Bài giảng Đa dạng sinh học và bảo tồn
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN SƢ PHẠM TỰ NHIÊN
-------*****-------
ÔNG VĨNH AN
BÀI GIẢNG:
ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN
(BIODIVERSITY AND CONSERVATION)
Nghệ An, 2018
CHƢƠNG I. MỞ ĐẦU
1. Nắm và hiểu được các định nghĩa khác nhau về Đa dạng sinh học. Những giá trị chính của
ĐDSH.
2. Nắm được mục tiêu và đối tượng nghiên cứu của ĐDSH.
3. Khái niệm về sinh học bảo tồn.
PHẦN GHI CHÚ
PHẦN NỘI DUNG
1. Định nghĩa
Thuật ngữ "Đa dạng sinh học" lần đầu tiên được Norse và
McManus (1980) định nghĩa, bao hàm hai khái niệm có liên
quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di
truyền trong một loài) và đa dạng sinh thái (số lượng các loài
trong một quần xã sinh vật). Có nhiều định nghĩa khác về
ĐDSH:
-
ĐDSH là toàn bộ gen, các loài và các hệ sinh thái trong
một vùng hoặc trên toàn thế giới.
-
ĐDSH là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình thức,
mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài
và đa dạng hệ sinh thái [FAO].
-
-
-
ĐDSH là tính đa dạng, trạng thái khác nhau về đặc tính
hoặc chất lượng (R. Patrick, 1983).
ĐDSH là sự đa dạng và tính khác nhau của các sinh vật
sống và các phức hệ sinh thái mà chúng tồn tại trong đó.
Tính đa dạng có thể định nghĩa là một số lượng xác định
các đối tượng khác nhau và tần số xuất hiện tương đối của
chúng. Đối với ĐDSH, những đối tượng này được tổ chức
ở nhiều cấp độ, từ các hệ sinh thái phức tạp đến các cấu
trúc hoá học là cơ sở phân tử của vật chất di truyền. Do
đó, thuật ngữ này bao hàm các hệ sinh thái, các loài, các
gen khác nhau và sự phong phú tương đối của chúng
1
(OTA, 1987).
-
-
ĐDSH là tính đa dạng của sự sống và các quá trình hoạt
động của nó (U. S. Forest Service, 1990).
ĐDSH bao gồm tất cả các loài thực vật, động vật, vi sinh
vật, các hệ sinh thái và quá trình sinh thái học mà chúng
tham gia. Đây là khái niệm bao trùm cho mức độ phong
phú của tự nhiên, bao gồm cả số lượng và tần số xuất hiện
của các hệ sinh thái, các loài và các gen di truyền trong
một tổ hợp xác định (McNeely et al., 1990).
-
-
ĐDSH là tính đa dạng của sự sống ở mọi cấp độ tổ chức,
biểu hiện bởi số lượng và tần số xuất hiện tương đối của
các đối tượng (gen, sinh vật, hệ sinh thái) (EPA, 1990).
ĐDSH là toàn bộ sự đa dạng và khác nhau giữa các sinh
vật sống và trong chính sinh vật đó, cũng như đối với các
hệ sinh thái mà các sinh vật tồn tại trong đó; bao hàm cả
đa dạng hệ sinh thái hoặc đa dạng quần xã, đa dạng loài và
đa dạng di truyền (Pendinglegislation,U.S. Congress
1991).
-
ĐDSH là tính đa dạng của sinh vật ở mọi cấp độ, từ những
biến dị di truyền trong cùng một loài đến sự đa dạng của
các loài, giống/chi, họ và thậm chí cả các mức phân loại
cao hơn; bao gồm cả đa dạng hệ sinh thái, gồm cả các
quần xã sinh vật trong các sinh cảnh cụ thể và các điều
kiện vật lý mà chúng sinh sống trong đó (Wilson,1992).
ĐDSH là phức hệ vượt quá sự hiểu biết và có giá trị không
thể đo đếm được, đa dạng sinh học là toàn bộ tính đa dạng
của sự sống trên trái đất (Ryan,1992).
-
-
ĐDSH là tính đa dạng về cấu trúc và chức năng của các
dạng sống ở các mức di truyền, quần thể, loài, quần xã và
hệ sinh thái (Sandlund et al., 1993).
