Ghi chú về các loại tiến hóa tự nhiên (có ví dụ)
Đọc bài viết này để tìm hiểu về các loại tiến hóa tự nhiên khác nhau với các ví dụ!
Chọn lọc là quá trình những sinh vật xuất hiện vật lý, sinh lý và hành vi thích nghi tốt hơn với môi trường tồn tại và sinh sản; những sinh vật không thích nghi tốt hoặc không thể sinh sản hoặc chết.
Hình ảnh lịch sự: tải lên.wik mega.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg
Các sinh vật trước truyền lại các nhân vật thành công của họ cho thế hệ tiếp theo, trong khi các sinh vật sau thì không. Chọn lọc phụ thuộc vào sự tồn tại của biến đổi kiểu hình trong quần thể và là một phần của cơ chế mà một loài thích nghi với môi trường của nó.
Một dân số có ba loại cá thể trên cơ sở kích thước trung bình, cỡ lớn và cỡ nhỏ. Có ba loại quá trình lựa chọn xảy ra trong quần thể tự nhiên và nhân tạo và chúng được mô tả là ổn định, định hướng và phá vỡ.
1. Ổn định lựa chọn (Cân bằng lựa chọn):
Kiểu lựa chọn này ủng hộ các cá nhân có kích thước trung bình trong khi loại bỏ các cá nhân có kích thước nhỏ. Nó làm giảm sự thay đổi và do đó không thúc đẩy thay đổi tiến hóa. Tuy nhiên, nó duy trì giá trị trung bình từ thế hệ này sang thế hệ khác. Nếu chúng ta vẽ một đường cong đồ họa của dân số, nó có dạng hình chuông.
Thí dụ:
Nó xảy ra trong tất cả các quần thể và có xu hướng loại bỏ các thái cực khỏi quần thể, ví dụ, có chiều dài cánh tối ưu cho một con diều hâu có kích thước cụ thể với một chế độ sống nhất định trong một môi trường nhất định. Ổn định lựa chọn, hoạt động thông qua sự khác biệt về tiềm năng sinh sản, sẽ loại bỏ những con diều hâu có sải cánh lớn hơn hoặc nhỏ hơn chiều dài tối ưu này.
2. Lựa chọn hướng (Lựa chọn lũy tiến):
Trong lựa chọn này, dân số thay đổi theo một hướng cụ thể. Nó có nghĩa là loại lựa chọn này ưu tiên các cá nhân có kích thước nhỏ hoặc lớn và nhiều cá thể thuộc loại đó sẽ có mặt trong thế hệ tiếp theo. Kích thước trung bình của dân số thay đổi.
Ví dụ:
Sự tiến hóa của muỗi kháng DDT, melanism công nghiệp ở sâu bướm tiêu và sự tiến hóa của hươu cao cổ.
3. Lựa chọn gián đoạn (Đa dạng hóa lựa chọn):
Kiểu lựa chọn này ủng hộ cả những cá nhân có kích thước nhỏ và cỡ lớn. Nó loại bỏ hầu hết các thành viên với biểu hiện trung bình, do đó tạo ra hai đỉnh trong phân bố tính trạng có thể dẫn đến sự phát triển của hai quần thể khác nhau. Loại lựa chọn này trái ngược với việc ổn định lựa chọn và rất hiếm trong tự nhiên nhưng rất quan trọng trong việc mang lại sự thay đổi tiến hóa.
Thí dụ:
Stebbins và đồng nghiệp đã nghiên cứu một ví dụ về sự lựa chọn đột phá trong quần thể hoa hướng dương ở Thung lũng Sacramento của California trong khoảng thời gian 12 năm. Ban đầu, quần thể biến đổi gen của những bông hoa hướng dương này là con lai giữa hai loài. Sau năm năm, quần thể này đã chia thành hai quần thể cách nhau bởi một vùng cỏ.
Một trong những quần thể này chiếm một vị trí khô tương đối và một khu vực tương đối ẩm ướt khác. Trong bảy năm tiếp theo, quy mô dân số dao động rất lớn để đáp ứng với sự khác biệt về lượng mưa, nhưng sự khác biệt giữa hai quần thể vẫn được duy trì.
Ví dụ về chọn lọc tự nhiên:
1. Melanism công nghiệp:
Đây là một sự thích nghi nơi những con sâu bướm sống trong khu vực công nghiệp phát triển các sắc tố melanin để phù hợp với cơ thể của chúng với thân cây. Vấn đề melanism công nghiệp ở sâu bướm đã được nghiên cứu ban đầu bởi RA Fischer và EB Ford; và trong thời gian gần đây, bởi HBD Kelingwell.
