Xem mẫu
- Lịch sử thuyết Tiến hóa – Phần 1
Trong các chương trước chúng ta đã đề cập đến việc tất cả các sinh
vật đều được cấu tạo từ các đơn vị cơ bản là tế bào. Chúng đều có chứa vật
liệu di truyền là ADN, đều có các quá trình biến dưỡng, sinh sản.... Nói
chung là chúng giống nhau về một số mặt nhất định. Bên cạnh đó các sinh
vật lại có nhiều điểm khác nhau. Sự đa dạng của sinh vật cho thấy có một
quá trình tiến hóa đã và đang xảy ra. Nói đơn giản, sự tiến hóa là sự thay đổi
theo thời gian. Học thuyết tiến hóa giải thích về mối quan hệ giữa các dạng
sinh vật khác nhau trên trái đất.
I. CÁC QUAN NIỆM TIẾN HÓA TRƯỚC DARWIN
- Các nhà triết học cổ Hy lạp đã cố gắng giải thích tính đa dạng của sinh
vật trên trái đất.
Ðáng lưu ý nhất là Aristote (384-322 trước công nguyên). Ông cho
rằng tất cả các sinh vật giống như một chuỗi hình dạng, mỗi hình dạng tượng
trưng cho một mắt xích đi từ ít hoàn chỉnh đến hoàn chỉnh nhất. Ông gọi
chuỗi đó là nấc thang của tạo hóa (scale of nature). Theo quan điểm này,
các loài là cố định và không có sự tiến hóa.
Những thành kiến chống lại sự tiến hóa đã được củng cố trong nền
văn hóa Cơ đốc giáo bởi Kinh Cựu ước về đấng sáng tạo. Những giáo điều
về việc các loài được Chúa tạo ra và bất biến đã ăn sâu vào các quan niệm
phương Tây thời bấy giờ. Ngay cả khi học thuyết Darwin xuất hiện, ở Châu
Âu và Châu M ỹ vẫn nổi lên thuyết tự nhiên thần luận (natural theology),
một thuyết tìm cách khám phá chương trình của đấng sáng tạo bằng cách
nghiên cứu tự nhiên. Các nhà tự nhiên thần luận thấy rằng sự thích nghi của
sinh vật là bằng chứng cho thấy đấng sáng tạo đã tạo ra mỗi loài theo một
mục đích riêng. Mục tiêu chính của tự nhiên thần luận là sắp xếp các loài
để phát hiện ra các bước trong bậc thang của sự sống mà Chúa đã sáng tạo
ra.
Ðến thế kỷ XVIII, Carolus Linnaeus (1707-1778) là người đã sáng lập
ra cách phân loại hiện đại cùng cách mô tả mỗi loài và là người đề xuất ra
- cách đặt tên đôi cho mỗi sinh vật. Dùng tên loài là đơn vị phân loại
Linnaeus đã tìm kiếm mối quan hệ tự nhiên và sắp xếp các dạng sinh vật
theo các mức phân loại khác nhau: loài, giống, họ, bô, lớpü. Sự đóng góp
của ông về phân loại cho thấy các loài có quan hệ với nhau nhưng ông vẫn
giữ quan niệm như một nhà tự nhiên thần luận cho rằng chúa đã sáng tạo ra
tất cả các dạng sinh vật và chúng không thay đổi.
Buffon
Buffon (1707-1788) một nhà Tự nhiên học người Pháp đã lưu ý
rằng các hóa thạch cổ ít giống với các dạng hiện nay hơn các hóa thạch
mới. Ông đề xuất hai nguyên lý.
Một là những thay đổi của môi trường đã tạo ra những thay đổi của
sinh vật. Hai là những nhóm loài giống nhau phải có cùng một tổ tiên.
Buffon cũng cho rằng mỗi loài không bất biến mà có thể thay đổi.
