Trong video bài học này, các em sẽ được học các kiến thức như: hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái, hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội, hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa, từ đó củng cố niềm say mê tìm hiểu thiên nhiên lí thú Hôm nay chúng ta sẽ tiếp tục với chuyên đề Tiến hóa sinh học. Quá trình hình thành loài mới. 1. Quá trình hình thành loài khác khu vưc địa lý 1.1. Cơ chế hình thành loài bằng con đường cách ly địa lý
2. Vai trò của cách ly địa lý
* Lưu ý:
2. Quá trình hình thành loài cùng khu vực địa lý 2.1. Hình thành loài bằng con đường cách ly tập tính Ví dụ: Ở một hồ ở châu Phi có hai loài cá, một loài cá màu xám và cá màu đỏ hồng, không giao phối với nhau → cách ly sinh sản. Đưa hai loài cá này vào môi trường có ánh sáng đơn sắc màu cam, hai loài cá này trở nên cùng màu và chúng giao phối với nhau và sinh sản bình thường. Chứng tỏ hai loài này có một nguồn gốc chung. Giải thích: Giả sử ban đầu chỉ có loài cá màu xám, do đột biến gen làm xuất hiện một vài cá thể màu đỏ, làm thay đổi tập tính giao phối, các cá thể màu đỏ có xu hướng giao phối với nhau mà không giao phối với cá màu xám, làm tăng số lượng cá màu đỏ, hình thành quần thể có sự cách ly sinh sản với quần thể gốc → loài mới. Kết luận: Đột biến trong quần thể ban đầu xuất hiện liên quan đến tập tính giao phối, các cá thể mang đột biến có xu hướng giao phối với nhau. Do sự giao phối có chọn lọc và các nhân tố tiến hóa khác dẫn đến hình thành quần thể cách ly với quần thể gốc, nếu có sự xuất hiện sự cách ly sinh sản thì loài mới hình thành. 2.2. Hình thành loài bằng con đường cách ly sinh thái Ví dụ: Quần thể cỏ băng và cỏ sâu róm ở lưu vực sống Vonga. Quần thể trong bờ sinh trưởng, ra hoa kết hạt bình thường vào đúng mùa lũ. Quần thể ngoài bãi bồi sinh trưởng chậm hơn, sau khi lũ rút, ra hoa và kết hạt trước khi lũ về. → Hai quần thể này có sự cách ly sinh sản. * Giải thích: Các quần thể ở trong bờ phát tán hạt ra bãi bồi, các cá thể ở bãi bồi chịu tác động của lũ và các nhân tố tiến hóa khác dẫn đến có sự sai khác về vốn gen, có sự cách ly sinh sản với quần thể gốc thì loài mới hình thành. * Kết luận: Hai quần thể sống cùng khu vực địa lý, nhưng ở hai ổ sinh thái khác nhau, chịu tác động của nhân tố tiến hóa dẫn đến sai khác về vốn gen, có sự cách ly sinh sản với quần thể gốc thì loài mới hình thành. 1.3. Hình thành loài bằng con đường lai xa kèm đa bội hóa
.PNG) Thể tứ bội là loài mới, còn thể tam bội là bất thụ, nhưng nếu có khả năng sinh sản sinh dưỡng tạo ra cây con thì đó cũng là loài mới. - Lai gần là phương pháp lai giữa các cá thể có quan hệ rất gần gũi về mặt di truyền (lai giữa các cá thể sinh ra trong cùng một lứa, lai giữa con cái với bố mẹ, ở thực vật đó là phép tự thụ phấn). - Lai gần liên tục nhiều lần làm cho dị hợp tử giảm, đồng hợp tử tăng, thế hệ con cháu có sức sống, khả năng thích nghi kém dần, năng suất giảm, quái thai nhiều. - Trong chọn giống lai gần cũng có vai trò nhất định như để củng cố các tính trạng quí hiếm, đánh giá hậu quả của mỗi dòng tạo ra, làm nguyên liệu khởi đầu cho tạo ưu thế lai và lai tạo giống mới.
- Ưu thế lai là hiện tượng cơ thể lai F1 có sức sống hơn hẳn bố mẹ về các chỉ tiêu sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, chống chịu tốt, năng suất cao với điều kiện bất lợi của môi trường. Tuy nhiên ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1, sau đó giảm dần qua các thế hệ, vì thế dị hợp tử giảm, đồng hợp tử tăng. - Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai, đây là vấn đề phức tạp, có 3 cách giải thích như sau: + Giả thuyết về trạng thái dị hợp: Tạp giao giữa các dòng thuần chủng, F1 dị hợp về các gen mong muốn, mâu thuẫn nội bộ giữa các cặp gen cao, trao đổi chất tăng cường, khử được tác dụng gây hại của các gen lặn đột biến. AABBCC x aabbcc → AaBbCc + Giả thuyết về tác dụng cộng gộp của các gen trội có lợi: Các tính trạng đa gen được chi phối bởi nhiều gen trội có lợi khi lai tập trung được các gen trội có lợi, tăng cường hiệu quả cộng gộp. AAbbCC x aaBBcc → AaBbCc + Giả thuyết siêu trội: Đó là kết quả của sự tương tác giữa 2 alen khác nhau về chức phận của cùng một lôcut dẫn đến hiệu quả bổ trợ, mở rộng phạm vi biểu hiện kiểu hình. AA < Aa > aa - Phương pháp tạo ưu thế lai: Lai khác dòng đơn, lai khác dòng kép, lai thuận và lai nghịch giữa các dòng tự thụ phấn một cách công phu để dò tìm ra tổ hợp lai có giá trị kinh tế nhất (ngô lai F1, lúa lai F1).
