Darwin là nhà khoa học lỗi lạc đã đưa ra học thuyết tiến hóa Chọn lọc tự nhiên và tự mình làm rất nhiều thí nghiệm kiểm chứng học thuyết của mình

Câu hỏi: Darwin là nhà khoa học lỗi lạc đã đưa ra học thuyết tiến hóa Chọn lọc tự nhiên và tự mình làm rất nhiều thí nghiệm kiểm chứng học thuyết của mình. Khi quan sát thấy các cây nắp ấm bắt và ăn thịt các loài côn trùng, ông đã đưa ra giả thuyết cho rằng cây sống ở vùng đất thiếu nitrogen nên chúng phải bắt côn trùng và phân giải protein để lấy nitrogen. Theo em, ông đã làm thí nghiệm như thế nào đề tìm bằng chứng ủng hộ giả thuyết của mình?

Lời giải:

Giai đoạn 1: Cây nắp ấm thu hút côn trùng: 

Tiết ra mật hoa ngọt để thu hút con mồi. Con mồi xâm nhập vào cây nắp ấm sẽ không bao giờ có thể thoát ra ngoài vì cấu trúc bên trong quá trơn để có thể trèo và vươn ra ngoài. Một khi con mồi bị mắc kẹt trong đó, cuối cùng nó sẽ bị chết đuối trong chất lỏng bên trong bình đựng. 

Giai đoạn 2: Cây nắp ấm bẫy côn trùng:

Hốc của cây nắp ấm bắt côn trùng được tạo thành bởi chiếc lá khum thu hút côn trùng kiếm ăn. Lý do chính khiến côn trùng rơi vào bẫy của cây nắp ấm là vành của cây nắp ấm trở nên trơn trượt khi được làm ẩm bằng hơi nước hoặc mật hoa.

Nepenthes và Cephalotus bẫy con mồi nhờ sự trợ giúp của chất sáp bên trong khiến côn trùng trượt xuống trong bẫy khi nó.

Darlingtonia californica sử dụng những chiếc lá trong suốt để bẫy côn trùng bên trong bẫy của nó. Con côn trùng sẽ bối rối khi vào bẫy và cuối cùng rơi sâu hơn vào lá bẫy. Bên cạnh đặc điểm này, Darlingtonia còn có lông hướng xuống để bẫy côn trùng ngày càng sâu hơn trong bẫy.

Sarracenia và Heliamphora đều có lông hướng xuống bên trong bẫy để bẫy con mồi. Do những sợi lông này, con mồi buộc phải chui vào phần dưới của bình đựng thức ăn, đi vào dịch tiêu hóa.

Một khi con mồi rơi hoặc chui vào bẫy của bình, con mồi cuối cùng sẽ rơi vào dịch tiêu hóa bên trong bẫy. Tiếp theo là giai đoạn, giai đoạn tiêu hóa.

Giai đoạn 3: Cách cây nắp ấm tiêu hóa con mồi của chúng

Nước tiêu hóa có trong cây nắp ấm bắt côn trùng không phải là nước thường. Nó thực sự chứa một số loại hóa chất đặc biệt cũng được tìm thấy trong dạ dày của chúng ta có thể dễ dàng nhai và tiêu hóa da của côn trùng một cách từ từ cho đến khi nó hòa tan hoàn toàn và cuối cùng trông giống như nước trái cây.

Các chất lỏng có bên trong cây nắp ấm có nhiệm vụ làm chết côn trùng mà cơ thể chúng đang dần bị phân giải. Hành động phân giải cũng có thể là kết quả của hoạt động của vi khuẩn hoặc cũng có thể là do các enzym do chính cây tiết ra. Một số loài cây nắp ấm có chứa ấu trùng côn trùng tương hỗ, chúng thường ăn những con mồi bị mắc kẹt, sau đó chúng sẽ được cây hấp thụ chất thải của chúng.

