Bài 30: Quá trình hình thành loài (tiếp theo)

a. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái

• Hình thành loài bằng cách li tập tính
  • Trong cùng một khu phân bố, các quần thể của loài có thể gặp các điều kiện sinh thái khác nhau
  • Ví dụ: quá trình hình thành loài cá

• Hình thành loài bằng cách li sinh thái
  • Trong các điều kiện sinh thái khác nhau đó, chọn lọc tự nhiên tích luỹ các đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng khác nhau thích nghi với điều kiện sinh thái tương ứng, dần dần dẫn đến cách li sinh sản rồi thành loài mới.
  • Ví dụ sự hình thành loài mới bằng con đường sinh thái của các quần thể thực vật sống ở sông Vônga

b. Hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội

• Hiện tượng tự đa bội có thể nhanh chóng hình thành loài mới từ 1 loài ban đầu mà không cần cách li địa lí. Tự đa bội thường xảy ra ở thực vật: trong giảm phân vì 1 lí do nào đó các cặp NST không phân li tạo thành giao tử 2n.
• Ví dụ: chuối nhà 3n được hình thành từ chuối rừng 2n theo con đường tự đa bội.
  • Bước 1: Giao tử 2n x giao tử 2n → hợp tử 4n à cây 4n
  • Bước 2: Cây 4n tự thụ phấn → loài mới. (loài tứ bội 4n)
  • Kiểm tra: Cây 4n x cây 2n → cây 3n (bất thụ).
  • Theo tiêu chuẩn cách li sinh sản, quần thể 4n cách li sinh sản với quần thể 2n. (2 loài khác nhau)

c. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa

P: cá thể loài A (2nA) x  cá thể loài B (2nB)

G:   nA                          nB

F₁: (nA + nB) → không có khả năng sinh sản hữu tính (bất thụ)

GF₁: (nA + nB)   (nA + nB)

F₂: (2nA + 2nB)

(thể song nhị bội) → có khả năng sinh sản hữu tính (hữu thụ)

• Cơ thể lai xa thường không có khả năng sinh sản hữu tính (bất thụ) do cơ thể lai xa mang bộ NST đơn bội của 2 loài bố, mẹ → không tạo các cặp tương đồng → quá trình tiếp hợp và giảm phân diễn ra không bình thường
• Lai xa và đa bội hóa tạo cơ thể lai mang bộ NST lưỡng bội của cả 2 loài bố, mẹ → tạo được các cặp NST tương đồng → quá trình tiếp hợp và giảm phân diễn ra bình thường → con lai có khả năng sinh sản hữu tính. Cơ thể lai tạo ra cách li sinh sản với 2 loài bố mẹ, nếu được nhân lên tạo thành một quần thể hoặc nhóm quần thể có khả năng tồn tại như một khâu trong hệ sinh thái → loài mới hình thành
• Ví dụ: Sự hình thành lúa mì hiện đại nhờ quá trình lai xa và đa bội hoá

Ví dụ: Phân biệt các hình thức hình thành loài mới trong tự nhiên?

Gợi ý trả lời:

a. Hình thành loài bằng con đường địa lí

• Ví dụ: Loài chim sẻ ngô có khả năng phân bố rộng, đã tạo ra 3 nòi địa lý chính: nòi châu Âu, nòi Trung Quốc, nòi Ấn Độ. Tiếp giáp giữa Châu Âu và Ấn Độ hay giữa Ấn Độ và Trung Quốc có dạng lai tự nhiên
• Nguyên nhân: Khu phân bố bị chia cắt do các vật cản địa lí làm cho các quần thể trong loài bị cách li nhau → tạo ra sự sai khác vốn gen
• Cơ chế hình thành loài mới: Phân hóa tạo ra sự khác biệt vốn gen của các quần thể trong quần thể gốc ban đầu, hạn chế trao đổi vốn gen gây hiện tượng cách li đại lí ⇒ cách li sinh sản giũa các cá thể trong quần thể ⇒ Hình thành loài mới 
• Đặc điểm của từng con đường:
  • Trải qua nhiều dạng trung gian
  • Ở khu vực tiếp giáp các dạng trung gian chưa phân hóa loài mới vẫn có khả năng trao đổi vốn gen với nhau.
  • Tốc độ hình thành lời mới chậm
  • Tác động của yếu tố ngẫu nhiêu làm tăng cường sự phân hóa vốn gen ⇒ Tăng sự hình thanh loài mới.
• Đối tượng xảy ra: 
  • Động vật có năng di chuyển

