BÀI 29: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI

BÀI 29: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI

I. HÌNH THÀNH LOÀI KHÁC KHU VỰC ĐỊA LÝ:

1. Vai trò của cách li địa lý trong việc hình thành loài mới

- Các trở ngại về mặt địa lí (núi, biển, sông) làm nhiều quần thể sống cách biệt về mặt địa lí khác nhau nên CLTN và các nhân tố tiến hóa khác dễ dàng làm thay đổi cấu trúc di truyền của các quần thể theo những hướng khác nhau.

- Khi sự sai khác về cấu trúc di truyền giữa các quần thể đến một lúc nào đó xuất hiện sự cách li sinh sản àhình thành loài mới (thường xảy ra ở động vật).

Ví dụ sự hình thành loài mới do cách li bởi các quần đảo rất dễ nhận thấy, Vì giữa các đảo có sự cách li tương đối, các sinh vật giữa các đảo ít trao đổi vốn gen cho nhau. Khi 1 nhóm sinh vật tiên phong di cư tới đảo mới thì điều kiện sống mới, sự cách li tương đối về mặt địa lí dễ biến quần thể nhập cư thành loài mới.

Ví dụ: Hình thành loài bằng con đường địa lí ở thực vật

2. Thí nghiệm chứng minh quá trình hình thành loài bằng con đường địa lí (thí nghiệm của Dodd)

* Thí nghiệm: chia quần thể ruồi giấm ra nhiều quần thể nhỏ và nuôi trong môi trường nhân tạo khác nhau trong những lọ qua nhiều thế hệ (một số được nuôi bằng môi trường tinh bột, một số khác bằng môi trường có đường mantôzơ)

* Kết quả: từ 1 quần thể ban đầu chia thành 2 quần thể thích nghi với việc tiêu hóa tinh bột và đường mantôzơ. Cho 2 loài ruồi này sống chung và nhận thấy sự cách li địa lí và khác biệt về điều kiện môi trường sống làm xuất hiện sự cách li về tập tính giao phối dẫn đến cách li sinh sản giữa 2 quần thể ruồi.

* Tóm lại: CLTN chỉ giúp hình thành nên những tính trạng thích nghi, cách li SS là sản phẩm phụ của quá trình tiến hóa. Tuy nhiên cách li SS lại trực tiếp quyết định sự phân hóa của quần thể thành loài mới.

BÀI TẬP :

Bài 1: Giải thích vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài mới?

Cách li địa lí là những trở ngại địa lí làm cho các cá thể của các quần thể bị cách li và không thể giao phối với nhau. Cách li địa lí có vai trò duy trì sự khác biệt về vốn gen giữa các quần thể do các nhân tố tiến hóa tạo ra.

Do các quần thể được sống cách biệt trong những khu vực địa lí khác nhau nên CLTN và các nhân tố tiến hóa khác có thể tạo nên sự khác biệt về vốn gen giữa các quần thể. Khi sự khác biệt về di truyền giữa các quần thể được tích tụ dẫn đến xuất hiện sự cách li sinh sản thì loài mới được hình thành.

Do có sự cách li địa lí nên quần thể bị cách li chịu sự tác động tổng hợp của các nhân tố tiến hóa làm cho tần số alen và tần số kiểu gen bị biến đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác. Sự biến đổi về tần số alen và thành phần kiểu gen được tích lũy lại lâu dần có thể dẫn đến xuất hiện sự cách li sinh sản với quần thể gốc thì loài mới xuất hiện.

Bài 2: Tại sao quần đảo lại được xem là phòng thí nghiệm nghiên cứu quá trình hình thành loài mới?

Quần đảo, phòng thí nghiệm sống cho nghiên cứu hình thành loài. Quần đảo là nơi lí tưởng cho quá.trình hình.thành loài mới vì giữa các đảo có sự cách li địa lí tương đối, khiến cho sinh vật giữa các đảo ít khi trao đổi vốn gen cho nhau.

Câu 3. Phân biệt nòi địa lý, nòi sinh thái, nòi sinh học.

- Nòi địa lí là nhóm quần thể phân bố trog một khu vực xác định. Hai nòi địa lí khác nhau có khu phân bố riêng biệt.

