Bài 16: Quan niệm của Darwin về chọn lọc tự nhiên và hình thành loài

I. QUAN SÁT CỦA DARWIN

Năm 1831, Darwin tham gia chuyến thám hiểm vòng quanh thế giới trên tàu Beagle và đã quan sát các loài động vật, thực vật, điều kiện tự nhiên và đã thu thập nhiều hoá thạch sinh vật ở những nơi ông đặt chân đến.

Qua quan sát Darwin nhận thấy:

- Sinh vật có tiềm năng sinh sản lớn. Mỗi sinh vật có xu hướng sinh ra nhiều con hơn so với số lượng cần thay thế cho thế hệ trước. Ví dụ: Một con sò có thể đẻ tới hàng chục triệu quả trứng. Số lượng cá thể của quần thể trong tự nhiên tương đối ổn định khi môi trường sống không thay đổi bất thường. Nguồn sống (thức ăn, nơi ở,...) trong môi trường có giới hạn, không tăng tương ứng với tiềm năng sinh sản của sinh vật.

- Các cá thể trong quần thể, thậm chí các cá thể cùng bố mẹ, mang đặc điểm chung của loài nhưng luôn khác nhau ở một số đặc điểm. Ví dụ: Darwin quan sát được ba dạng bướm cái khác nhau của cùng một loài. Điểm khác nhau này là biến dị cá thể. Các biến dị xuất hiện liên tục trong quần thể.

- Trong số các biến dị cá thể được hình thành, một số biến dị được di truyền cho thế hệ con.

- Khả năng sống sót và sinh sản của cá thể không phải ngẫu nhiên. Các cá thể trong quần thể khác nhau về khả năng sống sót và sinh sản. Một số cá thể có nhiều con cái hơn các cá thể khác.

II. GIẢ THUYẾT CỦA DARWIN

Từ nguồn tư liệu khổng lồ quan sát và thu thập được, Darwin đưa ra các giả thuyết (suy luận):

- Các sinh vật cạnh tranh nhau (đấu tranh sinh tồn) dẫn tới chỉ một số ít cá thể được sinh ra sống sót qua mỗi thế hệ (số lượng cá thể trong tuổi sinh sản ít hơn số lượng cá thể được sinh ra).

- Trong đấu tranh sinh tồn, cá thể nào có biến dị thích nghi với môi trường sống sẽ có khả năng sống sót và sinh sản cao hơn, tạo ra được nhiều cá thể con hơn cho quần thể so với cá thể khác.

- Các cá thể mang biến dị thích nghi với môi trường sẽ tồn tại và tiếp tục phát triển. Kết quả là qua nhiều thế hệ, cá thể mang biến dị thích nghi trở nên phổ biến trong quần thể. Theo Darwin, quá trình này gọi là chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên trong các điều kiện sống khác nhau có thể tạo nên nhiều loài từ một loài ban đầu.

III. KIỂM CHỨNG GIẢ THUYẾT

Darwin kiểm chứng giả thuyết của mình thông qua các kết quả quan sát sự phân li tính trạng của cây trồng, vật nuôi cũng như sự biệt hoá từ dạng tổ tiên chung của sinh vật trong tự nhiên.

Phân li tính trạng và sự hình thành giống cây trồng, vật nuôi (chọn lọc nhân tạo)

Trong quá trình trồng trọt, chăn nuôi, con người đã tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi từ giống gốc ban đầu. Thông qua quá trình chọn lọc, một số biến dị di truyền mà sinh vật đã tích luỹ phù hợp với nhu cầu của con người được giữ lại, các biến dị không phù hợp sẽ bị đào thải. Kết quả của quá trình chọn lọc nhân tạo là sự phân li tính trạng, hình thành nên các giống cây trồng, vật nuôi mang đặc điểm khác nhau từ một vài dạng tổ tiên hoang dại ban đầu. Ví dụ: sự hình thành nhiều giống cải khác nhau như cải bắp, cải lá, su hào,... từ cây cải dại.

Sự phân li từ dạng tổ tiên chung

Khi quan sát sinh vật trong tự nhiên, Darwin nhận thấy một số động vật trên quần đảo Galapagos ở Nam Mỹ (cách đất liền khoảng 900 km) như chim, rùa mang nhiều đặc điểm giống với động vật ở trên đất liền Nam Mỹ, tuy nhiên giữa chúng có một số đặc điểm khác nhau.

Darwin thu thập được nhiều bằng chứng về sự hình thành các loài mới khác nhau từ tổ tiên chung thông qua chọn lọc tự nhiên. Ví dụ điển hình là sự hình thành một số loài chim sẽ ở quần đảo Galapagos (hình 16.4). Các loài chim sẻ này có hình dạng và kích thước mỏ khác nhau, thích nghi với loại thức ăn khác nhau (hạt, hoa xương rồng,...).

Dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, các biến dị thích nghỉ nhỏ được tích luỹ qua sinh sản và nhân lên qua các thế hệ, dần dần trở thành những biến đổi lớn và có thể dẫn tới hình thành loài mới. Trong môi trường tự nhiên, dưới tác động của rất nhiều nhân tố khác nhau lên cùng đối tượng, chọn lọc diễn ra theo nhiều hướng khác nhau dẫn đến sự tích luỹ các biến dị thích nghi theo các hướng khác nhau, dần dần dẫn tới sự phân li dấu hiệu, làm xuất hiện các loài khác nhau từ một loài ban đầu. Đồng thời, chọn lọc tự nhiên cũng dẫn tới sự diệt vong của một số loài.