  • Xảy ra ở động vật có khả năng  tán bào tử hạt giống

b. Hình thành loài bằng con đường sinh thái

• Ví dụ: Các loài thực vật sống ở bãi bồi sông Vonga rất ít sai khác về hình thái so với các quần thể tương ứng sống ở phía trong bờ sông này. Tuy nhiên, chúng vẫn khác nhau về đặc tính sinh thái, vì phải thích nghi với mùa lũ nên thực vật ở bãi bồi sông có chu kỳ sinh trưởng muộn hơn, ra hoa kết hạt trước khi lũ về. Do vậy, các nòi sinh thái bãi bồi không giao phấn với các nòi tương ứng ở phía trong bờ sông.
• Nguyên nhân: Trong cùng một vu vực địa lí nhưng bị phân chia thành nhiều ổ sinh thái với các điều kiện khác nhau, tự đó các ổ sinh thái sẽ chọn lọc các các thể của quần thể là khác nhau. Tạo các quần thể có vốn gen phù hợp với từng ổ sinh thái
• Cơ chế hình thành loài mới: Phân hóa vốn gen theo ổ sinh thái ⇒ Hình thành nòi sinh thái ⇒ cách li (,...) ⇒ hình thành loài mới 
• Đặc điểm của từng con đường: Tốc độ hình thành lời mới chậm và trải qua nhiều dạng trung gian
• Đối tượng xảy ra: Động vật ít di chuyển, chủ yếu xảy ra ở thực vật

c. Hình thành loài  bằng các đột biến lớn

• Ví dụ: Loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52, trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Được hình thành bằng con đường lai xa và đa bội hóa từ loài bông của châu Âu có bộ NST 2n = 26 gồm toàn NST lớn và loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ.
• Nguyên nhân: Do các tác nhận gây đột biến gây tác động
• Cơ chế hình thành loài mới: Do sự biến đổi vật chất di truyến của loài
• Đặc điểm của từng con đường: 
  • Gồm (đa bội hóa khác nguồn , đa bội cùng nguồn, tái cấu trúc NST)
  • Xảy ra ở thực vật và ít xảy ra ở động vật
• Đối tượng xảy ra: Chỉ xảy ra ở thực vật. Không xảy ra ở động vật

a. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái

• Hình thành loài bằng cách li tập tính
  • Trong cùng một khu phân bố, các quần thể của loài có thể gặp các điều kiện sinh thái khác nhau
  • Ví dụ: quá trình hình thành loài cá

• Hình thành loài bằng cách li sinh thái
  • Trong các điều kiện sinh thái khác nhau đó, chọn lọc tự nhiên tích luỹ các đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng khác nhau thích nghi với điều kiện sinh thái tương ứng, dần dần dẫn đến cách li sinh sản rồi thành loài mới.
  • Ví dụ sự hình thành loài mới bằng con đường sinh thái của các quần thể thực vật sống ở sông Vônga

b. Hình thành loài nhờ cơ chế tự đa bội

• Hiện tượng tự đa bội có thể nhanh chóng hình thành loài mới từ 1 loài ban đầu mà không cần cách li địa lí. Tự đa bội thường xảy ra ở thực vật: trong giảm phân vì 1 lí do nào đó các cặp NST không phân li tạo thành giao tử 2n.
• Ví dụ: chuối nhà 3n được hình thành từ chuối rừng 2n theo con đường tự đa bội.
  • Bước 1: Giao tử 2n x giao tử 2n → hợp tử 4n à cây 4n
  • Bước 2: Cây 4n tự thụ phấn → loài mới. (loài tứ bội 4n)
  • Kiểm tra: Cây 4n x cây 2n → cây 3n (bất thụ).
  • Theo tiêu chuẩn cách li sinh sản, quần thể 4n cách li sinh sản với quần thể 2n. (2 loài khác nhau)

c. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa

P: cá thể loài A (2nA) x  cá thể loài B (2nB)

G:   nA                          nB

F₁: (nA + nB) → không có khả năng sinh sản hữu tính (bất thụ)

GF₁: (nA + nB)   (nA + nB)

F₂: (2nA + 2nB)

(thể song nhị bội) → có khả năng sinh sản hữu tính (hữu thụ)

