Ở quần đảo Galapagos thuộc vùng Trung Mỹ, loài chim sẻ Geospiza fortis có kích thước mỏ đa dạng và phù hợp với các loại hạt cây mà chúng ăn: chim sẻ có mỏ nhỏ thường ăn hạt nhỏ, mềm; chim sẻ có mỏ lớn ăn các hạt to, cứng. Trong một nghiên cứu, kích thước mỏ trung bình của quần thể chim sẻ đo được năm 1976 là 9,4 mm. Năm 1977, một đợt hạn hán kéo dài làm phần lớn các cây có hạt nhỏ, mềm bị chết do chịu hạn kém. Trong thời gian đó, khoảng 80% chim sẻ bị chết, chủ yếu là chim ăn hạt nhỏ, mềm có mỏ nhỏ. Đến năm 1978, quần thể chim sẻ này có kích thước mỏ trung bình là 10,2 mm. Hãy phân tích ví dụ nêu trên để chứng minh:
a) Tiến hóa đang xảy ra ở quần thể chim sẻ ở đảo và đơn vị tiến hoá là quần thể.
b) Chim sẻ có đặc điểm thích nghi liên quan đến kích thước mỏ và đặc điểm thích nghi này có tính hợp íl tương đối.
c) Nếu hiện tượng mưa nhiều xuất hiện trở lại ở khu vực này, hãy dự đoán đặc điểm kích thước mỏ chim sẻ ở quần đảo này sau đó một vài năm.
Dựa vào ví dụ trên.
a) Chứng minh tiến hóa đang xảy ra ở quần thể chim sẻ
Sự thay đổi tần số alen:
- Năm 1976: Tần số alen quy định mỏ nhỏ cao hơn.
- Năm 1978: Tần số alen quy định mỏ lớn cao hơn do chim sẻ mỏ nhỏ bị chết nhiều hơn trong hạn hán.
Sự thay đổi này di truyền qua sinh sản: Chim sẻ mỏ lớn có khả năng sinh tồn và sinh sản cao hơn trong điều kiện hạn hán, di truyền alen mỏ lớn cho thế hệ sau.
Kết luận: Tiến hóa đang xảy ra ở quần thể chim sẻ do tần số alen quy định kích thước mỏ thay đổi qua các thế hệ.
Đơn vị tiến hóa là quần thể:
- Sự thay đổi xảy ra ở cả quần thể chứ không phải cá thể riêng lẻ.
- Quần thể chim sẻ là một đơn vị tiến hóa vì nó có vốn gen chung và có thể bị ảnh hưởng bởi chọn lọc tự nhiên.
b) Chứng minh chim sẻ có đặc điểm thích nghi liên quan đến kích thước mỏ:
- Mỏ lớn là đặc điểm thích nghi giúp chim sẻ ăn được hạt to, cứng trong điều kiện hạn hán.
- Chim sẻ mỏ nhỏ không thể ăn được hạt to, cứng và dễ bị chết trong hạn hán.
- Kết luận: Kích thước mỏ là đặc điểm thích nghi giúp chim sẻ sống sót và sinh sản trong môi trường biến đổi.
Tính hợp lý tương đối của đặc điểm thích nghi:
- Mỏ lớn có lợi trong điều kiện hạn hán nhưng có thể cản trở chim sẻ khi ăn hạt nhỏ.
- Kích thước mỏ tối ưu sẽ phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
- Kết luận: Mỏ lớn chỉ là một đặc điểm thích nghi tương đối, phù hợp với điều kiện hạn hán.
c) Dự đoán về kích thước mỏ chim sẻ nếu mưa nhiều xuất hiện trở lại:
- Mưa nhiều sẽ làm cho các cây có hạt nhỏ, mềm phát triển mạnh.
- Chim sẻ mỏ nhỏ sẽ có lợi thế hơn trong điều kiện này.
- Qua nhiều thế hệ, tần số alen quy định mỏ nhỏ sẽ tăng lên.
- Kích thước mỏ trung bình của quần thể chim sẻ sẽ giảm dần.
Các bài tập cùng chuyên đề
Tại sao tất cả các quần thể người trên thế giới đều được xem là cùng một loài mặc dù mang các đặc trưng nhân chủng học khác nhau như màu da, màu tóc, màu mắt...
Vì sao nói quần thể là đơn vị cơ bản của tiến hoá?
Vì sao đột biến là nguồn nguyên liệu sơ cấp của quá trình tiến hoá?
Hình 17.1 mô tả hai quần thể A và B thuộc cùng một loài. Cho biết việc di cư của một số cá thể từ quần thể A sang quần thể B có ảnh hưởng như thế nào đến tần số các allele của quần thể này.
Vì sao chọn lọc tự nhiên được xem là nhân tố tiến hoá phân hoá khả năng sống sót của các cá thể trong quần thể?
Quần thể cò ở một đảo bị dịch bệnh và giảm mạnh số lượng. Trường hợp này là hiệu ứng thắt cổ chai hay hiệu ứng sáng lập? Giải thích.
Giải thích vì sao giao phối không ngẫu nhiên là nhân tố tiến hoá làm nghèo vốn gene của quần thể.
Giải thích vì sao lá biến thành gai là đặc điểm thích nghi của xương rồng ở điều kiện khô hạn (Hình 17.2).
Quan sát Hình 17.3, hãy giải thích quá trình hình thành đặc điểm thích nghi màu xanh lá cây của cơ thể ở quần thể bọ rùa.
