I. HÌNH THÀNH LOÀI KHÁC KHU VỰC ĐỊA LÍ
1. Vai trò của cách li địa lí trong quá trình hình thành loài mới.
- Khái niệm: Cách li địa lí là những trở ngại về mặt địa lí như núi, sông, biển, … ngăn cản các cá thể cùng loài gặp gỡ và giao phối với nhau.
- Vai trò: Cách li địa lí góp phần duy trì sự khác biệt về tần số alen và thành phần kiểu gen giữa các quần thể được tạo ra bởi các nhân tố tiến hóa.
- Đặc điểm: + Cách li địa lí rất lâu có thể vẫn không hình thành nên loài mới.
+ Hình thành loài mới bằng cin đường cách li địa lí thường xảy ra với các loài động vật có khả năng phát tán mạnh.
+ Hình thành loài mới bằng con đường cách li địa lí thường xảy ra một cách chậm chạp qua nhiều giai đoạn trung gian chuyển tiếp.
+ Quần đảo có các điều kiện lí tưởng để một loài phát sinh thành nhiều loài khác nhau.
+ Quá trình hình thành loài thường gắn liền với quá trình hình thành quần thể thích nghi, nhưng quá trình hình thành quần thể thích nghi không nhất thiết dẫn đén quá trình hình thành loài mới.
2. Thí nghiệm chứng minh quá trình hình thành loài bằng cách li địa lí:
Thí nghiệm của Đốtđơ (Mỹ)
- Tiến hành thí nghiệm:
+ Chia 1 quần thể ruồi giấm (Drosophila pseudo obscura) thành nhiều quần thể nhỏ;
+ Mỗi quần thể được nuôi trong 1 lọ thủy tinh; gồm 2 nhóm: một số quần thể nuôi bằng môi trường có chứa tinh bột, một số quần thể nuôi bằng môi trường chứa mantôzơ.
+ Sau nhiều thế hệ; 1 quần thể ban đầu → 2 nhóm quần thể: 1 nhóm thích nghi với tiêu hóa tinh bột; 1 nhóm thích nghi với tiêu hóa mantôzơ.
+ Cho 2 loại ruồi trên sống chung với nhau → Kết quả: ruồi “tinh bột” thích giao phối với ruồi “tinh bột”; ruồi “mantôzơ” thích giao phối với ruồi “mantôzơ”
=> Nhận xét: Sự cách li địa lí (các lọ khác nhau) và sự khác biệt về môi trường sống (tinh bột và mantôzơ) → cách li tập tính giao phối → cách li sinh sản.
- Giải thích thí nghiệm: CLTN làm phân hóa về tần số alen → mỗi nhóm quần thể thích nghi với việc tiêu hóa một loại thức ăn → thành phần hóa học và mùi của vỏ kitin khác nhau → sự giao phối có chọn lọc → sự cách li sinh sản.
II. HÌNH THÀNH LOÀI CÙNG KHU VỰC ĐỊA LÍ
1. Hình thành loài bằng cách li tập tính và cách li sinh thái
a. Hình thành loài bằng cách li tập tính:
- Thí nghiệm: + Trong 1 hồ ở châu Phi: 2 loài cá giống nhau về hình thái nhưng 1 loài màu đỏ, 1 loài màu xám. Chúng không giao phối với nhau.
+ Nuôi các cá thể thuộc 2 loài trên trong 1 bể cá chiếu ánh sáng đơn sắc làm chúng trông cùng màu → Chúng giao phối với nhau và sinh con.
- Giải thích: 1 loài cá ban đầu, đột biến về màu sắc → giao phối có lựa chọn: cá thể cùng màu thích giao phối với nhau hơn → Cách li tập tính giao phối, lâu dần → Khác biệt về vốn gen với quần thể gốc và cùng với các NTTH khác → Cách li sinh sản.
b. Hình thành loài bằng cách li sinh thái: hay xảy ra đối với các loài động vật ít di chuyển.
- 2 quần thể của 1 loài sống ở 2 ổ sinh thái khác nhau trong cùng 1 khu vực địa lí, lâu dần → cách li sinh sản.
- Ví dụ: 1 loài côn trùng trên loài cây A → Một số phát tán sang loài cây B trong cùng khu vực địa lí → Một số có các gen đột biến khai thác được thức ăn từ loài cây B → Quần thể mới, cách li tập tính giao phối với quần thể gốc → Lâu dần, các NTTH phân hóa kiểu gen của 2 quần thể → cách li sinh sản.
2. Hình thành loài nhờ cơ chế lai xa và đa bội hoá
- Phổ biến ở thực vật, rất ít gặp ở động vật, vì ở động vật cơ chế cách li sinh thái giữa 2 loài rất phức tạp, nhất là ở nhóm có hệ thần kinh phát triển, sự đa bội hoá lại thường gây nên những rối loạn về giới tính.
- 75 % các loài thực vật có hoa và 90% các loài dương xỉ hình thành loài mới bằng lai xa và đa bội hóa.
- Ví dụ: + Loài thằn lằn C. sonorae toàn con cái 3n, sinh sản theo kiểu trinh sản.
+ Hình thành thể song nhị bội: Cải bắp (Brassica), 2n = 18 × Cải củ(Raphanus), 2n = 18 → Cải lai bất thụ n + n = 18 → Gây song nhị bội thành Cải lai 4n = 36, hữu thụ.
+ Hình thành loài lúa mì 6n trắng hiện nay (Triticum aestivum) từ 3 loài lúa mì bằng lai xa kèm đa bội hóa.