• Cơ thể lai xa thường không có khả năng sinh sản hữu tính (bất thụ) do cơ thể lai xa mang bộ NST đơn bội của 2 loài bố, mẹ → không tạo các cặp tương đồng → quá trình tiếp hợp và giảm phân diễn ra không bình thường
• Lai xa và đa bội hóa tạo cơ thể lai mang bộ NST lưỡng bội của cả 2 loài bố, mẹ → tạo được các cặp NST tương đồng → quá trình tiếp hợp và giảm phân diễn ra bình thường → con lai có khả năng sinh sản hữu tính. Cơ thể lai tạo ra cách li sinh sản với 2 loài bố mẹ, nếu được nhân lên tạo thành một quần thể hoặc nhóm quần thể có khả năng tồn tại như một khâu trong hệ sinh thái → loài mới hình thành
• Ví dụ: Sự hình thành lúa mì hiện đại nhờ quá trình lai xa và đa bội hoá

Ví dụ: Phân biệt các hình thức hình thành loài mới trong tự nhiên?

Gợi ý trả lời:

a. Hình thành loài bằng con đường địa lí

• Ví dụ: Loài chim sẻ ngô có khả năng phân bố rộng, đã tạo ra 3 nòi địa lý chính: nòi châu Âu, nòi Trung Quốc, nòi Ấn Độ. Tiếp giáp giữa Châu Âu và Ấn Độ hay giữa Ấn Độ và Trung Quốc có dạng lai tự nhiên
• Nguyên nhân: Khu phân bố bị chia cắt do các vật cản địa lí làm cho các quần thể trong loài bị cách li nhau → tạo ra sự sai khác vốn gen
• Cơ chế hình thành loài mới: Phân hóa tạo ra sự khác biệt vốn gen của các quần thể trong quần thể gốc ban đầu, hạn chế trao đổi vốn gen gây hiện tượng cách li đại lí ⇒ cách li sinh sản giũa các cá thể trong quần thể ⇒ Hình thành loài mới 
• Đặc điểm của từng con đường:
  • Trải qua nhiều dạng trung gian
  • Ở khu vực tiếp giáp các dạng trung gian chưa phân hóa loài mới vẫn có khả năng trao đổi vốn gen với nhau.
  • Tốc độ hình thành lời mới chậm
  • Tác động của yếu tố ngẫu nhiêu làm tăng cường sự phân hóa vốn gen ⇒ Tăng sự hình thanh loài mới.
• Đối tượng xảy ra: 
  • Động vật có năng di chuyển

  • Xảy ra ở động vật có khả năng  tán bào tử hạt giống

b. Hình thành loài bằng con đường sinh thái

• Ví dụ: Các loài thực vật sống ở bãi bồi sông Vonga rất ít sai khác về hình thái so với các quần thể tương ứng sống ở phía trong bờ sông này. Tuy nhiên, chúng vẫn khác nhau về đặc tính sinh thái, vì phải thích nghi với mùa lũ nên thực vật ở bãi bồi sông có chu kỳ sinh trưởng muộn hơn, ra hoa kết hạt trước khi lũ về. Do vậy, các nòi sinh thái bãi bồi không giao phấn với các nòi tương ứng ở phía trong bờ sông.
• Nguyên nhân: Trong cùng một vu vực địa lí nhưng bị phân chia thành nhiều ổ sinh thái với các điều kiện khác nhau, tự đó các ổ sinh thái sẽ chọn lọc các các thể của quần thể là khác nhau. Tạo các quần thể có vốn gen phù hợp với từng ổ sinh thái
• Cơ chế hình thành loài mới: Phân hóa vốn gen theo ổ sinh thái ⇒ Hình thành nòi sinh thái ⇒ cách li (,...) ⇒ hình thành loài mới 
• Đặc điểm của từng con đường: Tốc độ hình thành lời mới chậm và trải qua nhiều dạng trung gian
• Đối tượng xảy ra: Động vật ít di chuyển, chủ yếu xảy ra ở thực vật

c. Hình thành loài  bằng các đột biến lớn

• Ví dụ: Loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52, trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Được hình thành bằng con đường lai xa và đa bội hóa từ loài bông của châu Âu có bộ NST 2n = 26 gồm toàn NST lớn và loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ.
• Nguyên nhân: Do các tác nhận gây đột biến gây tác động
• Cơ chế hình thành loài mới: Do sự biến đổi vật chất di truyến của loài
• Đặc điểm của từng con đường: 
  • Gồm (đa bội hóa khác nguồn , đa bội cùng nguồn, tái cấu trúc NST)
  • Xảy ra ở thực vật và ít xảy ra ở động vật
• Đối tượng xảy ra: Chỉ xảy ra ở thực vật. Không xảy ra ở động vật