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

- Cho đến thế kỉ XVII, người ta vẫn còn quan niệm rằng: Tất cả các loài sinh vật đã được Thượng đế sáng tạo cùng một lần, mang những đặc điểm thích nghi hợp lí ngay từ đầu và không hề biến đổi theo thời gian.

- Jean-Baptiste de Lamarck (1744 – 1829) là người đầu tiên xây dựng một học thuyết có hệ thống về sự tiến hoá của sinh giới.

- Theo Lamarck, tiến hoá là sự phát triển có kế thừa lịch sử, theo hướng từ đơn giản đến phức tạp. Những biến đổi trên cơ thể do tác dụng của ngoại cảnh hoặc do tập quán hoạt động của động vật đều được di truyền và tích luỹ qua các thế hệ, đưa đến sự hình thành loài mới.

- Để minh hoạ, Lamarck đã giải thích sự hình thành loài hươu cao cổ từ loài hươu cổ ngắn như sau:

+ Khi dưới thấp không còn lá cây, các con hươu đều phải vươn cổ lên để lấy được các lá cây trên cao.

+ Do cổ hoạt động nhiều theo hướng vươn dài ra nên cổ hươu sẽ dài dần và đặc điểm này được truyền lại cho đời sau.

+ Trong các thế hệ tiếp theo, lá cây dưới thấp ngày một khan hiếm hơn nên các con hươu lại tiếp tục vươn cổ để lấy được các lá ở trên cao hơn và cứ như vậy qua rất nhiều thế hệ, loài hươu có cổ ngắn dần dần thành loài hươu cao cổ.

- Charles Robert Darwin (1809 – 1882) đã đặt nền móng vững chắc cho học thuyết tiến hoá với công trình nổi tiếng “Nguồn gốc các loài” được công bố vào năm 1859, giải thích sự hình thành các loài từ một tổ tiên chung bằng cơ chế chọn lọc tự nhiên.

- Phương pháp khoa học mà Darwin đã sử dụng để hình thành học thuyết tiến hoá của mình theo ba bước cụ thể:

+ Quan sát, thu thập dữ liệu.

+ Hình thành giả thuyết khoa học để giải thích dữ liệu quan sát được.

+ Kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm hoặc các bằng chứng cụ thể trong tự nhiên và đời sống.

I. QUAN SÁT CỦA DARWIN VỀ CHỌN LỌC TỰ NHIÊN VÀ HÌNH THÀNH LOÀI

- Những kết quả quan sát của Darwin được tóm tắt như sau:

+ Tất cả các loài sinh vật đều sinh ra nhiều con cái hơn số lượng cá thể có thể tồn tại cho đến khi trưởng thành. Darwin nhận ra rằng mỗi trường giới hạn số lượng cá thể của quần thể ở tất cả các sinh vật bằng cách gây ra tử vong hoặc hạn chế sinh sản.

+ Không có hai sinh vật nào hoàn toàn giống nhau về đặc điểm. Darwin gọi đặc điểm sai khác của những cá thể là các biến dị cá thể. Phần lớn các biến dị này được di truyền lại cho thế hệ sau.

+ Số lượng cá thể của quần thể sinh vật có xu hướng được duy trì ổn định trừ những trường hợp môi trường có những biến đổi bất thường.

II. HÌNH THÀNH GIẢ THUYẾT KHOA HỌC VỀ CHỌN LỌC TỰ NHIÊN VÀ HÌNH THÀNH LOÀI

- Từ các quan sát của mình, Darwin suy ra các giả thuyết:

+ Các sinh vật đều có chung một nguồn gốc. Chọn lọc tự nhiên là cơ chế hình thành các loài mới từ một tổ tiên chung.

+ Các cá thể sinh vật không ngừng cạnh tranh với nhau trong quá trình sinh tồn. Kết quả là làm giảm khả năng sống sót và sinh sản đối với các loài kém thích nghi với hoàn cảnh sống. Darwin gọi đó là “cuộc đấu tranh để tồn tại" hay đấu tranh sinh tồn.

+ Những cá thể có biến dị phù hợp với môi trường sống sẽ có tỉ lệ sống sót cao hơn và sinh ra nhiều con hơn cho quần thể.

+ Qua thời gian, các biến dị thuận lợi và thích nghi với môi trường sống trở nên phổ biến hơn trong loài; các đặc điểm bất lợi bị mất dần đi. Quá trình này gọi là chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên đã làm phân li các tính trạng từ tính trạng gốc ban đầu, là cơ sở cho sự hình thành loài mới.

+ Quá trình con người chủ động chọn ra những cá thể có các biến dị mà mình mong muốn rồi cho chúng giao phối với nhau để tạo nên giống mới và loại đi những cá thể có các biến dị không mong muốn gọi là chọn lọc nhân tạo.

- Ví dụ:

+ Sự hình thành loài hươu cao cổ được Darwin giải thích là do trong quần thể hươu cổ ngắn lúc đầu đã có sẵn những biến dị làm cho cổ chúng dài hơn bình thường.

+ Khi môi trường sống thay đổi những biến dị này trở nên có lợi vì giúp hươu ăn được những lá cây trên cao. Do đó, những cá thể có biến dị cổ dài sẽ có sức sống cao hơn và sinh sản mạnh hơn, làm cho số lượng hươu cổ dài càng ngày càng tăng trong quần thể.

+ Trong khi đó các cá thể có cổ ngắn sẽ bị chết do thiếu thức ăn. Dần dần quần thể hươu cổ ngắn lúc đầu trở thành quần thể hươu cổ dài và hình thành loài mới.

III. KIỂM CHỨNG GIẢ THUYẾT THÔNG QUA CÁC BẰNG CHỨNG TRONG TỰ NHIÊN VÀ ĐỜI SỐNG

- Khi nghiên cứu động vật hoang dã trên đảo Galápagos, Darwin nhận thấy các loài chim sẻ khác nhau trên hòn đảo về cơ bản là giống nhau nhưng vẫn có sự khác biệt về kích thước, mỏ và móng vuốt của chúng.

- Những con chim sẻ ở các đảo thường có nhiều đặc điểm hình thái giống nhau nhưng chim ở đảo có nhiều cây cho hạt thì có mỏ ngắn, dày; trong khi những con sống ở đảo có nhiều sâu thì mỏ lại mảnh, dài thích nghi với việc bắt sâu; chim sẻ ăn xương rồng thì có mỏ dài và mỏng thích nghi với việc hút mật hoa xương rồng.

- Trong đời sống, Darwin đã quan sát thấy các giống vật nuôi và cây trồng được con người tạo ra từ một giống gốc ban đầu.

- Thông qua quá trình chọn lọc, con người đã giữ lại những biến dị di truyền phù hợp với mục tiêu sản xuất để cho nhân giống riêng, đồng thời loại bỏ các biến dị không có lợi cho con người, không phù hợp với mục đích sản xuất. Chỉ qua một số thế hệ, con người có thể tạo nên giống mới.

- Chọn lọc nhân tạo do con người tiến hành tạo ra sự đa dạng và thích nghi của các loài vật nuôi, cây trồng từ vài dạng hoang dại ban đầu đã gợi ý cho Darwin cơ sở giải thích về sự hình thành các loài trong tự nhiên.