Học thuyết tiến hóa hiện đại

THUYẾT TIẾN HÓA TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI

I. Sự ra đời của học thuyết tiến hoá tổng hợp hiện đại (Thuyết tiến hoá hiện đại)

- Đacuyn đề xuất một cơ chế cho sự thay đổi của các loài qua thời gian.

- Một thiếu sót trong học thuyết của Đacuy là chưa giải thích được tại sao quần thể lại có nhiều biến dị, cũng như cơ chế di truyền các biến dị đó cho đời sau.

- Một giả thiết được chấp nhận rộng rãi thời đó - rằng các đặc tính của bố mẹ được trộn lẫn trong đời con (thuyết di truyền pha trộn) – có thể loại trừ sự sai khác giữa các cá thể qua thời gian.

- Vài năm sau khi Đacuyn xuất bản cuốn “Nguồn gốc các loài”, Gregor Mendel (1865) đề xuất một mô hình di truyền ủng hộ cho học thuyết của Đacuyn.

- Giả thuyết về sự di truyền của Menđen cho rằng bố mẹ đã truyền đạt cho con cái những nhân tố di truyền rời rạc và giữ nguyên bản chất như của bố mẹ (Nhân tố di truyền quy định tính trạng và hiện tượng giao tử thuần khiết).

- Mặc dù thuộc cùng một thời, Đacuyn chưa bao giờ biết đến công trình của Menđen và một số nhà khoa học đã may mắn đọc được cả 2 học thuyết đó cũng không thấy được mối liên hệ giữa chúng.

- Sự đóng góp của Menđen cho tiến hoá không được hiểu rõ đến tận nửa thế kỉ sau.

- Gần giữa thế kỉ 20, các nhà khoa học mới nhận thấy được mối liên quan giữa các quy luật di truyền của Menđen và thuyết tiến hoá bằng chọn lọc tự nhiên của Đacuyn. Sự kết nối của 2 học thuyết đó cho ra đời môn khoa học mới – Di truyền học quần thể - nghiên cứu sự thay đổi của quần thể qua thời gian.

- Một học thuyết toàn vẹn về tiến hoá, thuyết tiến hoá tổng hợp, ra đời đầu những năm 1940.

- Nó liên kết các phát minh và tư tưởng từ khảo cổ học, phân loại học, địa sinh học và di truyền học quần thể.

- Những tác giả đầu tiên của thuyết tiến hoá tổng hợp gồm R. A. Fisher, người đã chứng minh các quy luật qua đó các tính trạng được di truyền, nhà sinh học J. B. S. Haldane, người đã khám phá ra quy luật của chọn lọc tự nhiên. Những đóng góp tiếp theo đó gồm nhà di truyền học Theodosius Dobzhansky và Sewall Wright, nhà địa sinh học và phân loại học Ernst Mayer, nhà khảo cổ học George Gaylord Simpson và nhà thực vật học G. Ledyard Stebbins.

- Thuyết tổng hợp hiện đại nhấn mạnh:

Tầm quan trọng của quần thể như một đơn vị tiến hoá.
Vai trò trung tâm của chọn lọc tự nhiên như một cơ chế quan trọng nhất cho tiến hoá thích nghi.
Tư tưởng tiệm tiến giải thích cho việc làm thế nào mà những thay đổi lớn có thể tiến hoá như là sự tích luỹ các biến đổi nhỏ qua thời gian dài.

II. Quan niệm về tiến hoá và nguồn nguyên liệu của tiến hoá

1. Quan niệm về tiến hoá: chia thành 2 quá trình là tiến hoá nhỏ và tiến hoá lớn.

Nội dung	Tiến hoá nhỏ	Tiến hoá lớn
1. Khái niệm	- Quá trình làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi về tần số alen và tần số các kiểu gen của quần thể).	- Quá trình hình thành các nhóm phân loại trên loài.
2. Phạm vi	- Hẹp, diễn ra trong lòng quần thể, kết thúc khi loài mới xuất hiện.	- Rộng
3. Thời gian	- Ngắn	- Dài
4. Khả năng nghiên cứu	- Có khả năng nghiên cứu trực tiếp bằng thực nghiệm	- Phải nghiên cứu gián tiếp qua các tài liệu cổ sinh vật học, giải phẫu so sánh, địa lí sinh học...
5. Ranh giới của 2 quá trình	- Sự hình thành loài mới.

2. Nguồn biến dị di truyền của quần thể

- Biến dị sơ cấp: các đột biến (đột biến gen, đột biến NST)

- Biến dị thứ cấp: biến dị tổ hợp.

- Vai trò của giao phối trong tiến hoá:

Trung hoà và bảo tồn các đột biến có hại dưới dạng thể dị hợp.
Làm phát tán các đột biến trong quần thể: Nhờ quá trình giảm phân hình thành giao tử (thực chất là quá trình tự nhân đôi của ADN), một cá thể mang alen đột biến (Aa) có thể tạo ra hàng ngàn giao tử mang gen đột biến (1/2A: 1/2a). Các giao tử này tham gia vào quá trình giao phối tự do → đột biến lan dần ra cả quần thể, làm quần thể trở thành kho dự trữ các biến dị.
Tạo ra các biến dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu vô cùng phong phú cho chọn lọc tự nhiên. Ví dụ: Gen 1 có k alen (do đột biến), qua giao phối sẽ tạo thành k(k+1)/2 kiểu gen về gen 1. Gen 2 có n alen (do đột biến), qua giao phối sẽ tạo thành n(n+1)/2 kiểu gen về gen 2. Suy ra:
- Tổng số kiểu gen trong quần thể về cả 2 gen trên sẽ là k(k+1)/2 x n(n+1)/2.
- Trong quần thể, số locus gen rất lớn, mỗi gen lại có nhiều alen → qua quá trình giao phối tạo ra vô số biến dị tổ hợp → quần thể đa hình về kiểu gen → đa hình về kiểu hình → có tiềm năng thích nghi rất lớn.
Tạo ra các tổ hợp gen thích nghi một cách nhanh chóng. VD: Tần số đột biến gen A thành a là 10^-4. Tần số đột biến gen B thành b là 10^-4:
- Nếu chỉ có đột biến, để từ kiểu gen AABB tạo thành aabb sẽ có xác xuất là: 10^-16
- Nếu qua giao phối, AaBB x AABb → AaBb → aabb chỉ sau một vài thế hệ.