Sự xuất hiện của chủ nghĩa melanism công nghiệp gắn liền với sự tiến bộ của cuộc cách mạng công nghiệp ở Anh, trong thế kỷ XIX. Nó đã xảy ra trong một số loài mays. Trong số này, sâu bướm tiêu (Biston betularia) được nghiên cứu nhiều nhất.
Melanism công nghiệp có thể được viết ngắn gọn như sau.
(i) Loài bướm đêm tiêu tồn tại ở hai chủng (dạng): màu nhạt (trắng) và melanic (đen).
(ii) Trước đây, vỏ cây được bao phủ bởi địa y màu trắng, vì vậy bướm đêm trắng thoát ra không được chú ý từ các loài chim săn mồi.
(Iii) Sau khi công nghiệp hóa vỏ cây bị khói bao phủ, vì vậy những con sâu bướm trắng được chọn lọc bởi những con chim.
(iv) Nhưng những con sâu bướm đen đã trốn thoát không được chú ý để chúng có thể sống sót dẫn đến số lượng sâu bướm đen nhiều hơn và số lượng sâu bướm trắng ít hơn.
Do đó melanism công nghiệp hỗ trợ sự tiến hóa bằng cách chọn lọc tự nhiên.
2. Kháng côn trùng với thuốc trừ sâu:
DDT, được sử dụng vào cuối năm 1945, được cho là một loại thuốc trừ sâu hiệu quả chống lại các loại côn trùng gây hại trong gia đình, như muỗi, ruồi nhà, rận trên cơ thể, v.v. Muỗi xuất hiện trong quần thể. Những chủng đột biến này, có khả năng kháng DDT, đã sớm được thiết lập tốt trong quần thể, và ở một mức độ lớn, đã thay thế những con muỗi nhạy cảm với DDT ban đầu.
3. Kháng kháng sinh ở vi khuẩn:
Điều này cũng đúng với vi khuẩn gây bệnh mà chúng ta sử dụng kháng sinh hoặc thuốc để tiêu diệt những vi khuẩn này. Khi một quần thể vi khuẩn gặp một loại kháng sinh đặc biệt, những người nhạy cảm với nó sẽ chết. Nhưng một số vi khuẩn có đột biến trở nên kháng kháng sinh. Vi khuẩn kháng thuốc như vậy tồn tại và nhân lên nhanh chóng khi vi khuẩn cạnh tranh đã chết.
Chẳng mấy chốc, sức đề kháng cung cấp gen trở nên phổ biến và toàn bộ quần thể vi khuẩn trở nên kháng thuốc.
Cơ sở di truyền của sự thích nghi Thí nghiệm mạ bản sao Lederberg để minh họa vai trò của chọn lọc tự nhiên (Hình 7.54):
Bằng một thí nghiệm Joshua Lederberg và Esther Lederberg đã có thể chỉ ra rằng có những đột biến thực sự là tiền thích nghi. Nói chung, vi khuẩn được nuôi cấy bằng cách pha loãng huyền phù tế bào vi khuẩn trên các đĩa thạch bán rắn chứa môi trường hoàn chỉnh với kháng sinh như Penicillin. Sau một số khuẩn lạc xuất hiện trên các đĩa thạch. Mỗi thuộc địa này phát triển từ một tế bào vi khuẩn duy nhất bằng cách phân chia tế bào phân bào. Lederberg đã tiêm vi khuẩn vào đĩa thạch và thu được một đĩa có nhiều khuẩn lạc vi khuẩn. Tấm này được gọi là "tấm chủ".
Sau đó, họ đã hình thành một số bản sao từ tấm chủ này. Đối với điều này, họ lấy một đĩa nhung vô trùng, gắn trên một khối gỗ, được ấn nhẹ vào đĩa chính. Một số tế bào vi khuẩn từ mỗi thuộc địa dính vào vải nhung. Bằng cách ấn nhung này vào các đĩa thạch mới có môi trường tối thiểu, họ có thể thu được các bản sao chính xác của đĩa chính.
Điều này là do thực tế là các tế bào vi khuẩn đã được chuyển từ tấm này sang tấm khác bằng nhung. Sau đó, họ đã cố gắng tạo ra các bản sao trên các đĩa thạch của môi trường tối thiểu có chứa một loại penicillin kháng sinh, các khuẩn lạc bản sao không được hình thành. Các khuẩn lạc mới phát triển có khả năng kháng streptomycin / penicillin một cách tự nhiên.
Các thuộc địa mới không phát triển là các thuộc địa nhạy cảm. Do đó, đã có một sự thích nghi ở một số tế bào vi khuẩn để phát triển trên môi trường có chứa kháng sinh (penicillin). Điều này đã chứng minh rằng đột biến đã xảy ra trước khi vi khuẩn tiếp xúc với penicillin.
