Khi không có sự cách li địa lí, vẫn có nhiều cơ chế làm cho quần thể của loài ban đầu được phân hóa thành nhiều quần thể phân bố liền kề nhau, thậm chí trên cùng một khu vực địa lí nhưng lại cách li sinh sản với nhau.
I. HÌNH THÀNH LOÀI BẰNG CÁCH LI TẬP TÍNH VÀ CÁCH LI SINH THÁI
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính
- Do đột biến, các cá thể của quần thể có thể thay đổi một số đặc điểm liên quan tới tập tính giao phối → các cá thể đó có xu hướng thích giao phối với nhau (giao phối có chọn lọc) → lâu dần, sự khác biệt về vốn gen do giao phối không ngẫu nhiên và do các nhân tố khác có thể dẫn tới cách li sinh sản → hình thành loài mới.
- Ví dụ: Sự hình thành các loài cá với màu sắc khác nhau trong một hồ nước ở Châu Phi (SGK).
2. Hình thành loài bằng cách li sinh thái
- Trong cùng một khu vực địa lí, các quần thể của loài được chọn lọc thích nghi với các điều kiện sinh thái khác nhau, hình thành các nòi sinh thái rồi đến các loài mới.
- Ví dụ:
- Sự hình thành các loài thực vật (cỏ băng, cỏ sâu róm...) sống trên bãi bồi ở sông Vônga (SGK):
- Quần thể ở bãi bồi có chu kì sinh sản (kết hạt) vào thời điểm trước khi lũ về.
- Quần thể phía trong bờ sông kết hạt vào đúng mùa lũ.
→ Cách li thời gian → cách li sinh sản → Loài mới.
- Sự hình thành các loài ruồi đẻ trứng vào táo ở Bắc Mĩ:
- Lúc đầu, loài ruồi này sinh sống trên cây táo gai dại.
- Khoảng 200 năm sau, một số quần thể xâm lấn sang các cây táo thường.
- Do các cây táo thường ra quả sớm hơn táo dại → các ruồi sống trên cây táo thường được chọn lọc theo hướng thành thục sớm hơn (kịp đẻ trứng khi táo chín) → lâu dần bị cách li thời gian so với loài gốc → cách li sinh sản → hình thành loài mới.
II. HÌNH THÀNH LOÀI BẰNG CÁC ĐỘT BIẾN LỚN (HÌNH THÀNH LOÀI NHANH - HÌNH THÀNH LOÀI BẰNG CÁCH MẠNG DI TRUYỀN)
1. 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, 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 × giao tử 2n → hợp tử 4n và cây 4n
Bước 2: Cây 4n tự thụ phấn → loài mới. (loài tứ bội 4n)
Kiểm tra: Cây 4n × 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)
2. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hóa
P : Loài A (2nA) × Loài B (2nB)
G : nA nB
F1 : (nA + nB) → không có khả năng sinh sản hữu tính (bất thụ)
Đa bội F1
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. Đa bội hóa có thể khắc phục được nhược điểm của lai xa → 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.
3. Hình thành loài nhờ cấu trúc lại bộ NST
- Đột biến cấu trúc NST (đặc biệt là dạng đảo đoạn và chuyển đoạn) làm thay đổi hình thái NST → thay đổi nhóm gen liên kết → gây khó khăn trong quá trình giảm phân hình thành giao tử ở cơ thể con lai giữa các cá thể bình thường và các cá thể mang đột biến → con lai bất thụ → hình thành loài mới.
- Ví dụ:
- Sự hình thành các loài châu chấu không cánh ở Châu Đại dương.
- NST số 2 của người do sự sát nhập 2 NST của vượn người.
Nhìn chung:
- Sự hình thành loài mới là một quá trình lịch sử, với sự tham gia của các nhân tố đột biến, giao phối, CLTN và các cơ chế cách li.
- Mối quan hệ giữa quá trình hình thành loài mới và quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi:
- Quá trình hình thành đặc điểm thích nghi không nhất định dẫn đến hình thành loài mới. VD: Loài người có rất nhiều các quần thể khác nhau, đa màu da, đa sắc tộc nhưng vẫn là cùng một loài.
- Ngược lại, hình thành loài mới bao giờ cũng gắn liền với sự hình thành các đặc điểm thích nghi mới, vì thích nghi rồi, cộng thêm cơ chế cách li sẽ dẫn đến các loài mới.