- Nòi sinh thái là nhóm quần thể thích nghi với những điều kiện sinh thái xác định. Trong cùng một khu vực địa lí có thể tồn tại nhiều nòi sinh thái, mỗi nòi chiếm một sinh cảnh phù hợp.

- Nòi sinh học là nhóm quần thể kí sinh trên loài vật chủ xác định hoặc trên những phần khác nhau của cơ thể vật chủ.

Câu 4. Phân tích vai trò của điều kiện địa lí, cách li địa lí và chọn lọc tự nhiên trong phương thức hình thành loài bằng con đường địa lí thông qua một ví dụ cụ thể.

- Vai trò của điều kiện địa lí không chỉ làm cho các loài bị cách li nhau mà còn quy định các hướng chọn lọc cụ thể.

- Cách li địa lí do những vật cản địa lí như: sông, núi, đất liền... làm cho các quần thể trong loài bị cách li nhau.

- Trong phương thức hình thành loài bằng con đường địa lí, chọn lọc tự nhiên với vai trò tích lũy các biến dị di truyền theo những hướng khác nhau,dần dần tạo thành những nòi địa lí rồi tới loài mới.

Câu 5. Nêu đặc điểm của sự hình thành loài bằng con đường sinh thái, cho ví dụ minh hoạ. Vì sao phương thức này thường gặp ở thực vật và những nhóm động vật ít di chuyển xa?

- Phương thức này thường gặp ở thực vật và động vật ít di động.

- Các quần thể của loài được chọn lọc theo hướng thích nghi với những điều kiện sinh thái khác nhau đưa đến sự hình thành loài mới.

- Theo nghĩa hẹp, loài mới được hình thành từ một nòi sinh thái ngay trong khu phân bố của loài gốc.

- Ví dụ: quần thể cá hồi (Salmo trutta) trong hồ Xêvan (Acmêni) phân hóa về mùa đẻ trong năm và chỗ đẻ đã làm hình thành những nòi sinh thái khác nhau. Nếu sự cách li này diễn ra trong một thời gian dài có thể dẫn đến hình thành loài mới.

- Phương thức này thường gặp ở thực vật và động vật ít di chuyển vì chỉ có những loài ít hoặc không di chuyển khi sống trong cùng khu phân bố mới có thể tạo ra sự cách li nhất định về mặt địa lí. Cách li địa lí một thời gian dài thì sẽ kéo theo cách li sinh sản và dẫn đến hình thành loài mới.

- Tuy nhiên, các loài thực vật cũng có nhiều khả năng phát tán khác nhau tới các vùng địa lí. Ví dụ: phát tán nhờ gió, nhờ côn trùng, động vật …

Câu 6. Nêu các cơ chế hình thành loài bằng đột biến lớn. Vì sao hình thành loài bằng đa bội hoá hay gặp ở thực vật, ít gặp ở động vật?

- Đa bội khác nguồn: cơ thể đa bội mang bộ nhiễm sắc thể của 2 loài khác nhau

- Đa bội cùng nguồn: tăng theo bội số của bộ NST n của cùng một loài (3n, 4n, 5n…)

- Cấu trúc lại bộ NST: bằng các đột biến cấu trúc NST như đảo đoạn, chuyển đoạn là thay đổi chức năng của gen trong nhóm liên kết mới.

- Đa bội hóa thường gặp ở thực vật và ít gặp ở động vật: vì ở động vật cơ chế cách li sinh sản giữa hai loài rất phức tạp, sự đa bội hóa lại thường gây nên những rối loạn về giới tính.

Câu 7. Nêu thực chất của quá trình hình thành loài mới và vai trò của các nhân tố tiến hoá, các cơ chế cách li đối với quá trình này.

- Thực chất của quá trình hình thành loài mới là sự cải biến thành phần kiểu gen của quần thể ban đầu theo hướng thích nghi, tạo ra kiểu gen mới, cách li sinh sản với quần thể gốc.

- Vai trò của các nhân tố tiến hóa:

- Các quá trình đột biến và giao phối cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc

- Tác động của các nhân tố ngẫu nhiên, di – nhập gen làm thay đổi đột ngột tần số tương đối của các alen, nhờ đó làm tăng tốc quá trình hình thành loài mới.