Vào cuối thế kỷ XVIII, nhiều nhà tự nhiên học cho rằng lịch sử tiến
hóa của sinh vật gắn liền với lịch sử tiến hóa của trái đất. Tuy nhiên chỉ có
Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) là người đã phát triển một học
- thuyết tương đối hoàn chỉnh về sự tiến hóa của sinh vật. Ông thu thập và
phân loại các động vật không xương sống tại Viện Bảo tàng Lịch sử tự nhiên
ở Paris. Bằng cách so sánh những loài còn sống với các dạng hóa thạch,
Lamarck thấy rằng có sự biến đổi theo trình tự thời gian từ các hóa thạch cổ
đến các hóa thạch trẻ hơn dẫn đến các loài hiện tại (các dạng phức tạp hơn
xuất phát từ các dạng đơn giản). Lamarck công bố học thuyết tiến hóa của
ông vào năm 1809: không còn nghi ngờ gì nữa, tạo hóa tạo ra mọi vật từng tí
một và nối tiếp nhau trong thời gian vô hạn định
Giống như Aristote, Lamarck cũng sắp xếp các sinh vật thành các bậc
thang, mỗi bậc gồm các dạng giống nhau. Ở dưới cùng là những sinh vật
hiển vi mà ông tin rằng chúng được tạo ra liên tục bằng cách tự sinh từ các
vật liệu vô cơ. Ở trên cùng của bậc thang tiến hóa là các động vật và thực
vật phức tạp nhất. Sự tiến hóa phát sinh do xu hướng nội tại vươn tới sự
hoàn thiện. Khi một sinh vật hoàn thiện, chúng thích nghi ngày càng tốt hơn
với môi trường sống.
Lamarck cũng đã đưa ra cơ chế để giải thích làm thế nào sự
thích nghi xảy ra. Chúng hợp thành từ hai quan niệm phổ biến vào thời
Lamarck. Thứ nhất là việc sử dụng và không sử dụng, là quan niệm cho
rằng những phần nào của cơ thể được sử dụng thường xuyên sẽ trở nên lớn
hơn và mạnh hơn, trong khi những phần không được sử dụng sẽ bị thoái
- hoá. Thứ hai là quan niệm về sự di truyền các tính trạng tập nhiễm
(inheritance of acquired characteristics). Theo quan niệm nầy, những biến
đổi mà sinh vật thu nhận được trong suốt đời sống của c húng có thể di
truyền được cho thế hệ sau. Thí dụ kinh điển là sự tiến hóa chiều dài cổ của
hưu cao cổ. Theo quan điểm của Lamarck, tổ tiên của loài hươu nầy có cổ
ngắn, có xu hướng vươn dài cổ ra để có thể chạm đến những tán lá cây là
nguồn thức ăn chính của chúng. Sự thường xuyên vươn dài cổ nầy làm cho
con cháu của chúng có cổ dài hơn. Vì các cá thể nầy có cổ vươn dài nên thế
hệ kế tiếp sẽ có cổ dài hơn. Cứ tiếp tục như thế, mỗi thế hệ có cổ hơi dài
hơn thế hệ trước đó.
Những quan niệm của Lamarck về nguyên nhân tiến hóa có thể tóm
tắt như sau:
Một tính trạng có thể thu nhận được thông qua việc sử dụng thường
xuyên, và có thể mất đi khi không được sử dụng.
Một tính trạng tập nhiễm (tính trạng thu được do thường xuyên sử
dụng) có thể di truyền từ thế hệ nầy sang thế hệ khác. Sự mất đi một tính
trạng cũng vậy.
Trong quá trình tiến hóa, các dạng sinh vật phát triển theo hướng ngày
càng phức tạp.
- Một lực siêu hình trong tự nhiên luôn luôn thúc đẩy quá trình tiến hóa
hướng tới sự hoàn thiện.
Về cơ bản, quan niệm tiến hóa của Lamarck là đúng nhưng
ông thường không được nhớ đến vì những sự kiện tiến hóa không được
chứng minh đầy đủ. Nhiều thí nghiệm cho thấy các tính trạng tập nhiễm
không thể di truyền được. Chỉ những thay đổi trong cấu trúc di truyền của
các tế bào sinh dục mới có thể truyền từ bố mẹ đến con cái.
II. HỌC THUYẾT DARWIN
Năm 1859, Charles Darwin (1809-1882) một nhà tự nhiên học người
Anh đã đưa ra một học thuyết toàn diện về nguồn gốc của loài do chọn lọc
tự nhiên. Theo học thuyết nầy tất cả các sinh vật đa dạng ngày nay là kết
quả của một lịch sử tiến hóa lâu dài. Tất cả các sinh vật thường xuyên thay
đổi và những thay đổi nầy của mỗi loài giúp cho chúng thích nghi với môi
trường sống. Một hệ quả quan trọng của học thuyết nầy là không cần phải
giả định về một lực siêu tự nhiên đã sáng tạo ra các sinh vật đa dạng trên trái
- đất. Một trong các đặc tính chung của sinh vật là khả năng biến dị di
truyền. Những biến dị nầy cung cấp nguyên liệu cho sự tiến hóa.
