinh sản khó xảy ra hơn so với các quần thể sống ở các khu vực địa lí khác nhau.

- Sự hình thành loài mới vẫn có thể xảy ra đối với các quần thể sống trong cùng một khu vực địa lí khi giữa các quần thể có xảy ra cách li sinh sản.

- Hình thành loài cùng khu vực địa lí hay xảy ra đối với các loài thực vật hơn là đối với các loài động vật.

- Cơ chế: Hình thành loài cùng khu xảy ra khi trong quần thể ban đầu phát sinh các đột biến lớn, lai xa (lai khác loài) và đa bội hoá, sự cách li sinh thái,... xảy ra ở cùng khu phân bố. Các quá trình đó dẫn tới sự phân hoá cấu trúc di truyền của một nhóm cá thể, làm cho chúng cách li sinh sản với các cá thể khác ở cùng khu phân bố và hình thành loài mới.

+ Hình thành loài mới thông qua cơ chế tự đa bội: Đột biến tạo nên thể tứ bội cách li sinh sản với thể lưỡng bội ở quần thể gốc. Ví dụ: Loài hoa thuộc chi Anh thảo (Oenothera gigas) 4n có nguồn gốc ở Bắc Mĩ được tạo ra từ sự đa bội hóa một loài hoa khác cùng chi có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (Onethera lamarkckiana, 2n = 14). Loài hoa tứ bội (4n) này không thể thụ phấn với loài hoa lưỡng bội (2n).

Hình thành loài Oenothera gigas thông qua cơ chế tự đa bội

+ Hình thành loài mới thông qua cơ chế dị đa bội: xảy ra khi hai loài khác nhau giao phối với nhau cho ra con lai. Hầu hết con lai đều bất thụ do cơ thể lai xa mang bộ NST đơn bội của hai loài bố mẹ khác nhau (không tạo được các cặp tương đồng). Đột biến đa bội làm nhân đôi bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của con lai, nên con lai mang 2 bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của bố, mẹ, giúp con lai có thể giảm phân và sinh sản hữu tính bình thường, cách li sinh sản với các loài bố, mẹ. Từ đó, hình thành nên loài mới. Ví dụ: Sự hình thành lúa mì hiện nay Triticum aestivum (6n = 42).

Lai xa và đa bội hóa tạo nên loài mới thường xảy ra ở thực vật vì thực vật có khả năng tự thụ phấn và có khả năng sinh sản sinh dưỡng. Lai xa và đa bội hóa tạo nên loài mới thường ít xảy ra ở động vật vì: cơ thể động vật lai xa thường không sống được hoặc bất thụ, khi đa bội hóa sẽ gây rối loạn về giới tính,...; hệ thần kinh của động vật phát triển; cách li sinh sản giữa hai loài rất phức tạp.

TRẮC NGHIỆM ONLINE

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Sinh học lớp 12 Kết nối tri thức hay khác:

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 20: Quan niệm của Darwin về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 22: Tiến hoá lớn và quá trình phát sinh chủng loại

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 23: Môi trường và các nhân tố sinh thái

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 24: Sinh thái học quần thể

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 25: Thực hành: Xác định một số đặc trưng của quần thể

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 26: Quần xã sinh vật

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Sinh học 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Sinh 12 Kết nối tri thức
• Giải SBT Sinh học 12 Kết nối tri thức
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---