Sau khi toàn bộ quá trình được thực hiện, con mồi được chuyển hóa thành dung dịch axit amin, peptit, photphat, amoni và thực vật sẽ nhận được toàn bộ dinh dưỡng từ đây.

* Chọn lọc tự nhiên là gì?

Chọn lọc tự nhiên là sự bảo tồn những sai dị cá thể và những biến đổi có lợi. Hay là sự đào thải những sai dị cá thể và những biến đổi có hại thì được gọi là chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên có tính chất là tự phát, không có mục đích định trước. Nhưng dần đi đến kết quả làm cho các loài ngày một thích nghi với điều kiện sống.

* Cơ chế của chọn lọc tự nhiên

Cơ chế chọn lọc tự nhiên phụ thuộc vào một số trường hợp:

Yếu tố di truyền: Con cái thừa hưởng đặc điểm của chúng từ bố mẹ dưới dạng gen.

Biến thể cá thể di truyền: Các thành viên của quần thể có sự khác biệt nhỏ về chiều cao, thị lực, hình dạng mỏ, tỷ lệ sản xuất trứng hoặc các đặc điểm khác có thể ảnh hưởng đến sự sống sót và sinh sản. Nếu một tính trạng có cơ sở di truyền, nó có thể được truyền lại cho con cái.

Sản xuất quá mức của chó con: Trong bất kỳ thế hệ nào, quần thể có xu hướng tạo ra các thế hệ có thể chịu được tuổi sinh sản.

Cạnh tranh về tài nguyên: Do dân số quá đông, các cá nhân phải cạnh tranh để có thức ăn, tổ, vợ hoặc các nguồn lực khác ảnh hưởng đến khả năng nhân lên thành công.

Với tất cả các yếu tố này, sự chọn lọc tự nhiên chắc chắn sẽ diễn ra. Các thành viên sinh sản nhiều nhất của một quần thể, theo định nghĩa, để lại nhiều con cái cho thế hệ tiếp theo.

Trong bất kỳ thế hệ nào, quần thể có xu hướng sinh ra nhiều con cái hơn chúng có thể chịu được tuổi sinh sản.

* Điều kiện cần thiết cho chọn lọc tự nhiên để hoạt động

Biến đổi kiểu hình:

Sự biểu hiện ra một kiểu hình của một cơ thể phụ thuộc vào sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường. Yếu tố được xem như không biến đổi là kiểu gen. Sự biến đổi kiểu hình trong các trường hợp trên do tác động của môi trường. Thường biến là những biến đổi ở kiểu hình phát sinh trong đời cá thể dưới ảnh hưởng trực tiếp của môi trường.

Kế thừa:

Một khía cạnh quan trọng của chọn lọc tự nhiên là các đặc điểm có thể được di truyền, nghĩa là chúng có thể được truyền lại cho các thế hệ tiếp theo. Một cá nhân có thể thích nghi với một điều kiện môi trường cụ thể, nhưng nếu anh ta không để lại hậu duệ, đặc điểm sinh tồn của anh ta sẽ biến mất và sẽ không đóng góp vào sự tiến hóa của loài.

Thích nghi sinh học khác biệt:

Phát triển quá mức và tài nguyên hạn chế kích thích một cuộc đấu tranh sinh tồn trong đó một số sinh vật còn tồn tại và một số khác thì không. Thành công sống sót không phải là một quá trình ngẫu nhiên mà một phần do một số khác biệt tồn tại giữa các sinh vật.

Theo nghĩa này, một số cá thể có thể có những đặc điểm khiến chúng thích nghi tốt hơn với một môi trường nhất định, điều đó có nghĩa là chúng có khả năng sinh sản và có nhiều con hơn những cá thể có đặc điểm ít được ưa thích hơn. Sự thay đổi này ủng hộ sự thành công sinh sản của cá nhân.

>>> Tham khảo: Trong tiến hoá, chọn lọc tự nhiên được xem là nhân tố tiến hoá cơ bản nhất vì?