Theo Công ƣớc Đa dạng sinh học (1992):
2
- "Đa dạng sinh học" (biodiversity, biological diversity) là
sự phong phú của mọi cơ thể sống có trong tất cả các hệ sinh
thái trên cạn, đại dương và các thủy vực khác, cũng như các
phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một thành phần,...; thuật
ngữ này bao hàm sự khác nhau trong một loài, giữa các loài và
giữa các hệ sinh thái.
Theo định nghĩa của Quỹ Quốc tế về Bảo tồn Thiên
nhiên (World Wildlife Fund):
Đa dạng sinh học là “sự phồn thịnh của cuộc sống trên trái
đất, là hàng triệu loài động vật, thực vật và vi sinh vật, là những
nguồn gen của chúng và là các hệ sinh thái phức tạp cùng tồn
tại trong môi trường sống”.
Như vậy: đa dạng sinh học cần phải được xem xét ở ba
mức độ.
- Đa dạng Di truyền: là sự phong phú những biến dị trong
cấu trúc di truyền của các cá thể bên trong loài hoặc giữa các
loài; những biến dị di truyền bên trong hoặc giữa các quần thể.
- Đa dạng Loài: là sự phong phú về các loài được tìm thấy
trong các hệ sinh thái tại một vùng lãnh thổ xác định thông qua
việc điều tra, kiểm kê.
- Đa dạng HST: là sự phong phú về các kiểu HST khác
nhau ở cạn cũng như ở nước tại một vùng nào đó. Hệ sinh thái
là hệ thống bao gồm sinh vật và môi trường tác động lẫn nhau
mà ở đó thực hiện vòng tuần hoàn vật chất, năng lượng và trao
đổi thông tin.
2. Mục tiêu, đối tƣợng nghiên cứu của đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học là một phân môn của sinh học, đa dạng
sinh học lấy đối tượng là toàn bộ sinh vật sống trên trái đất làm
đối tượng nghiên cứu của mình.
Có 3 nhóm đa dạng cơ bản được tạo nên là: đa dạng di
truyền; đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái.
3
Như vậy, mục tiêu của đa dạng sinh học là tập trung
nghiên cứu sự đa dạng trong sinh vật từ di truyền cho đến các
hệ sinh thái.
Tuy nhiên, đối với mỗi cấp độ đa dạng sẽ có những mặt
thuận lợi và khó khăn riêng khi tiến hành nghiên cứu:
- Đối với đa dạng di truyền, các quần thể được thiết lập từ
các cá thể, mỗi một cá thể có một thành phần nhiễm sắc thể, các
nhiễm sắc thể được cấu thành từ các gen và gen được cấu thành
từ nucleotide.
- Ngược lại, trong đa dạng loài, giới, ngành, họ, chi, loài,
dưới loài, quần thể và cá thể hình thành nên một chuỗi tổ hợp,
trong đó tất cả các nhân tố ở mức thấp hơn nằm trong mỗi mức
cao hơn. Cùng với quá trình tiến hoá, sự tổ chức phân loại này
của đa dạng sinh học phản ánh một khái niệm tổ chức trung tâm
của sinh học hiện đại.
3. Giá trị của ĐDSH
ĐDSH có nhiều giá trị khác nhau, gồm các giá trị sử dụng
trực tiếp và các giá trị gián tiếp: phục vụ đời sống của con
người; giá trị sử dụng cho tiêu thụ; nâng cao chất lượng cây
4. Sinh học bảo tồn
Sinh học bảo tồn là một môn khoa học đa ngành, được xây
dựng nhằm hạn chế các mối đe dọa đối với ĐDSH (Soule,
1985).
Mục tiêu của sinh học bảo tồn:
- Tìm hiểu những tác động tiêu cực do các hoạt động của
con người gây ra đối với các loài, các quần xã và hệ sinh thái.
- Xây dựng các phương pháp tiếp cận để hạn chế sự tuyệt
diệt của các loài, khôi phục các loài đang có nguy cơ bị đe dọa.
4
------------------------------------------------------------------------------------------------
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG I.
1. Trình bày những quan điểm khác nhau về ĐDSH?
2. Trình bày những quan điểm của di truyền học về ĐDSH?
3. Trình bày cơ sở khoa học và quan điểm của phân loại học về ĐDSH?
4. Trình bày cơ sở khoa học và quan điểm của Sinh thái học về ĐDSH?
5. Mối quan hệ giữa Sinh vật với môi trường và sinh vật với sinh vật thể hiện như thế
nào? lấy ví dụ minh họa.
6. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu của ĐDSH? Ý nghĩa của nghiên cứu ĐDSH?
7. Cơ sở khoa học của Sinh học bảo tồn?
5
CHƢƠNG 2. CÁC CẤP ĐỘ CỦA CỦA ĐA DẠNG SINH HỌC
1. Nắm được các quan niệm về loài, Taxon phân loại.
2. Hiểu được nguyên nhân, cơ chế đa dạng di truyền, đa dạng loài và các Taxon
3. Nắm được tổng quát đa dạng di truyền ở Việt Nam
4. Nắm được tổng quát về sự đa dạng loài trên Thế giới.
5. Nắm được sự đa dạng về các Taxon phân loại
6. Nắm được đa dạng trong các HST trên cạn và dưới nước.
7. Nắm được đặc trưng HST ở Việt Nam.
PHẦN GHI CHÚ
PHẦN NỘI DUNG
2.1. ĐA DẠNG VỀ GEN
2.1.1. GEN VÀ CẤU TRÚC CỦA GEN
Đa dạng di truyền bao gồm các thành phần các mã di truyền
cấu trúc nên cơ thể sinh vật (nucleotides, genes, chromosomes) và
sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong một quần thể và giữa
các quần thể với nhau.
Đa dạng di truyền trong nội bộ loài thường là kết quả của
thuộc tính sinh sản của các cá thể trong quần thể. Một quần thể là
một nhóm các cá thể giao phối với nhau và sản sinh ra con cái hữu
thụ. Một loài có thể có một hay vài quần thể khác nhau. Một quần
thể có thể chỉ gồm một số ít cá thể hay có thể có hàng triệu cá thể.
Các cá thể trong một quần thể thường rất khác nhau về mặt
di truyền. Sự đa dạng về bộ gen có được do các cá thể có các gen
khác nhau, gen là một đơn vị di truyền cùng với những nhiễm sắc
thể được đặc trưng bởi những protein đặc biệt. Các dạng khác
nhau của gen được gọi là allen và những sự khác biệt nảy sinh qua
đột biến, là những sự thay đổi xảy ra trong DNA, đơn vị cấu thành
nhiễm sắc thể của cá thể. Sự khác biệt của các allen trong gen có
thể ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh lý của các cá thể một cách
khác nhau.
Tổng số các sắp xếp của gen và allen trong quần thể được
coi là quỹ gen (gene pool), trong khi một tổ hợp nào đấy của gen
6
và allen trong bất kỳ cá thể nào thì được gọi là kiểu di truyền
(genotype). Kiểu hình (phenotype) của một cá thể nói lên các đặc
điểm về hình thái, sinh lý, sinh hoá là kết quả của biểu hiện kiểu
gen trong một môi trường nhất định.
Sai khác di truyền cho phép các cá thể thích ứng với những
thay đổi của môi trường. Nhìn chung, các loài quí hiếm phân bố hẹp
ít có sự đa dạng di truyền hơn các loài có phân bố rộng và kết quả là
chúng dễ bị tuyệt chủng hơn khi điều kiện môi trường thay đổi.
2.1.2. Đa dạng gen (Gen, gen Alen, gen đa Alen, kiểu gen, vốn
gen)
2.1.2.1. Khái niệm:
+ Gen là một đoạn của phân tử Axit Nucleic mang thông tin
di truyền: quy định cấu trúc một phân tử Protit nào đó, một phân
tử ARN nào đó, một phản ứng nào đó hoặc điều khiển hoạt động
của gen
+ Gen Alen: là các gen có cùng nguồn gốc và cùng nằm
trên một vị trí xác định (Locus) trên cặp NST tương đồng làm
thành cặp gen Alen
+ Gen đa Alen: Là các gen dễ bị đột biến và tạo ra nhiều
trạng thái khác nhau của cùng một gen. Trong cơ thể chỉ có tối đa
2 Alen của cùng một gen, trong quần thể có mặt đầy đủ các Alen
của một gen.
+ Vốn gen: là tập hợp tất cả các gen của quần thể. Vốn gen
cùng lớn thì sự đa hình về kiểu gen và kiểu hình càng cao và đa
dạng về mức phản ứng và cơ hội tồn tại của quần thể càng cao.
