Các nhân tố tiến hóa

Nhân tố tiến hóa là những nhân tố làm biến đổi tần số kiểu gen và tần số alen của quần thể, bao gồm đột biến, giao phối không ngẫu nhiên, chọn lọc tự nhiên, di-nhập gen và các yếu tố ngẫu nhiên

Đột biến (là nguồn nguyên liệu tiến hóa sơ cấp):

+ Là những biến đổi trong vật chất di truyền, bao gồm đột biến gen và đột biến NST. Trong các dạng đột biến, đột biến gen thường có vai trò quan trọng hơn đối với tiến hóa so với đột biến NST.

+ Xét ở góc độ nhân tố tiến hóa thì đột biến gen ít làm thay đổi tần số các alen trong quần thể (vì tần số đột biến ở mỗi gen là rất thấp từ $10^{-6}$ đến $10^{-4}$) ngoài ra đột biến là vô hướng (đột biến A thành a hoặc ngược lại).

+ Xét ở góc độ cung cấp nguồn nguyên liệu tiến hóa thì đột biến gen lại vô cùng quan trọng vì mỗi gen tuy có tần số đột biến rất thấp, nhưng mỗi cá thể rất có nhiều gen và quần thể có nhiều cá thể nên đột biến gen đã tạo ra nguồn biến dị di truyền vô cùng phong phú cho quá trình tiến hóa.

+ Đa số đột biến tự nhiên là có hại, tuy nhiên phần lớn đột biến gen đều ở trạng thái lặn nên ở trạng thái dị hợp sẽ không biểu hiện ra kiểu hình, giá trị thích nghi của đột biến do đó tùy thuộc vào từng tổ hợp gen, tùy thuộc vào sự thay đổi của môi trường.

Di - nhập gen (hay dòng gen – gen flow):

+ Sự lan truyền gen từ quần thể này sang quần thể khác được gọi là sự di – nhập gen hay dòng gen.

+ Di nhập gen làm thay đổi tần số alen của quần thể nhưng không theo một chiều hướng xác định: giữa các quần thể thường có sự trao đổi các cá thể hoặc các giao tử (côn trùng, gió mang hạt phấn,..).

+ Các cá thể nhập cư có thể mang đến các loại alen sẵn có trong quần thể làm thay đổi tần số các alen hoặc mang đến những alen mới làm phong phú vốn gen của quần thể.

+ Các cá thể di cư ra khỏi quần thể cũng làm thay dổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể.

+ Mức độ ảnh hưởng của nhóm cá thể nhập cư đến tần số alen của quần thể được nhập cư phụ thuộc vào các yếu tố: Tương quan kích thước giữa nhóm cá thể nhập cư với quần thể; Khác biệt về tần số alen giữa nhóm cá thể nhập cư với quần thể; Tiềm năng sinh sản của các cá thể nhập cư.

+ Trong tiến hóa, sự di – nhập gen nhiều khi làm dung hòa vốn gen của quần thể các li, làm giảm sự phân hóa vốn gen giữa các cá thể cùng loài.

Chọn lọc tự nhiên:

+ CLTN là nhân tố tiến hóa có định hướng duy nhất: CLTN tác động trực tiếp lên kiểu hình của các cá thể, thông qua đó tác động lên kiểu gen làm biến đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể; khi môi trường thay đổi theo một hướng xác định thì CLTN sẽ làm biến đổi tần số alen theo một hướng xác định.

+ Thực chất của CLTN là phân hóa khả năng sống sót và khả năng sinh sản của các cá thể với các kiểu gen khác nhau trong quần thể.

Các cá thể có kiểu gen quy định kiểu hình làm tăng khả năng sống sót và khả năng sinh sản sẽ có nhiều cơ hội đóng góp gen của mình cho thế hệ sau.
Các cơ thể có kiểu gen quy định kiểu hình kém thích nghi, sinh sản kém thì tần số alen này sẽ giảm dần ở các thế hệ sau.

+ CLTN đóng vai trò sàng lọc, làm tăng số lượng cá thể có kiểu hình thích nghi tồn tại sẵn trong quần thể cũng như tăng cường mức độ thích nghi bằng cách tích lũy các alen tham gia quy định các đặc điểm thích nghi tác động lên quần thể làm cho quần thể có vốn gen thích nghi hơn sẽ thay thế những quần thể có vốn gen kém thích nghi.

+ CLTN quy định nhịp điệu tiến hóa: làm thay đổi tần số alen nhanh hay chậm, tùy thuộc và các yếu tố:

Chọn lọc chống lại các alen trội sẽ làm thay đổi nhanh chóng tần số alen của quần thể.
Chọn lọc chống lại alen lặn sẽ làm thay đổi tần số alen chậm hơn, chọn lọc không bao giờ loại hết alen lặn ra khỏi quần thể vì alen lặn có thể tồn tại trong các cá thể có kiểu gen dị hợp tử.

+ Chọn lọc tự nhiên không chỉ tác động đối với từng loại cá thể riêng rẽ mà còn đối với cả quần thể, trong đó các cá thể có quan hệ ràng buộc với nhau.

Các yếu tố ngẫu nhiên:

+ Tần số alen của quần thể có thể thay đổi đột ngột bởi các yếu tố ngẫu nhiên. Sự thay đổi thành phần kiểu gen và tần số alen của quần thể do yếu tố ngẫu nhiêu còn gọi là biến động di truyền (hay phiêu bạt gen).

+ Sự biến động di truyền hay xảy ra với những quần thể có kích thước nhỏ; quần thể có kích thước càng nhỏ thì yếu tố ngẫu nhiên càng dễ làm thay đổi tần số alen của quần thể.

+ Sự biến đổi tần số alen do yếu tố ngẫu nhiên có đặc điểm:

Tần số alen thay đổi không theo một chiều hướng nhất định: một alen nào đó dù có lợi cũng có thể bị loại bỏ hoàn toàn khỏi quần thể và một alen có hại cũng có thể trở nên phổ biến trong quần thể.
Một quần thể đang có kích thước lớn nhưng do thiên tai hay bất kì yếu tố ngẫu nhiên nào làm giảm kích thước quần thể một cách đáng kể thì những cá thể sống sót có thể có vốn gen khác biệt hẳn với vốn gen của quần thể ban đầu.

Kết quả tác động của các yếu tố ngẫu nhiên có thể dẫn đến làm nghèo vốn gen của quần thể, giảm sự đa dạng di truyền.

Giao phối không ngẫu nhiên:

+ Giao phối không ngẫu nhiên gồm các kiểu: tự thụ phấn, giao phối gần (giao phối cận huyết), giao phối có chọn lọc.

+ Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay dổi tần số alen của quần thể nhưng lại làm thay dổi thành phần kiểu gen của quần thể theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp.

+ Kết quả giao phối không ngẫu nhiên dẫn đến làm nghèo vồn gen của quần thể, giảm tính đa dạng di truyền.

Lưu ý: Ngẫu phối không làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể nên không được coi là nhân tố tiến hóa. Tuy nhiên, ngẫu phối làm phát tán đột biến trong quần thể và tạo sự đa hình về kiểu gen và kiểu hình, hình thành nên vô số biến dị tổ hợp tạo nguồn biến dị thứ cấp cho quá trình tiến hóa. Mặt khác, ngẫu phối còn trung hòa các đột biến có hại, góp phần tạo ra những tổ hợp gen thích nghi. Do đó, ngẫu phối đóng vai trò hết sức quan trọng trong tiến hóa.

Tìm kiếm Blog này

Quảng Văn Hải