Học thuyết tiến hóa bằng chọn lọc tự nhiên của Darwin bao gồm ba sự
kiện và hai kết luận. Sự kiện thứ nhất là khả năng sinh sản to lớn trong tự
nhiên. Thí dụ: một con cá hồi đẻ từ 3 đến 5 triệu trứng, một con sò đẻ 60
triệu trứng. Thậm chí voi là một động vật sinh đẻ chậm cũng có khả năng
sinh sản khổng lồ. Darwin đã nêu rõ:
Voi là một động vật sinh sản chậm nhất trong tất cả các động vật đ ã
biết, và tôi đã gặp khó khăn để ước lượng tỉ lệ gia tăng tự nhiên thấp nhất
của nó; an toàn nhất là giả định rằng nó bắt đầu sinh sản khi 30 tuổi và tiếp
tục sinh sản đến 90 tuổi; nếu như thế, sau một thời kỳ từ 740 đến 750 năm,
sẽ có khoảng 19 triệu voi con cháu của cặp ban đầu nầy. Sau khoảng 1200
năm, quần thể voi giả thiết nầy có thể vai kề vai, nối đuôi nhau bao phủ toàn
bộ bề mặt trái đất.
Nguyên sinh vật Paramecium sinh sản với tốc độ ba lần phân
chia mỗi ngày, nếu có đủ thức ăn và các cá thể con sinh ra đều sống sót thì
chỉ trong vòng 5 năm sẽ tạo ra một khối lượng gấp 10 lần khối lượng của trái
đất. Từ nhiều quan sát, Darwin đã kết luận rằng mỗi sinh vật có khuynh
hướng sinh ra nhiều cá thể con hơn là nhu cầu để thay thế cho số cá thể bố
mẹ.
- Sự kiện thứ hai là mặc dù số lượng cá thể của mỗi loài có xu
hướng gia tăng theo cấp số nhân, số lượng cá thể của loài được duy trì tương
đối ổn định. Ở nhiều loài, có sự tăng và giảm số lượng cá thể có chu kỳ liên
quan đến các mùa trong năm, thức ăn, mật độ của quần thể thú ăn thịt và con
mồi... nhưng nói chung số lượng của mỗi loài vẫn duy trì ổn định.
Từ hai sự kiện trên đã đưa đến một kết luận mà Darwin gọi là
đấu tranh sinh tồn (struggle for existence) bao gồm không chỉ sự sống sót
của cá thể mà cả của loài. Như vậy, có một sự đấu tranh để sinh tồn giữa
hàng triệu cá thể con được sinh ra từ một loài cá (giữa cá lớn và cá bé cùng
loài) và giữa các loài cá khác nhau sống trong cùng một vùng cư trú.
Sự kiện thứ ba liên quan đến những biến dị cá thể xảy ra trong loài.
Thật vậy, có vô số biến dị giữa các cá thể trong cùng một loài. Mặc dù thoạt
nhìn thì tất cả các con bò trong một đàn đều giống nhau, nhưng nếu quan sát
kỹ sẽ có thể nhận thấy những biến dị cá thể về hình dạng, kích thước, màu
lông, nết na...
Từ sự kiện nầy, Darwin đã đưa ra một kết luận thứ hai quan trọng
hơn: sự sống sót của các dạng thích nghi nhất dưới tác dụng của chọn lọc
tự nhiên. Trong các cá thể biến dị của một quần thể, những cá thể nào có
các tính trạng thích nghi nhất với môi trường sẽ có nhiều cơ hội sống sót và
sinh sản, con cái cũng mang những đặc điểm biến dị đó.
- Ngoài ra Darwin còn cho rằng: tất cả các động vật tương tự
nhau phải tiến hóa từ một tổ tiên chung và tất cả các sinh vật phải tiến hóa từ
một vài hoặc một tổ tiên chung đã
sống cách đây nhiều triệu năm.
Tóm lại học thuyết tiến hóa của Darwin về chọn lọc tự nhiên dựa trên
các giả định sau đây:
Số lượng cá thể sinh ra trong mỗi thế hệ nhiều hơn số cá thể được
sống sót và sinh sản.
Có sự biến dị trong các cá thể làm cho chúng không hoàn toàn giống
nhau về tất cả các đặc tính
Trong đấu tranh sinh tồn, những cá thể mang các tính trạng có lợi sẽ
có nhiều cơ hội sống sót và sinh sản hơn là các cá thể mang các tính trạng
không có lợi
Một số đặc điểm kết quả của sự sống sót và sinh sản có thể di truyền
Tất cả các loài sinh vật đều tiến hoá từ một vài tổ tiên chung
Cần có một thời gian rất lớn để cho sự tiến hóa xảy ra.
nguon tai.lieu . vn