+ Đa dạng di truyền bao gồm thành phần các mã di truyền
cấu trúc nên cơ thể sinh vật (nucleotides, genes, chromosomes) và
sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong một quần thể và giữa
các quần thể với nhau.
Đa dạng di truyền trong nội bộ loài thường là kết quả của
tập tính sinh sản của các cá thể trong quần thể (một số ít cá thể/
7
hoặc hàng triệu cá thể). Các cá thể trong một quần thể thường rất
khác nhau về mặt di truyền.
Đa dạng di truyền ở đây được hiểu là: đa dạng về gen, Vốn
gen, đa dạng về kiểu gen. Điều này là cơ sở dẫn đến đa dạng về
kiểu hình,
2.1.2.2. Nguyên nhân, cơ chế dẫn đến sự đa dạng gen
+ Nguyên nhân: do tác động của môi trường
+ Cơ chế dẫn đến đa dạng di truyền
- Do đột biến gen dẫn đến tăng vốn gen của quần
thể. Qua giao phối đã hình thành sự đa dạng kiểu gen
- Do đột biến NST: đối với thực vật và động vật bậc
thấp, đột biến NST có lợi cho nhóm SV này.
- Do Biến dị tổ hợp:
- Do tiếp hợp và trao đổi chéo
* Ở Vi khuẩn: hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo
(do lông giới tính) đẫn đến sự trao đổi vật chất di truyền tạo
nên biến dị tổ hợp
Hình 2.1. Hiện tƣợng tiếp hợp và trao đổi chéo của Vi
khuẩn
* Ở Động vật nguyên sinh cũng có hiện tượng tiếp
hợp và trao đổi vật chất di truyền ở trùng đế giày
(Paramecium caudatum)
8
2.2. Hiện tƣợng tiếp hợp và trao đổi chéo ở trùng đế giày P.
caudatum
* Ở thực vật và động vật bậc cao:
Trong quá trình giảm phân hình thành giao tử. Tại kỳ trước
của phân bào I giảm phân có hiện tượng các NST đồng dạng khác
nhau tiếp hợp và có thể xảy ra hiện tượng trao đổi chéo đoạn NST
tương đồng dẫn đến sự đổi chỗ của các gen Alen dẫn đến hiện
tượng hoán vị gen → tăng khả năng phát sinh loại giao tử mới →
tăng sự xuất hiện biến dị tổ hợp.
Hình 2.3. Hiện tƣợng tiếp hợp, trao đổi chéo của NST trong giảm phân
- Do Tải nạp (Vi khuẩn)
9
Hình 2.4. Hiện tƣợng tải nạp ở vi khuẩn
- Do biến nạp (Vi khuẩn)
Hình 2.5. Hiện tƣợng biến nạp của Vi khuẩn
- Các cá thể có các gen khác nhau (các alen khác nhau)
- Những sự khác biệt nảy sinh qua đột biến, là những sự
thay đổi xảy ra trong DNA, đơn vị cấu thành nhiễm sắc thể của cá
thể. Quỹ gen của loài càng lớn sự đa dạng di truyền càng cao.
2.1.2.3. Ý nghĩa đa dạng di truyền
Đa dạng di truyền cho phép các cá thể thích ứng với những
thay đổi của môi trường. Do đó các loài quí hiếm, phân bố hẹp: ít
có sự đa dạng di truyền hơn các loài có phân bố rộng nên dễ bị
tuyệt chủng hơn khi điều kiện môi trường thay đổi.
2.1.2.4. Đa dạng nguồn gen ở Việt Nam:
Theo đánh giá của Jucovski (1970), Việt Nam là một trong
12 trung tâm nguồn gốc giống cây trồng của thế giới. Mức độ
10
ĐDSH của hệ thực vật cây trồng ở Việt Nam cao hơn nhiều so với
dự đoán.
a. Nguồn gen giống cây trồng, vật nuôi:
Ở Việt Nam, hiện nay đang sử dụng trong sản xuất nông nghiệp 16
nhóm các loài cây trồng khác nhau như cây lương thực chính, cây
lương thực bổ sung, cây ăn quả, cây rau, cây gia vị, cây làm nước
uống, cây lấy sợi, cây thức ăn gia súc, cây bóng mát, cây công
nghiệp, cây lấy gỗ... với tổng số trên 800 loài cây trồng với hàng
nghìn giống khác nhau. Có 3 nhóm cây trồng đang được nông dân
sử dụng.
