I - Bằng chứng Giải phẫu so sánh
Các cơ quan ở các loài khác nhau đ√ợc gọi là t√ơng đồng nếu chúng đ√ợc bflt nguồn từ cùng một cơ quan ở loài tổ tiên mặc dù hiện t◊i, các cơ quan này có thể thực hiện các chức năng rất khác nhau (h˘nh 24.1). Cơ quan thoái hoá cũng là cơ quan t√ơng đồng v˘ chúng đ√ợc bflt nguồn từ một cơ quan ở một loài tổ tiên nh√ng nay không còn chức năng hoặc chức năng b˚ tiêu giảm. V˙ dụ, nhiều loài rfln vẫn còn dấu vết của các chi ở d◊ng cơ quan thoái hoá. X√ơng cùng, ruột thừa và răng khôn ở ng√ời cũng đ√ợc xem là cơ quan thoái hoá. Những cơ quan thực hiện các chức năng nh√ nhau nh√ng không đ√ợc bflt nguồn từ một nguồn gốc đ√ợc gọi là cơ quan t√ơng tự.
Sự t√ơng đồng về nhiều đặc điểm giải phẫu giữa các loài là những bằng chứng gián tiếp cho thấy các loài sinh vật hiện nay đều đ√ợc tiến hoá từ một tổ tiên chung.
tQuan sát h˘nh 24.1 và cho biết x√ơng chi của các loài động vật trong h˘nh t√ơng đồng với nhau nh√ thế nào ? Những biến đổi ở x√ơng bàn tay giúp mỗi loài th˙ch nghi nh√ thế nào ?
C h ≠ ă n g I
H˘nh 24.1. Cấu trúc chi tr√ớc của mèo, cá voi, dơi và x√ơng tay của ng√ời
II - Bằng chứng phôi sinh học
Nghiên cứu quá tr˘nh phát triển phôi của nhiều lớp động vật có x√ơng sống, vào đầu thế kỉ XIX, V.Berơ (Baer) và Hêcken (Haeckel) đã nhận thấy các loài có các đặc điểm ở giai đo◊n tr√ởng thành rất khác nhau l◊i có thể có các giai đo◊n phát triển phôi rất giống nhau (h˘nh 24.2).
V˙ dụ, phôi của cá, k˘ giông, rùa, gà cho tới các loài động vật có vú kể cả ng√ời, đều trải qua giai đo◊n có các khe mang ; hay tim phôi trong giai đo◊n phôi của các loài động vật có vú lúc đầu cũng có 2 ngăn nh√ tim cá, sau đó mới phát triển thành 4 ngăn. Các loài có họ hàng càng gần gũi th˘ sự phát triển phôi của chúng càng giống nhau và ng√ợc l◊i.
H˘nh 24.2. So sánh sự phát triển phôi của một số loài động vật có x√ơng sống
(I, II, III : Các giai đo◊n phát triển phôi)
Mèo Cá voi Dơi Ng√ời
Cá K˘ giông Rùa Gà Lợn Bò Thỏ Ng√ời
I I I I I I I I
II II II II II II II II
III III III III III III III III
III - Bằng chứng đ˚a l˙ sinh vật học
Đ˚a l˙ sinh vật học là môn khoa học nghiên cứu về sự phân bố đ˚a l˙ của các loài trên Trái Đất. Các kết quả nghiên cứu về sự phân bố của các loài đã diệt vong cũng nh√ các loài đang tồn t◊i có thể cung cấp bằng chứng cho thấy các loài sinh vật đều bflt nguồn từ tổ tiên chung.
Đacuyn là ng√ời đầu tiên nhận ra rằng các loài sinh vật trên các đảo có nhiều điểm giống với các loài trên đất liền gần kề nhất với đảo hơn là giống với các loài ở các nơi khác trên Trái Đất mà có cùng điều kiện kh˙ hậu. Sự gần gũi về mặt đ˚a l˙ giúp các loài dễ phát tán các loài con cháu của m˘nh. V˘ thế, sự giống nhau giữa các sinh vật chủ yếu là do chúng có chung một nguồn gốc hơn là do chúng sống trong những môi tr√ờng giống nhau. Trong một số tr√ờng hợp, sự giống nhau về một số đặc điểm giữa các loài không có họ hàng gần sống ở những nơi rất xa nhau là do kết quả của quá tr˘nh tiến hoá hội tụ (đồng quy). Do điều kiện sống giống nhau nên CLTN đã h˘nh thành nên những quần thể sinh vật với các đặc điểm th˙ch nghi giống nhau mặc dù chúng không có họ hàng trực tiếp với nhau.
IV - Bằng chứng tế bào học và sinh học phân tử
Phân t˙ch tr˘nh tự các axit amin của cùng một lo◊i prôtêin hay tr˘nh tự các nuclêôtit của cùng một gen ở các loài khác nhau có thể cho ta biết mối quan hệ họ hàng giữa các loài. Những loài có quan hệ họ hàng càng gần th˘ tr˘nh tự các axit amin hay tr˘nh tự nuclêôtit càng có xu h√ớng giống nhau và ng√ợc l◊i. L˙ do là các loài vừa mới tách ra từ một tổ tiên chung nên ch√a đủ thời gian để CLTN có thể phân hoá t◊o nên sự sai khác lớn về cấu trúc phân tử.
Các tế bào của tất cả các loài sinh vật hiện nay đều sử dụng chung một lo◊i mã di truyền, đều dùng cùng 20 lo◊i axit amin để cấu t◊o nên prôtêin,... chứng tỏ chúng tiến hoá từ một tổ tiên chung.
tHãy đ√a ra các bằng chứng chứng minh ti thể và lục l◊p đ√ợc tiến hoá từ vi khuẩn.
