SGK Sinh Học 12 - Bài 30. Quá trình hình thành loài (tiếp theo)

30 I QUÁ TRÌNH HlNH THÀNH LOÀI (tiẽp theo)
II - HÌNH THÀNH LOÀI CÙNG KHU vực ĐỊA LÍ
Sự cách li địa lí là rất cần thiết cho quá trình hình thành loài mới. Tuy nhiên, các loài mới cũng có thê được hình thành mà không cần có các trở ngại về địa lí, miễn là giữa các quần thê có các trở ngại dẫn đến cách li sinh sản. Có nhiều cơ chế làm cho một quần thê của một loài được phân hoá 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. Sau đây chúng ta sẽ xem xét một sô cơ chế chính.
Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái
a) Hình thành loài bằng cách li tập tính
Trong một hồ ở châu Phi, người ta thấy có 2 loài cá rất giông nhau về các đặc điểm hình thái và chỉ khác nhau về màu sắc, một loài màu đỏ và một loài có màu xám. Mặc dù cùng sông trong một hồ nhưng chủng không giao phôi với nhau. Tuy nhiên, khi các nhà khoa học nuôi các cá thể của 2 loài này trong một bể cá có chiếu ánh sáng đơn sắc làm chúng trông cùng màu thì các cá thể của 2 loài lại giao phôi với nhau và sinh con.
Người ta cho rằng 2 loài này được tiến hoá từ một loài ban đầu theo cách sau : thoạt đầu. những cá thê đột biên có màu sắc khác biệt dẫn đến thay đổi về tập tính giao phôi, nên các cá thê có cùng màu 'sắc thích giao phôi với nhau hơn (giao phôi có lựa chọn) mà ít giao phôi với cá thể bình thường. Lâu dần, sự giao phôi có lựa chọn này tạo nên một quần thể cách li về tập tính giao phôi với quần thê gốc. Quá trình này cứ tiếp diễn và cùng với các nhân tố tiến hoá khác làm phân hoá vốn gen của quần thể, dần đến sự cách li sinh sản với quần thể gốc và loài mới dần được hình thành. Có thể nói, hai loài cá mô tả ở trên đang trên con đường tách biệt hẳn nhau.
Như vậy, nếu các cá thê của một quần thể do đột biến có được kiêu gen nhất định làm thay đổi một sô đặc điểm liên quan tới tập tính giao phôi thì những cá thể đó sẽ có xu hướng giao phối với nhau tạo nên quần thể cách li với quần thể gốc. Lâu dần, sự khác biệt về vốn gen do giao phối không ngẫu nhiên cũng như các nhân tố tiến hoá khác cùng phối hợp tác động có thể sẽ dẫn đến sự cách li sinh sản và hình thành nên loài mới.
9 - SINHHOC12 - A
b) Hình thành loài bằng cách li sinh thái
Nếu hai quần thê của cùng một loài sông trong một khu vực địa lí nhưng ở hai ổ sinh thái khác nhau thì lâu dần cùng có thê dẫn đến cách li sinh sản và hình thành loài mới. Đó là vì những cá thể sông cùng nhau trong một sinh cảnh thường giao phối với nhau và ít khi giao phôi với các cá thê thuộc ổ sinh thái khác. Trường hợp này hay xảy ra đối với các loài động vật ít di chuyên.
Ví dụ, một loài côn trùng luôn sinh sông trên loài cây A, sau đó do quần thể phát triển mạnh, một số côn trùng phát tán sang sinh sống ở loài cây B (do chúng có các gen đột biên giúp khai thác được nguồn thức ăn từ loài cây B) trong cùng khu vực địa lí. Các cá thế di cư đó sinh sản, hình thành nên quần thể mới và những cá thê này thường xuyên giao phối với nhau hon là giao phôi với các cá thế của quần thể gốc (sông ở loài cây Ạ). Lâu dần, các nhân tô tiến hoá tác động làm phân hoá vốn gen của hai quần thể. Đến một lúc nào đó, nếu sự khác biệt về vốn gen làm xuất hiện sự cách li sinh sản thì loài mới hình thành.
Hình thành loài nhờ co chế lai xa và đa bội hoá
Nhiều loài thực vật có họ hàng gần gũi có thê thụ phấn cho nhau tạo nên con lai có sức sông. Tuy nhiến, con lai khác loài hầu hết đều bất thụ. Các loài cây tứ bội có thể lai với loài lưỡng bội cho ra con lai tam bội. Con lai tam bội bị bất thụ nhưng nếu chúng ngẫu nhiên có được khả năng sinh sản vô tính thì quần thê cây tam bội cũng là một loài mới. Một sô loài động vật như loài thằn lằn c. sonorae được hình thành bằng cách này và gồm toàn các con cái tam bội có kiểu gen y hệt nhau do chúng sinh sản theo kiểu trinh sản. Các con cái tam bội đẻ ra trứng rồi từ trứng phát triển thành con non mà không cần có sự thụ' tinh.
