I. KHÁI NIỆM ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI

1. Khái niệm

- Các đặc điểm giúp sinh vật thích nghi với môi trường làm tăng khả năng sống sót và sinh sản của chúng.

2. Đặc điểm của quần thể thích nghi

-­ Hoàn thiện khả năng thích nghi của các sinh vật trong quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.

-­ Làm tăng số lượng cá thể có kiểu gen quy định kiểu hình thích nghi trong quần thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.

II. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUẦN THỂ THÍCH NGHI

1. Cơ sở di truyền của quá trình hình thành quần thể thích nghi

a) Ví dụ

- Hình dạng và màu sắc tự vệ của sâu bọ:

+ Các gen quy định những đặc điểm về hình dạng, màu sắc tự vệ… của sâu bọ xuất hiện ngẫu nhiên ở một vài cá thể do kết quả của đột biến và biến dị tổ hợp.

+ Nếu các tính trạng do các alen này quy định có lợi cho loài sâu bọ trước môi trường thì số lượng cá thể trong quần thể sẽ tăng nhanh qua các thế hệ nhờ quá trình sinh sản.

- Sự tăng cường sức đề kháng của vi khuẩn:

+ Ví dụ, khi Pênixilin được sử dụng lần đầu tiên trên thế giới, nó có hiệu lực rất mạnh trong việc tiêu diệt các vi khuẩn tụ cầu vàng gây bệnh cho người, nhưng chỉ ít năm sau, hiệu lực này giảm đi rất nhanh.

→ Giải thích:

+ Khả năng kháng Pênixilin của vi khuẩn này liên quan với những đột biến và những tổ hợp đột biến đã phát sinh ngẫu nhiên từ trước trong quần thể (làm thay đổi cấu trúc thành tế bào, làm cho thuốc không thể bám vào thành tế bào).

+ Trong môi trường không có Pênixilin: Các vi khuẩn có gen đột biến kháng Pênixilin có sức sống yếu hơn dạng bình thường.

+ Khi môi trường có Pênixilin: Những thể đột biến tỏ ra ưu thế hơn. Gen đột biến kháng thuốc nhanh chóng lan rộng trong quần thể nhờ quá trình sinh sản (truyền theo hàng dọc) hoặc truyền theo hàng ngang (qua biến nạp/ tải nạp).

+ Khi liều lượng Pênixilin càng tăng nhanh → áp lực của CLTN càng mạnh thì sự phát triển và sinh sản càng nhanh chóng đã làm tăng số lượng vi khuẩn có gen đột biến kháng thuốc trong quần thể.

b) Kết luận

- Quá trình hình thành quần thể thích nghi là quá trình làm tăng dần số lượng cá thể có kiểu hình thích nghi và nếu môi trường thay đổi theo một hướng xác định thì khả năng thích nghi sẽ không ngừng được hoàn thiện.

- Quá trình này phụ thuộc vào quá trình phát sinh đột biến và tích lũy đột biến, quá trình sinh sản, áp lực CLTN.

2. Thí nghiệm chứng minh vai trò của CLTN trong quá trình hình thành quần thể thích nghi

a) Thí nghiệm

- Đối tượng thí nghiệm: Loài bướm sâu đo (Biston betularia) sống trên thân cây bạch dương.

- Thí nghiệm 1: Thả 500 bướm đen vào rừng cây bạch dương trồng trong vùng không bị ô nhiễm (thân cây màu trắng). Sau một thời gian, người ta tiến hành bắt lại các con bướm ở vùng rừng này và nhận thấy hầu hết bướm bắt được đều là bướm trắng. Đồng thời khi nghiên cứu thành phần thức ăn trong dạ dày của các con chim bắt được ở vùng này, người ta thấy chim bắt được số lượng bướm đen nhiều hơn so với bướm trắng.

- Thí nghiệm 2: Thả 500 bướm trắng vào rừng cây bạch dương trồng trong vùng bị ô nhiễm (thân cây màu xám đen). Sau một thời gian, người ta tiến hành bắt lại các con bướm ở vùng rừng này và nhận thấy hầu hết bướm bắt được đều là bướm đen. Đồng thời khi nghiên cứu thành phần thức ăn trong dạ dày của các con chim bắt được ở vùng này, người ta thấy chim bắt được số lượng bướm trắng nhiều hơn so với bướm đen.

b) Vai trò của CLTN

- CLTN đóng vai trò sàng lọc và 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 của các đặc điểm bằng cách tích lũy các alen tham gia quy định các đặc điểm thích nghi.

III. SỰ HỢP LÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI

-­ Các đặc điểm thích nghi chỉ mang tính tương đối vì trong môi trường này nó có thể là thích nghi nhưng trong môi trường khác lại có thể không thích nghi.

-­ Vì vậy không thể có một sinh vật nào có nhiều đặc điểm thích nghi với nhiều môi trường khác nhau.

- Ví dụ:

+ Cá có mang thích nghi với môi trường nước nhưng khi lên cạn thì không thể sống được.

+ Bướm trắng có màu trắng thích nghi với rừng bạch dương, nhưng khi môi trường thay đổi, thân bạch dương bị ô nhiễm chuyển sang màu đen thì bướm màu trắng lại trở nên kém thích nghi.