- Các giống cây trồng bản địa: Nhóm giống cây trồng này hiện nay
đang chiếm vị trí chủ đạo đối với nhiều loại cây trồng. Trong số
nhóm giống cây trồng này có những giống đã được nông dân sử
dụng và lưu truyền hàng nghìn năm nay.
- Các giống cây trồng mới: Là những giống cây có khả năng cho
năng suất cao và có một số đặc tính tốt khác như: phẩm chất nông
sản tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh cao... được các nhà khoa
học chọn lọc, lai tạo thành. Những năm gần đây các giống cây
trồng được các nhà khoa học chọn lọc và lai tạo mới cũng như các
loại giống cây trồng được nhập nội, trước khi đưa ra sản xuất rộng
rãi, được hội đồng khoa học Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn xem xét công nhận như lúa: 156 giống; ngô: 47 giống; đậu
tương: 22 giống; cao su: 14 giống; cà phê: 14 giống...
- Các giống cây trồng được nông dân ở các tỉnh biên giới trao đổi
với nhau qua biên giới hoặc mua bán qua đường tiểu ngạch.
Hiện nay, Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia đang bảo tồn 12.300
giống của 115 loài cây trồng. Đây là tài sản quý của đất nước,
phần lớn không còn trong sản xuất và trong tự nhiên nữa. Một bộ
phận quan trọng của số giống này là nguồn gen bản địa với nhiều
đặc tính quý mà duy nhất chỉ nước ta có.
11
Về vật nuôi, hiện nay Việt Nam có 14 loài gia súc và gia cầm đang
được chăn nuôi chủ yếu bao gồm 20 giống lợn trong đó có 14
giống nội, 21 giống bò (5 giống nội), 27 giống gà (16 giống nội),
10 giống vịt (5 giống nội), 7 giống ngan (3 giống nội), 5 giống
ngỗng (2 giống nội), 5 giống dê (2 giống nội), 3 giống trâu (2
giống nội), 1 giống cừu, 4 giống thỏ (2 giống nội), 3 giống ngựa (2
giống nội), bồ câu, hươu và nai (có khoảng 10 ngàn con hươu nai
được nuôi trong toàn quốc).
b. Đặc trưng đa dạng nguồn gen:
- Các biểu hiện của kiểu gen ở Việt Nam rất phong phú.
Riêng kiểu gen cây lúa có đến hàng trăm kiểu hình khác nhau, thể
hiện ở gần 400 giống lúa khác nhau.
- Các kiểu gen ở Việt Nam thường có nhiều biến dị, đột
biến. Trong đó có những biến dị xảy ra dưới tác động của các yếu
tố tự nhięn (sấm, chớp, bức xạ..), có những đột biến xảy ra do
những tác nhân nhân tạo. Đây là một trong những nguồn tạo giống
mới.
- ĐDSH gen ở Việt Nam chứa đựng khả năng chống chịu
và tính mềm dẻo sinh thái cao của các kiểu gen
2.2. ĐA DẠNG VỀ CÁC TAXON PHÂN LOẠI
2.2.1.GIỚI THIỆU VỀ CÁC TAXON PHÂN LOẠI
Luật quốc tế danh pháp động vật (International Code of
Zoological Nomenclature, bản hiệu đính lần thứ 4, có hiệu lực từ
tháng 1 năm 2000) giải thích:
Một đơn vị phân loại, bất kể là đã được định tên khoa học
hay chưa, là một quần thể hoặc một nhóm quần thể sinh vật,
thường được coi là một đơn vị đơn phát sinh (một quần thể địa
phương, một giống, một họ, một bộ) và có những đặc điểm chung,
khác biệt với các đơn vị tương tự khác. Mỗi Taxon bao gồm tất cả
các taxon phụ thuộc bậc thấp hơn và các cá thể sinh vật thuộc
12
taxon đó.
Các Taxon ở bậc loài và phân loài gọi là đơn taxon bậc thấp.
Các Taxon ở bậc trên loài, từ giống (hay chi) trở lên đến
ngành gọi là Taxon loại bậc cao.
Simpson (1961) định nghĩa: “Taxon là một nhóm sinh vật cụ
thể, được công nhận là một đơn vị chính thức ở một bậc bất kỳ
trong thang phân loại”.