4. Thiếu máu hồng cầu hình liềm:
Một trong những ví dụ tốt nhất đã được phát hiện trong quần thể người, sinh sống ở châu Phi nhiệt đới và cận nhiệt đới. Gen tế bào hình liềm tạo ra một dạng biến thể của protein huyết sắc tố, khác với huyết sắc tố bình thường bởi một axit amin duy nhất. Ở người, đồng hợp tử cho loại huyết sắc tố bất thường này, các tế bào hồng cầu (hồng cầu) trở thành hình liềm và tình trạng này được mô tả là thiếu máu hồng cầu hình liềm.
Những người bị ảnh hưởng bởi bệnh này thường chết trước tuổi sinh sản, do thiếu máu tán huyết nghiêm trọng. Mặc dù bản chất bất lợi của nó, gen này có tần số cao ở một số vùng của Châu Phi, nơi bệnh sốt rét cũng có tần suất cao. Sau đó, người ta đã phát hiện ra rằng các dị hợp tử về đặc điểm tế bào hình liềm có khả năng kháng sốt rét đặc biệt.
Do đó, ở một số vùng của Châu Phi, những người đồng hợp tử về gen bình thường có xu hướng chết vì sốt rét, và những người đồng hợp tử vì thiếu máu hồng cầu hình liềm có xu hướng chết vì thiếu máu nghiêm trọng; trong khi các cá thể dị hợp tử sống sót và có lợi thế chọn lọc so với các cá thể đồng hợp tử. Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm là do sự thay thế axit glutamic bằng valine ở vị trí thứ sáu của chuỗi beta của huyết sắc tố.
5. Thiếu hụt Glucose 6-Phosphate Dehydrogenase (G-6-PD):
Nó xảy ra như là lỗi bẩm sinh của sự trao đổi chất ở một số người. Nó cũng được gọi là favism vì đậu gây tan máu ở bệnh nhân. Thuốc chống sốt rét như primaquin gây tan máu ở những người như vậy. Sự tan máu là do sản xuất H 2 0 2 không được loại bỏ do thiếu Glucose 6-PD và kết quả là thiếu NADPH 2 . Ký sinh trùng sốt rét không thể hoàn thành tâm thần phân liệt ở bệnh nhân thiếu Glucose 6-PD do chết sớm của hồng cầu.
6. Đa hình di truyền:
Đa hình đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chọn lọc tự nhiên. Nó được định nghĩa là sự tồn tại của hai hoặc nhiều dạng của cùng một loài trong cùng một quần thể và có thể áp dụng cho các đặc điểm sinh hóa, hình thái và hành vi. Có hai dạng đa hình Cân bằng đa hình cân bằng và đa hình thoáng qua.
Đa hình cân bằng:
Điều này xảy ra khi các hình thức khác nhau cùng tồn tại trong cùng một quần thể trong một môi trường ổn định. Nó được minh họa rõ ràng nhất bởi sự tồn tại của hai giới ở động vật và thực vật. Tần số kiểu gen của các dạng khác nhau thể hiện trạng thái cân bằng vì mỗi dạng có một lợi thế chọn lọc về cường độ bằng nhau. Ở người, sự tồn tại của các nhóm máu Ny, В, AB và О là những ví dụ về đa hình cân bằng.
Trong khi tần số kiểu gen trong các quần thể khác nhau có thể khác nhau, chúng không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác trong quần thể đó. Điều này là do không ai trong số họ có lợi thế chọn lọc so với người khác.
Thống kê cho thấy những người đàn ông da trắng thuộc nhóm máu có tuổi thọ cao hơn những người thuộc nhóm máu khác, nhưng điều thú vị là họ cũng có nguy cơ mắc bệnh loét tá tràng có thể làm thủng và dẫn đến tử vong. Bệnh mù màu đỏ-xanh ở người là một ví dụ khác về đa hình, cũng như sự tồn tại của công nhân, máy bay không người lái và nữ hoàng trong các loài côn trùng xã hội và các dạng mắt lồi và mắt trong các nguyên thủy.
Đa hình thoáng qua:
Điều này phát sinh khi các hình thức hoặc hình thái khác nhau, tồn tại trong một dân số trải qua một áp lực lựa chọn mạnh mẽ. Tần số của sự xuất hiện kiểu hình của mỗi hình thức được xác định bởi cường độ của áp lực lựa chọn, chẳng hạn như các hình thức melanic và không melanic của sâu bướm tiêu. Tính đa hình thoáng qua thường được áp dụng trong các tình huống trong đó một dạng đang dần được thay thế bằng một dạng khác.