- Quá trình CLTN là nhân tố định hướng sự hình thành loài, quy định chiều hướng và nhịp điệu thay đổi tần số tương đối của các alen, lựa chọn những tổ hợp alen, đảm bảo sự thích nghi với môi trường.

- Vai trò của các cơ chế cách li là thúc đẩy quá trình phân li tính trạng, tăng cường sự phân hóa vốn gen trong quần thể gốc, làm cho quần thể gốc nhanh chóng phân li thành những quần thể mới ngày càng khác xa nhau cho tới khi có sự cách li di truyền, nghĩa là tạo ra loài mới.

Bài 8: Tại sao cách li địa lí lại là cơ chế chủ yếu dẫn đến hình thành loài mới ở động vật?

Quá trình hình thành loài bằng cách li địa lí hay xảy ra đối với các loài động vật vì chúng có khả năng di chuyến tới những vùng địa lí khác nhau tạo nên những quần thể mới cách li với nhau.
Tuy nhiên, các loài thực vật cũng có được nhiều khả năng phát tán khác nhau tới các vùng địa lí. Ví dụ, phát tán nhờ động vật, phát tán nhờ gió.

Bài 9: Câu nào dưới đây nói về vai trò của sự cách li địa lí trong quá trình hình thành loài là đúng nhất?

A. Không có sự cách li địa lí thì không thể hình thành lên loài mới.

B. Cách li địa lí có thể dẫn đến hình thành loài mới qua nhiều giai đoạn trung gian chuyển tiếp.

C. Cách li địa lí luôn luôn dẫn đến cách li sinh sản.

D. Môi trường địa lí khác nhau là nguyên nhân chính dẫn đến phản hồi thành phần kiểu gen của các quần thể cách li

Câu 10: Tại sao quần đảo lại được xem là phòng thí nghiệm nghiên cứu quá trình hình thành loài mới?

Quần đảo được là nơi lí tưởng cho quá trình hình thành loài mới vì giữa các đảo có sự cách li địa lí tương đối, khiến cho sinh vật giữa các đảo ít khi trao đổi vốn gen cho nhau.Tuy nhiên khoảng cách giữa các đảo lại không quá lớn để các cá thể không thể di cư tới. Một khi nhóm sinh vật tiên phong di cư tới đảo mới thì được sống mới và sự cách li tương đối về mặt địa lí dễ dàng biến quần thể nhập cư thành 1 loài mới.

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM:

Câu 1: Vai trò của điều kiện địa lí trong quá trình hình thành loài mới là

A. nhân tố tạo điều kiện cho sự cách li sinh sản và cách li di truyền.

B. nhân tố tác động trực tiếp gây ra những biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật

C. nhân tố chọn lọc những kiểu gen thích nghi theo những hướng khác nhau

D. nhân tố tạo ra những kiểu hình thích nghi với những điều kiện địa lí khác nhau

Câu 2: Khi nói về cách li địa lí, có bao nhiêu nhận định đúng?

(1) Những loài ít di động hoặc không có khả năng di động và phát tán ít chịu ảnh hưởng của dạng cách li này.

(2) Các quần thể trong loài bị ngăn cách nhau bởi khoảng cách bé hơn tầm hoạt động kiếm ăn và giao phối của các cá thể trong loài.

(3) Cách li bởi sự xuất hiện các vật cản địa lí như núi, sông, biển.

(4) Các động vật ở cạn hoặc các quần thể sinh vật ở nước bị cách li bởi sự xuất hiện dải đất liền.

A. 1 B. 2

C. 3 D. 4

Câu 3: Trong phương thức hình thành loài bằng con đường địa lí, nhân tố nào sau đây là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi trên cơ thể sinh vật?

A. Sự thay đổi điều kiện địa lí

B. Sự cách li địa lí

C. Đột biến

D. CLTN

Câu 4: Phát biểu nào sau đây nói về vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài là đúng nhất?