E. Mayr (1991) định nghĩa cụ thể hơn: "Một Taxon là một
nhóm quần thể hay một nhóm Taxon đơn phát sinh (phát sinh từ
một tổ tiên chung), có thể nhận biết qua một số đặc điểm chung;
mỗi nhóm như vậy phải khác biệt rõ ràng để được nhận một tên
khoa học và xếp vào một bậc cụ thể trong thang phân loại sinh
vật.
- Đơn vị phân loại là nhóm phân loại của một bậc nào đó tách
riêng khá rõ và có một thứ hạng nhất định. Đơn vị phân loại là một
loài nhất định hoặc một đối tượng cụ thể.
Ví dụ: Loài nói chung không phải là đơn vị phân loại nhưng
một loài nhất định nào đó, ví dụ loài Nhông xanh Calotes
versicolor lại là một đơn vị phân loại. Hay họ Sáo - Sturnidae là
một đơn vị phân loại bậc cao, trong khi Họ nói chung không phải
là đơn vị phân loại.
2.2.1.1. Sự hình thành các Taxon phân loại.
Theo quan điểm tiến hóa tổng hợp sụ hihf thành các đơn vị
phân loại bậc cao là kết quả của quá trình tiến hóa lớn, là tác động
tổng hợp của các nhân tố tiến hóa (Quá trình đột biến, Quá trình
giao phối, Quá trình chọn lọc tự nhiên, Quá trình cách ly... tác
động trên toàn bộ sinh giới dẫn đến sự phân ly tính trạng và sự
đồng quy tính trạng. Kết quả hình thành các đơn vị phân loại
(Taxon) khác nhau (Hình....)
13
Hình 2.6. Sự hình thành Taxon phân loại bậc cao
2.2.1.2. Các Taxon phân loại: Ngành, lớp, chi, họ bộ, giống, loài.
- Nhiều loài có cùng tổ tiên họp thành một chi (giống)
(Genus)
- Nhiều chi có chung nguồn gốc hình thành một họ
(Family)
- Nhiều họ có chung nguồn gốc họp thành bộ (Ordo)
- Nhiều bộ có chung nguồn gốc hình thành lớp (Classis)
- Nhiều lớp có chung nguồn gốc hình thành ngành
Ví dụ: Lớp bò sát (Reptilia) gồm Bộ chủy đầu; bộ có vảy, bộ rùa,
bộ cá sấu
Bộ có vảy gồm: phân bộ thằn lằn và phân bộ rắn
Phân bộ rắn gồm: Họ rắn hai đầu, họ rắn lục, họ rắn giun,
họ rắn nước, họ rắn biển, họ rắn hổ, họ rắn hai đầu, họ rắn
mống...
Họ Rắn nước gồm: giống rắn ráo, giống rắn sọc dưa...
Giống rắn ráo gồm các loài: rắn ráo thường, rấn ráo trâu,
rắn ráo gờ...
Lớp lưỡng cư (Amphibia) gồm: bộ không đuôi, bộ có đuôi,
bộ không chân
2.2.1.3. Các Taxon phân loại cơ sở
a. Thuật ngữ về loài (Species)
a.1. Loài loại hình (Typological Species concept):
Quan niệm loài loại hình là quan niệm loài của thời Linnê trở
14
về trước, xuất phát từ quan điểm triết học Plato - triết học duy tâm
siêu hình.
Trong tự nhiên người ta thấy có sự đa dạng có thể quan sát
được: điều đó phản ánh sự tồn tại số lượng các loài loại hình
(type). Quan niệm loài loại hình là dựa vào hình thái để xác định,
sử dụng các dẫn liệu hình thái làm căn cứ.
- Mỗi loài thể hiện một loại hình nhất định, tạo hóa sinh ra
bao nhiêu loại hình thì có bấy nhiêu loài và chúng mãi mãi tồn tại.
- Các cá thể trong cùng một loài giống nhau, có cùng một
đặc điểm bản chất, hay còn gọi là đặc điểm bản thể (essence).