Cho ví dụ minh hoạ chứng minh các đặc điểm thích nghi chỉ hợp lí tương đối.
Nếu chỉ dựa vào các đặc điểm hình thái để phân loại các loài thì có chính xác không? Vì sao?
Hãy giải thích vai trò của các chướng ngại địa lí.
Giải thích sự hình thành các loài sinh vật đặc hữu có trên các đảo ở đại dương.
Vì sao lai xa và đa bội hóa nhanh chóng hình thành loài mới ở thực vật nhưng lại ít xảy ra ở động vật?
Trong các nhân tố tiến hoá, nhân tố nào đóng vai trò quy định chiều hướng và nhịp điệu cho quá trình tiến hoá của sinh vật? Giải thích.
Chọn từ/cụm từ thích hợp với các vị trí được đánh số:
đột biến gene, biến dị tổ hợp, giữ lại, đào thải, chọn lọc tự nhiên, tần số, kiểu hình
Một đặc điểm thích nghi của cá thể biểu hiện ở kiểu hình là do sự phát sinh ...(1)... hoặc ...(2)... Chọn lọc tự nhiên có vai trò ...(3)... các cá thể có kiểu hình thích nghi và ...(4)... những kiểu hình kém thích nghi. Khi điều kiện môi trường thay đổi theo một hướng xác định thì ...(5)... là nhân tố duy nhất làm biến đổi ...(6)... các allele và cấu trúc di truyền của quần thể theo hướng thích nghi.
Loài sinh sản hữu tính có nhiều ...(7)... nên có nhiều cơ hội hình thành quần thể thích nghi hơn loài sinh sản vô tính; ở sinh vật có hệ gene đơn bội, khi ...(8)... phát sinh sẽ biểu hiện thành ...(9)... nên sẽ chịu tác động của ...(10)... mạnh hơn so với sinh vật có hệ gene lưỡng bội.
Hình 1 mô tả phương thức hình thành loài từ một quần thể gốc ban đầu. Trong đó, khi mực nước giảm xuống làm cho dòng chảy ban đầu bị ngắn lại và hình thành một hồ nước dẫn đến một số cá thể trong quần thể ban đầu bị giữ lại trong khu vực hồ nước này (Hình 1). Hãy xác định tên và cho biết cơ chế hình thành loài ở phương thức này.
Ở hai loài cá cùng chi, các con cái có xu hướng chọn bạn tình dựa vào màu sắc của con đực ở thời kì sinh sản. Trong đó, con đực của loài Pundamilia pundamilia có lưng màu xanh nhạt, còn con đực của loài Pundamilia nyererei có lưng màu đỏ nhạt. Khi nuôi các con đực và cái của hai loài này trong hai bể cá (Hình 2); kết quả cho thấy trong bể ở điều kiện có ánh sáng, cá cái chỉ giao phối với cá đực cùng loài, còn trong bể không có ánh sáng xảy ra hiện tượng cá cái giao phối với cá đực của loài khác.
Thí nghiệm trên mô tả sự hình thành loài mới theo con đường nào? Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng cách li sinh sản giữa hai loài này là gì?
Nếu sau khi chiếu ánh sáng đơn sắc mà vẫn không có sự hình thành con lai hữu thụ thì có thể kết luận điều gì về sự cách li sinh sản giữa hai loài cá này?
Dựa vào định luật Hardy - Weinberg, hãy dự đoán các nhân tố nào có thể ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng di truyền của quần thể.
Tại sao biến đổi về tần số allele, tần số kiểu gene ở phạm vi quần thể là cơ sở của quá trình tiến hóa của sinh vật?
Tại sao quần thể là đơn vị tiền hóa nhỏ?
Trình bày vai trò của các nhân tố tiến hóa và nêu ví dụ minh hoạ.
Sự phát sinh đột biến có tính định hướng hay vô hướng đối với khả năng sống sót và sinh sản của sinh vật?
Dựa vào hình 17.1, hãy mô tả sự kiện "cổ chai" và tác động của sự kiện này đến cấu trúc di truyền của quần thể.
Quan sát hình 17.2 và cho biết ảnh hưởng của phiêu bạt di truyền đối với tần số allele của quần thể phụ thuộc vào kích thước quần thể như thế nào.
Vì sao giao phối không ngẫu nhiên là một nhân tố tiến hóa.
Một quần thể bướm đêm trong khu rừng với nhiều cây bạch dương có thân gỗ màu trắng. Bướm đêm là nguồn thức ăn của nhiều loài chim, động vật có vú và côn trùng khác. Các con bướm chủ yếu có màu trắng ngà, một số tí có cánh màu sẫm. Khi khói bụi từ khu công nghiệp ở vùng lân cận làm thân cây bạch dương phủ màu bụi sẫm, các con bướm có màu trắng ngà dễ bị phát hiện và bị ăn thịt. Qua thời gian dài, quần thể bướm đêm ở khu vực này có sự thay đổi về các tần số kiểu hình màu sắc thân (hình 17.3).
Dựa vào thông tin nêu trên, hãy cho biết các yếu tố đóng góp vào sự thay đổi tần số kiểu hình sắc của bướm đêm.
Quan sát hình 17.4 và trả lời câu hỏi: Màu sắc thân của thằn lằn và rắn vua, hình dạng và màu sắc của hoa lan mang lại lợi ích gì đối với mỗi nhóm sinh vật đó?
Hãy nêu một số ví dụ về đặc điểm thích nghi ở sinh vật.