Trường hợp con lai khác loài được đột biên làm nhân đôi toàn bộ sô lượng NST (đa bội hoá hay còn gọi là song nhị bội hoá) thì cũng xuất hiện loài mới. Loài mới lúc này thực sự có các bộ NST lưỡng bội của cả loài bô và loài mẹ nên chúng có thê giảm phân bình thường và hoàn toàn hữu thụ. Loài mới đa bội sẽ trở nên cách li sinh sản với hai loài bô và mẹ vì khi giao phối trở lại chúng sẽ tạo ra các con lai bất thụ.
Năm 1928, Kapetrenco đã tiến hành lai cây cải bắp (loài Brassica có 2n = 18 NST) với cây cải củ (loài Raphanus có 2n =18 NST) với hi vọng tạo ra được loài cây mới cỏ rề là cải cù còn phần trên cho cải bắp. Đây là hai loài có họ hàng gần nên có thê giao phân với nhau và cho ra con lai. Hầu hết con lai khác loài được tạo ra này đều bị bất thụ. Tuy nhiên, một số rất ít cây lai lại hữu thụ do ngẫu nhiên đột biến xảy ra làm tăng gấp đôi bộ NST của con lai (con lai chứa 18 NST của cái bắp và 18 NST của cải củ). Như vậy, loài mới đã được tạo ra. Rất không may là rề của nó lại là rễ cải bắp còn lá lại là lá của cải củ.
9 - SINHH0C12 - B
Các nhà khoa học cho rằng loài lúa mì trồng hiện nay (Triticum aestivum) cũng được hình thành bằng cách lai xa kèm theo đa bội hoá nhiều lần. Hình 30 dưới đây mô tả giả thuyết về quá trình hình thành loài lúa mì này.
Loài lúa mì (Triticum monococcum)	X	Lúa mì hoang dại (Aegilops speltoides)
(hệ gen AA với 2n = 14)	I	(hệ gen BB với 2n = 14)
Con lai có hệ gen AB với 2n = 14, bị bất thụ
I Gấp đôi số lượng NST
Lúa mì hoang dại (Aegilops squarrosa) X	Loài lúa mì (Triticum dicoccum)
(hệ gen DD, 2n =14)	Ỷ	(hệ gen AABB, 4n = 28)
Con lai có hệ gen ABD với 3n = 21, bất thụ
I Gấp đôi số lượng NST Lúa mì (Triticum aestivum)
(hệ gen AABBDD với 6n = 42)
Hình 30. So đồ mô tà quá trinh hình thành loài lúa mì hiện nay từ các loài lúa mì hoang dại
Các nhà khoa học ước tính có tới 75% các loài thực vật có hoa và tới 95% các loài dưcmg xi được hình thành bằng cách lai khác loài, sau đó con lai được đa bội hoá. Nhiều loài thực vật có nguồn gốc đa bội có ý nghĩa kinh tế lớn như lúa mì, chuối, củ cải đường, khoai tây.
▼ Tại sao lai xa và đa bội hoá nhanh chóng tạo nên loài mới ở thực vật nhưng ít xảy ra ở các loài động vật ?
Cách li tập tính và cách li sinh thái có thể dẫn đến hình thành loài mới.
Lai xa kèm theo đa bội hoá góp phần hình thành nên loài mới trong cùng một khu vực địa lí vì sự sai khác về NST đã nhanh chóng dẫn đến sự cách li sinh sản.
Câu hỏi và bài tập
Từ một loài sinh vật, không có sự cách li về mặt địa lí có thể hình thành nên các loài khác nhau được không ? Giải thích.
Loài bông trồng ở Mĩ có bộ NST 2n = 52 trong đó có 26 NST lớn và 26 NST nhỏ. Loài bông của châu Âu có bộ NST 2n = 26 gồm toàn NST lớn. Loài bông hoang dại ở Mĩ có bộ NST 2n = 26 NST nhỏ. Hãy giải thích cơ chế hình thành loài bông trồng ỏ Mĩ có bộ NST 2n = 52.
Giải thích cơ chế hình thành loài mới bằng con đường lai xa và đa bội hoá.
Tại sao lại phải bảo vệ sự đa dạng sinh học của các loài cây hoang dại cũng như các giống cây trồng nguyên thuỷ ?
Hãy chọn phương án trả lời đúng nhất.
Từ quần thể cây 2n, người ta tạo ra được quần thể cây 4n. Quần thể cây 4n có thể xem là một loài mới vì
quần thể cây 4n có sự khác biệt với quần thể cây 2n về số lượng NST.
quần thể cây 4n không thể giao phấn được với các cây của quần thể cây 2n.
c. quần thể cây 4n giao phấn được với các cây của quần thể cây 2n cho ra cây lai 3n bị bất thụ.
D. quần thể cây 4n có các đặc điểm hình thái như kích thước các cơ quan sinh dưỡng lớn hơn hẳn các cây của quần thể 2n.