- Sự sai khác giữa các cá thể trong loài là rất hạn hữu.
a 2. Loài duy danh (Nominalistic species concept):
Những người chủ trương quan niệm loài duy danh (Occam
và những người cùng quan điểm) phủ định sự tồn tại khách quan
của loài và cho rằng trong thiên nhiên chỉ có các cá thể tồn tại mà
thôi, loài không tồn tại thực tế. Đây cũng là quan điểm của Buffon,
Lamac...
a.3. Loài sinh học (Biological species concept):
(i) Khái niệm về loài sinh học:
K. Jordan (1905) là người đầu tiên trình bày quan niệm loài
sinh học với những đặc điểm cơ bản như sau:
1/ Các thành viên của loài hình thành một cộng đồng sinh
sản (reproductive community). Các cá thể khác giới tính của một
loài động vật nhận biết nhau qua khả năng giao phối và tìm đến
nhau với mục đích sinh sản. Có rất nhiều cơ chế để bảo đảm khả
năng sinh sản của loài.
2/ Mỗi loài là một đơn vị sinh thái (ecologycal unit): mỗi loài
có một ổ sinh thái (ecological nich). Trong một địa phương cụ thể,
mỗi loài đều có quan hệ qua lại về nhiều mặt với các loài khác
cùng sống, cùng chia sẻ và cạnh tranh các điều kiện môi trường.
15
3/ Mỗi loài là một đơn vị di truyền (genetic unit): mỗi loài có
một nguồn gen (hay vốn gen) chung rất lớn, có cơ chế tự bảo vệ,
chống lại sự xâm nhập và pha trộn gen từ một nguồn gen khác và
có khả năng di truyền cho các thế hệ sau.
Mỗi cá thể là thành viên của loài chỉ mang một phần rất nhỏ
trong nguồn gen chung của loài, trong một thời gian nhất định.
Các cá thể khác giới tính trong loài có thể trao đổi gen và di truyền
lại cho các thế hệ sau.
Ba đặc điểm này của loài chứng tỏ loài là những quần thể
sinh vật hoàn toàn khác với loài theo định nghĩa của quan niệm
loài loại hình.
Ernt Mayr (1991) định nghĩa loài sinh học như sau:
”Loài là một nhóm các quần thể tự nhiên giao phối được với
nhau và cách ly về sinh sản với các nhóm khác”.
Định nghĩa về hình thái của loài thường được các nhà sinh
học hay các nhà phân loại học, sử dụng để định loại, đặt tên khoa học
cho những mẫu vật là những loài mới.
Định nghĩa về sinh học của loài là định nghĩa thường được
các nhà sinh học di truyền sử dụng do đây là cơ sở trong mối liên
hệ về gen hơn là các đặc điểm về cấu tạo hình thái khác.
Tuy nhiên, trong thực tế, định nghĩa sinh học của loài là
khó sử dụng bởi vì nó đòi hỏi những kiến thức về các cá thể thực
sự có khả năng trong việc giao phối với nhau, những thông tin như
vậy thường không phải lúc nào cũng có sẵn. Do vậy, trong thực tế
các nhà sinh học thực hành thường mô tả các loài này bằng các
đặc điểm hình thái cho đến khi loài đó được các nhà phân loại đặt
tên Latinh.
(ii) Đơn vị tồn tại thực của loài:
- Loài là tập hợp các quần thể đồng hương không đồng thời.
hay nói cách khác loài là tập hợp các quần thể có chung vốn gen,
có đặc điểm sinh lý, sinh hóa giống nhau phân bố ở các khu vực
16
khác nhau. Các địa phương có các quần thể thuộc loài họp thành
không gian gọi là Vùng phân bố của loài. Vùng phân bố của loài
được hạn chế bởi những yếu tố về Không gian và thời gian gọi là
Đường biên giới của Loài.
- Đơn vị tồn tại thực của loài là Quần thể; trong đó diễn ra
mối quan hệ mật thiết và đặc trưng cho loài (quan hệ hỗ trợ, quan
hệ cạnh tranh , quan hệ sinh sản...). Trong quần thể luôn tồn tại
những độ tuổi khác nhau: Non, trưởng thành, già) và đặc trưng về
cấu trúc di truyền.
- Quần thể là đơn vị sinh thái, đơn vị sinh sản và đơn vị di
truyền của loài.