A. Môi trường địa lí khác nhau là nguyên nhân chính làm phân hóa thành phần kiểu gen của quần thể.

B. Cách li địa lí luôn luôn dẫn đến cách li sinh sản.

C. Cách li địa lí có thể dẫn đến hình thành loài mới qua nhiều giai đoạn trung gian chuyển tiếp.

D. Không có cách li địa lí thì không thể hình thành loài mới.

Câu 5: Trong quá trình hình thành loài bằng con đường địa lí, có bao nhiêu phát biểu sau đây là không đúng?

(1) Điều kiện địa lí là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật.

(2) Loài mở rộng khu phân bố, chiếm thêm những vùng lãnh thổ mới có điều kiện địa chất, khí hậu khác nhau, ở những vùng lãnh thổ mới hoặc khu phân bố bị chia cắt do các vật cản địa lí sẽ làm cho các quần thể trong loài bị cách li nhau.

(3) Hình thành loài bằng con đường địa lí là phương thức có cả ở động vật và thực vật.

(4) Trong những điều kiện sống khác nhau, CLTN đã tích lũy các đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng khác nhau, dần dần tạo thành những nòi địa lí rồi tới loài mới.

(5) Điều kiện địa lí là nhan tố chọn lọc những kiểu gen thích nghi.

(6) Cách li địa lí là nhân tố tạo điều kiện cho sự phân hóa trong loài.

A. 1 B. 2

C. 3 D. 4

Câu 6: Quá trình hình thành loài bằng con đường địa lí diễn ra theo trình tự nào sau đây?

(1) Sự khác biệt về tần số alen dần tích lũy dẫn đến cách li sinh sản giữa các quần thể với nhau và với quần thể gốc, khi đó loài mới được hình thành.

(2) Trong những điều kiện địa lí khác nhau, CLTN và các nhân tố tiến hóa đã làm biến đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của các quần thể bị cách li theo các hướng thích nghi khác nhau, làm chúng ngày càng khác nhau và khác xa so với quàn thể gốc.

(3) Một loài ban đầu bị chia cắt thành các quần thể cách li với nhau do các trở ngại về mặt địa lí.

A. (3) → (2) →(1)

B. (2) → (3) → (1)

C. (1) → (2) → (3)

D. (3) → (1) → (2)

Câu 7: Vai trò của CLTN trong quá trình hình thành loài mới bằng con đường địa lí là

A. tích lũy những biến dị có lợi và đào thải những biến dị có hại, dần dần hình thành nòi mới.

B. tích lũy những đột biến và biến dị tổ hợp theo những hướng thích nghi khác nhau, dần dần tạo thành nòi địa lí rồi tới các loài mới.

C. nhân tố gây ra sự phân li tính trạng tạo ra nhiều nòi mới.

D. nhân tố gây ra sự biến đổi tương ứng trên cơ thể sinh vật

Câu 8: Trong các phương thức hình thành loài, phương thức tạo ra kết quả nhanh nhất là bằng con đường

A. cách li tập tính

B. lai xa kết hợp đa bội hóa

C. sinh thái

D. cách li địa lí

Câu 9: Khi nói về con đường hình thành loài bằng lai xa kèm đa bội hóa, có bao nhiêu nhận định đúng trong các nhận định dưới đây?

(1) Hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hóa xảy ra chủ yếu ở các loài thực vật.

(2) Diễn ra 1 cách tương đối nhanh chóng và qua nhiều bước trung gian chuyển tiếp.

(3) Góp phần hình thành loài mới trong cùng khi vực địa lí vì sự sai khác và NST nhanh chóng dẫn đến sự cách li sinh sản.

(4) Con lai xa sau khi đa bội hóa được gọi là thể tứ bội hữu thụ.

A. 1 B. 2

C. 3 D. 4

Câu 10: Nhận định nào dưới đây không đúng?

A. Những cá thể thuộc các quần thể cùng loài khác nhau khi sống trong những sinh cảnh khác nhau thường không thể giao phối với nhau dẫn đến cách li sinh sản. Đây là đặc điểm của cơ chế cách li sinh thái.