- Những khó khăn trong lai xa: + Thực vật khác loài thường khó giao phấn: hạt phấn khác loài không nảy mầm trên vòi nhụy hoặc nảy mầm được nhưng chiều dài ống phấn không phù hợp với chiều dài vòi nhụy nên không thụ tinh được. Động vật khác loài thường khó giao phối, do chu kỳ sinh sản khác nhau, hệ thống phản xạ sinh dục khác nhau, bộ máy sinh dục không phù hợp, tinh trùng khác loài bị chết trong đường sinh dục cái. + Khó khăn chủ yếu về mặt di truyền là cơ thể lai xa thường không có khả năng sinh sản (bất thụ). Nguyên nhân của hiện tượng này là bộ NST của 2 loài bố, mẹ khác nhau về số lượng, hình dạng NST, kích thước, cách sắp xếp các gen trên NST, sự không phù hợp giữa nhân và tế bào chất của hợp tử. Sự không tương hợp giữa bộ NST của 2 loài ảnh hưởng tới sự liên kết các cặp NST tương đồng trong kỳ đầu của giảm phân I, do đó quá trình phát sinh giao tử bị trở ngại, cơ thể lai xa không phát sinh được giao tử, hay giao tử tạo được nhưng không tham gia được vào quá trình thụ tinh... - Cách khắc phục hiện tượng bất thụ cơ thể lai xa: Sử dụng phương pháp gây đa bội thể bằng tác nhân consixin (gọi là phương pháp song nhị bội) làm tăng đôi bộ NST của loài bố và loài mẹ, tạo điều kiện xếp thành cặp tương đồng, thì quá trình giảm phân sẽ diễn ra bình thường, cơ thể lai trở nên hữu thụ (thí nghiệm thành công đầu tiên của G.D.Cacpêsenkô (1927) khi lai cải bắp (2n = 18) với cải củ (2n = 18)). Cây lai F1 (2n = 18) có bộ NST tổ hợp 2 bộ NST đơn bội không tương đồng của 2 loài nên không có khả năng sinh sản. Tác giả đã tạo ra dạng 4n = 36 làm cho cây lai sinh sản được. - Ứng dụng phương pháp lai xa: Phương pháp lai xa kèm theo đa bội hoá đã tạo được những giống lúa mỳ, khoai tây đa bội có sản lượng cao, chống bệnh giỏi. Hiện nay người ta rất chú ý lai giữa các loài cây dại chống chịu tốt, kháng sâu bệnh với các loài cây trồng năng suất cao, phẩm chất tốt và các phép lai giữa các loài động vật tạo được nhiều dạng lai có giá trị.
- Lai tế bào sinh dưỡng là phương pháp dung hợp 2 tế bào trần khác loài tạo ra tế bào lai chứa bộ NST của 2 tế bào gốc. - Các bước cơ bản của lai tế bào sinh dưỡng: + Tách tế bào trần thuộc 2 loài khác nhau dự định đưa lai. + Trộn lẫn 2 dòng tế bào trần thuộc 2 loài trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo có bổ sung thêm các virut Xenđe đã làm giảm hoạt tính, tác động như một chất kết dính hoặc dùng keo hữu cơ polietylen glycol hay xung điện cao áp. + Dùng các môi trường chọn lọc tạo được những dòng tế bào lai phát triển bình thường. Dùng các hoocmôn phù hợp, người ta kích thích tế bào lai phát triển thành cây lai. - Thành tựu: Theo hướng này đã có những thành công bước đầu trên thực vật trong những năm 70 như đã tạo được cây lai từ 2 loài thuốc lá khác nhau, cây lai giữa khoai tây và cà chua. Cũng đã tạo được những tế bào lai khác loài ở động vật nhưng các tế bào này thường không có khả năng sống và sinh sản. Bằng kỹ thuật lai tế bào trên, trong tương lai, có thể tạo ra những cơ thể lai có nguồn gen rất khác xa nhau mà bằng lai hữu tính không thể thực hiện được, có thể tạo ra những cơ thể khảm mang đặc tính của những loài rất khác nhau, thậm chí giữa thực vật với động vật. |