(iii) Nguyên nhân và cơ chế tiên hóa đa dạng của loài:
- Nguyên nhân: Do tác động của môi trường sống
- Cơ chế tiến hóa đa dạng của loài: Do tác động tổng
hợp của các nhân tố tiến hóa: Quá trình đột biến,
Quá trình giao phối, Quá trình Chọn lọc tự nhiên và
các cơ chế cách ly. Trong đó:
Quá trình đột biến: Do ảnh hưởng của tác động
môi trường dẫn đến phát sinh đột biến gen, Đột
biến NST. Đột biến gen xảy ra phổ biến trong
quần thể (≈10-2). Đột biến gen đa phần là lặn nên
không thể hiện ngay thành kiểu hình có hại nên
không bị loại bỏ mà đi ngay vào tổ hợp gen dị
hợp tử. Đột biến gen được nhân lên thông qua
quá trình sinh sản biến quần thể trở thành kho dự
trữ về gen và làm tăng vố gen của quần thể. Đột
biến NST đặc biệt có ý nghĩa với sự phát sinh
những dạng mới (có thể là loài mới) đối với thực
vật. (Đột biến đa bội còn làm tăng sức sống của
sinh vật).
Quá trình giao phối: đưa các gen lặn có hại vào
17
tổ hợp gen dị hợp tử, có ý nghĩa bảo tồn nguồn
gen; Khi môi trường thay đổi thì giá trị của đột
biến có thể thay đổi từ dạng có hại trở nên có lợi
cho Sinh vật; Thông qua giao phối dẫn đến đa
dạng kiểu gen, đa dạng kiểu hình _ Nguyên liệu
cho quá trình chọn lọc tự nhiên (vì CLTN tác
động vào kiểu hình dẫn đến chọn lọc kiểu gen)
Quá trình tự phối hoặc giao phối gần: Dẫn đến
các gen lặn có thể nhanh chóng biểu hiện thành
kiểu hình có hại và bị CLTN đào thải ra khỏi vốn
gen của quần thể, làm tăng sức sống của quần thể
Quá trình CLTN: Sàng lọc và sáng tạo ra những
kiểu gen có khả năng biểu hiện thành kiểu hình
thích nghi; CLTN phân hóa khả năng sinh sản
của những kiểu gen thích nghi nhất. CLTN dẫn
đến sự hình thành đặc điểm thích nghi; CLTN
diễn ra theo nhiều hướng khác nhau dẫn đến sự
phân lý tính trạng có nghĩa là tù một dạng ban
đầu chỉ thích nghi với một điều kiện nhất định đã
hình thành nhiều dạng mới, mỗi dạng thích nghi
với điều kiện sống nhất định
Ví dụ: trong điều kiện băng giá, CLTN theo các
hướng khác nhau dẫn đến những dạng có đặc
điểm thích nghi khác nhau: Dạng lông dày, dạng
ngón chi móng vuốt phát triển có tập tính đào
hang trú lạnh, dạng có tập tính di cư, dạng có khả
năng tích mỡ dưới da dày...
Du nhập gen: Sự du nhập gen dẫn đến sự đa dạng
của vốn gen, đa dạng về biến dị tổ hợp có thể dẫn
đến sự xuất hiện những dạng mới. Du nhập gen
thường thấy ở Thực vật.
18
Sự cách ly: Có thể cách lý về sinh thái, cách ly
địa lý...dẫn đến sự ngăn ngừa quá trình giao phối,
ngăn ngừa quá trình trao đổi nguồn gen. Lâu dần
dẫn đến cách ly về di truyền, đồng nghĩa là sự ra
đời các đơn vị phân loại mới: Phân loài (loài
phụ), hoặc loài mới.
Theo quan điểm tiến hóa sự đa dạng loài là quá
trình biến đổi thành phần kiểu trên của quần thể,
bao gồm sự phát sinh đột biến, sự phát tán đột
biến qua giao phối, sự chọn lọc các đột biến và
biến dị tổ hợp có lợi, sụ cách ly di truyền giữa
quần thể đã biến đổi với quần thể gốc. Kết
quả là sự hình thành loài các loài mới từ loài ban
đầu.
Hình 2.7. Sự tiến hóa dẫn đến đa dạng loài
(iv). Các loại loài sinh học và đặc trưng của nó.
- Loài đồng hình: Là các loài có kiểu gen khác nhau
như kiểu hình rất giống nhau. Theo E.Mayr (1942) ở
Chim có 17000 loài thì có một nửa là loài đồng hình.
- Loài dị hình: Là loài có kiểu gen giống nhau nhưng
kiểu hình khác nhau. Những loài này có vốn gen lớn,
19
Tải về để xem bản đầy đủ
92 trang
13/01/2024
19480
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Đa dạng sinh học và bảo tồn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_da_dang_sinh_hoc_va_bao_ton.pdf