B. Trong quá trình hình thành loài mới, điều kiện sinh thái có vai trò thúc đẩy sự phân hóa kiểu gen của quần thể gốc.

C. Quá trình hình thành loài thường gắn liền với quá trình hình thành quần thể thích nghi.

D. Ở các loài sinh sản vô tính và đơn tính, việc phân biệt 2 loài thân thuộc là không dễ dàng.

Câu 11: Hãy ghép tên phương thức hình thành loài mới với cơ chế hình thành sao cho phù hợp.

a) Hình thành loài bằng con đường lai xa và đa bội hóa.

b) Hình thành loài bằng con đường địa lí.

c) Hình thành loài bằng con đường sinh thái.

I. CLTN tích lũy các đột biến và biến dị tổ hợp theo hướng thích nghi với các điều kiện địa chất, khí hậu khác nhau.

II. CLTN tích lũy các biến dị theo hướng thích nghi với những điều kiện sinh thái khác nhau.

III. Lai xa kết hợp với đa bội hóa đã tạo ra các cá thể song nhị bội có tổ hợp NST mới, cách li sinh sản với 2 loài bố mẹ, đứng vững qua CLTN.

Phương án đúng là:

A. Ia – IIb – IIIc

B. IIIa – Ib – IIc

C. IIIa – IIb – Ia

D. IIa – IIIb – Ic

Câu 12: Cơ sở di truyền của quá trình hình thành loài mới bằng con đường lai xa và đa bội hóa là:

A. Tế bào của cơ thể lai khác loài chứa bộ NST của 2 loài bố, mẹ.

B. Hai bộ NST đơn bội khác loài trong cùng 1 tế bào nên gay khó khăn cho sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các cặp NST, do vậy làm cản trở quá trình phát sinh giao tử.

C. Nhờ lai xa đã tạo ra cơ thể lai có sự tổ hợp bộ NST đơn bội của cả 2 loài nhưng bất thụ. Sự đa bội hóa giúp quá trình giảm phân của cơ thể lai xa diễn ra bình thường và cơ thể lai xa có khả năng sinh sản hữu tính.

D. Cơ thể lai xa thực hiện việc duy trì và hát triển nòi giống bằng hình thức sinh sản sinh dưỡng.

Câu 13: Phát biểu nào dưới đây liên quan đến quá trình hình thành loài mới là không đúng?

A. Quá trình hình thành loài mới có thể diễn ra từ từ trong hàng vạn, hàng triệu năm hoặc có thể diễn ra tương đối nhanh chóng trong một thời gian không dài lắm.

B. Loài mới không xuất hiện với một cá thể duy nhất mà phải là 1 quần thể hay mọt nhóm quần thể tồn tại và phát triển như một mắt xích trong hệ sinh thái và đứng vững qua thời gian dưới tác dụng của CLTN.

C. Lai xa và đa bội hóa là con đường hình thành loài mới thường gặp ở thực vật, ít gặp ở động vật vì ở động vật, cơ chế cách li sinh sản giữa 2 loài rất phức tạp và việc đa bội hóa thường gây chết.

D. Quá trình hình thành loài bằng con đường địa lí và con đường sinh thái luôn luôn diễn ra hoàn toàn độc lập với nhau.

Câu 14: Các cơ chế hình thành loài bằng đa bội hóa cùng nguồn là:

(1) Hình thành loài bằng cơ chế đa bội hóa cùng nguồn, gặp phổ biến ở thực vật.

(2) Từ một số thể tứ bội tỏ ra thích nghi sẽ phát triển thành một quần thể tứ bội và trở thành loài mới vì đã cách li sinh sản với loài gốc lưỡng bội do sau khi chúng giao phấn với nhau tạo ra thể tam bội bất thụ.

(3) Thể tự đa bội còn có thể được hình thành qua nguyên nhân và được tồn tại chủ yếu bằng sinh sản vô tính.

Phương án đúng là:

A. (1), (2) và (3)

B. (1) và (2)

C. (1) và (3)

D. (2) và (3)

Câu 15: Tại sao từ 1 loài lại có thể hình thành loài khác hoặc 1 vài loài khác nhau trong khi nó vẫn chiếm địa bàn sinh sống như cũ?

A. Do đột biến

B. Do ngoại cảnh thay đổi

C. Do áp lực của chọn lọc

D. Do quá trình đột biến, giao phối và CLTN theo con đường phân li

Đáp án - Hướng dẫn giải