Bảng 24. Sự sai khác về các axit amin trong chuỗi hemôglôbin giữa các loài trong bộ Linh tr√ởng
Các loài trong bộ Linh tr√ởng Tinh tinh Gôrila V√ợn Gibbon
Khỉ
Rhezut Khỉ sóc
Số axit amin khác so với ng√ời 0 1 3 8 9
−S ự t√ơng đồng về một số đặc điểm giải phẫu giữa các loài là bằng chứng cho thấy chúng đ√ợc tiến hoá từ một loài tổ tiên.
−S ự t√ơng đồng về quá tr˘nh phát triển phôi ở một số loài động vật có x√ơng sống cũng gián tiếp chứng minh các loài này có chung một tổ tiên.
−Nhiều loài phân bố ở các vùng đ˚a l˙ khác nhau nh√ng l◊i giống nhau về một số đặc điểm đã đ√ợc chứng minh là chúng bflt nguồn từ một loài tổ tiên, sau đó phát tán sang các vùng khác. Điều này cũng cho thấy sự giống nhau giữa các loài chủ yếu là do có chung nguồn gốc hơn là do ch˚u sự tác động của môi tr√ờng.
−S ự t√ơng đồng về nhiều đặc điểm ở cấp phân tử và tế bào cũng cho thấy các loài trên Trái Đất đều có chung tổ tiên.
C âu hãi và bài tÀp
1. T◊i sao để xác đ˚nh mối quan hệ họ hàng giữa các loài về các đặc điểm h˘nh thái th˘ ng√ời ta l◊i hay sử dụng các cơ quan thoái hoá ?
2. Hãy t˘m một số bằng chứng sinh học phân tử để chứng minh mọi sinh vật trên Trái Đất đều có chung một nguồn gốc.
3. Hai loài sinh vật sống ở các khu vực đ˚a l˙ khác xa nhau (2 châu lục khác nhau) có nhiều đặc điểm giống nhau. Cách giải th˙ch nào d√ới đây về sự giống nhau giữa 2 loài là hợp l˙ hơn cả ?
A.Hai châu lục này trong quá khứ đã có lúc gfln liền với nhau.
B.Điều kiện môi tr√ờng ở hai khu vực giống nhau nên phát sinh đột biến giống nhau.
C.Điều kiện môi tr√ờng ở hai khu vực giống nhau nên CLTN chọn lọc các đặc điểm th˙ch nghi giống nhau.
D.Cả B và C.
4. T◊i sao những cơ quan thoái hoá không còn giữ chức năng g˘ l◊i vẫn đ√ợc di truyền từ đời này sang đời khác mà không b˚ CLTN lo◊i bỏ ?
I - Học thuyết tiến hoá Lamac
Lamac (Jean −Baptiste de Lamarck), Nhà Sinh học ng√ời Pháp (1744 −1829) đã công bố học thuyết tiến hoá đầu tiên vào năm 1809. Lamac là một trong những ng√ời đầu tiên có đ√ợc những bằng chứng chứng minh các loài sinh vật có thể biến đổi d√ới tác động của môi tr√ờng chứ không phải các loài là bất biến. ≠ng đã giải th˙ch cơ chế tiến hoá làm cho loài này biến đổi thành loài khác nh√ sau :
−Sự thay đổi một cách chậm ch◊p và liên tục của môi tr√ờng sống là nguyên nhân phát sinh các loài mới từ một loài tổ tiên ban đầu.
− Cơ chế làm biến đổi loài này thành loài khác là do mỗi sinh vật đều chủ động th˙ch ứng với sự thay đổi của môi tr√ờng bằng cách thay đổi tập quán ho◊t động của các cơ quan. Cơ quan nào ho◊t động nhiều th˘ cơ quan đó liên tục phát triển, còn cơ quan nào không ho◊t động th˘ cơ quan đó dần dần tiêu biến.
−Những đặc điểm th˙ch nghi đ√ợc h˘nh thành do sự t√ơng tác của sinh vật với môi tr√ờng theo kiểu “sử dụng hay không sử dụng các cơ quan” luôn đ√ợc di truyền cho các thế hệ sau.
Nh√ vậy, theo Lamac, từ một loài tổ tiên ban đầu do môi tr√ờng thay đổi theo những h√ớng khác nhau nên lâu ngày, các sinh vật sẽ “tập luyện” để th˙ch ứng với các môi tr√ờng mới và do vậy h˘nh thành nên những loài khác nhau.
Để minh ho◊, Lamac đã giải th˙ch sự h˘nh thành loài h√ơu cao cổ từ loài h√ơu cổ ngfln nh√ sau : Khi d√ới thấp không còn lá cây (môi tr√ờng sống thay đổi), các con h√ơu đều phải chủ động v√ơn cổ lên để lấy đ√ợc các lá cây trên cao (thay đổi tập quán ho◊t động của cổ). Do cổ đ√ợc ho◊t động nhiều theo h√ớng v√ơn dài ra nên cổ h√ơu sẽ dài dần và đặc điểm này đ√ợc truyền l◊i cho đời sau. Trong các thế hệ kế tiếp, lá cây d√ới thấp ngày một khan hiếm hơn nên các con h√ơu l◊i tiếp tục v√ơn cổ để lấy đ√ợc các lá ở trên cao hơn và cứ nh√ vậy qua rất nhiều thế hệ, loài h√ơu có cổ ngfln dần dần thành loài h√ơu cao cổ.