Chương1: Lý thuyết tiến hoá đối với sinh học_1

tài liệu tham khảo môn sinh dành cho giáo viên, học sinh trung học phổ thông đang trong kì ôn thi tốt nghiệp và cũng cố kiến thức cho kì thi cao đẳng, đại học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương1: Lý thuyết tiến hoá đối với sinh học_1 Chương1: Lý thuyết tiến hoá đối với sinh họcNhững con ếch quái thai, một đề tài rất thú vị đối với kế hoạch nghiêncứu của một sinh viên đại học! Đó là những gì mà Pieter Johnson-1 sinhviên năm thứ 2 của đại học Stanford- đã suy nghĩ khi cậu ta gây ra sựchấn động trong giới khoa học cùng với pacific tree frogs có nhữngđôi chân quá khổ mọc ra từ cơ thể của chúng. Những con ếch này đượcbắt ở một bờ ao nhỏ của một ngôi làng gần các mỏ thủy ngân cũ ởAlmaden về phía Nam của San Jose,California. Các nhà khoa học trênthế giới đã báo cáo tình hình báo động về sự mất dần của rất nhiều loàiếch , có thể những con ếch quái vật này nắm giữ lời giải đáp vì sao cótình trạng rắc rối gặp phải ở các loài ếch trên thế giới. Các nguyên nhâncủa tình trạng biến hình này có thể là các chất hoá học nông nghiệp hoặccác kim loại nặng trong những quả mìn. Tuy nhiên nghiên cứu thư việnđã đề nghị các khả năng khác của Pieter.Pieter đã nghiên cứu 35 cái ao trong vùng các con ếch biến dạng nàyđược phát hiện. Cậu ấy đã đếm số lượng ếch trong các ao và kiểm trathành phần hoá học của nước. 13 ao có Pacific tree frogs , nhưng chỉcó 4 ao là có các con ếch biến dạng. Pieter ngạc nhiên khi việc phân tíchthành phần nước 4 ao này không phát hiện ra hàm lượng cao hơn của cácthuốc trừ sâu,chất hoá học Công nghiệp, hay các kim loại nặng trong cácao có những con ếch biến dạng. Và càng ngạc nhiên hơn,khi cậu ta chọnlựa những con ếch từ các ao này và cho chúng đẻ trứng trong phòng thínghiệm thì luôn thu được các con ếch bình thường. Điều khác biệt duynhất mà cậu ta quan sát được giữa các ao là các ao có những con ếchbiến dạng cũng có những con ốc sên nước ngọt.A Monster Phenemonon : Là sinh viên năm 2 đại học Stanford, PieterJohnson nghiên cứu về những cái ao, nơi cư trú của “pacific tree frogs” (Hyla regilla), để cố gắng phát hiện ra lý do giải thích sự xuất hiện củahàng loạt con ếch bị biến dạng. Vật được gắn vào như cái đuôi ở đâychính là 1 cái chân thêm.Những con ốc sên nước ngọt là ổ của rất nhiều loại sống kí sinh. Cácloài sống kí sinh tham gia vào vòng đời phức tạp ở một số giai đoạn, mỗiloại trong số chúng đòi hỏi một động vật chủ đặc biệt. Pieter tập trungvào khả năng có thể rằng một vài loại động vật kí sinh sử dụng các conốc sên như vật trung gian, đã gây bệnh cho các con ếch và gây ra hiệntượng biến dạng. Pieter đã tìm ra một loài thích hợp cho vòng đời này đólà một loài sâu béo nhỏ có tên là Ribeiroia , có mặt trong ao nơi mà cáccon ếch biến dạng được tìm thấy..Sau đó Pieter đã làm một thí nghiệm, cậu ta chọn các con ếch từ nhữngvùng mà không có các con ếch biến dạng và các con Ribeiroria. Rồi ấptrứng tại phòng thí nghiệm trong các hộp có hoặc không có loài kí sinh.Khi mà ở các hộp có loài kí sinh xuất hiện thì 85% các con ếch bị biếndạng . Một thí nghiệm xa hơn nữa đã giải thích tại sao không phải tất cảcác ếch đều bị biến dạng: sự nhiễm bệnh phải xuất hiện trước khi mộtcon nòng nọc bắt đầu mọc chân. Khi mà các con nòng nọc đã mọc chânmà bị nhiễm bệnh thì chúng không bị biến dạngQuá trình nghiên cứu của Pieter đã bắt đầu từ một câu hỏi được đặt rabởi quan sát trong tự nhiên. Cậu ta tự đưa ra các câu trả lời, quan sát rồilàm hẹp lại danh sách các khả năng, sau đó thực hiện các thí nghiệm đểkiểm tra trong những giả định thì điều nào là hợp lý nhất. Những thínghiệm đã giúp cậu ta đạt được một kết luận: các sự biến dạng là do loàiRibeiroia. Sự nghiên cứu của Pieter là 1 ví dụ điển hình của việc áp dụngcác phương pháp khoa học trong sinh học.Sinh học (biology) là môn học khoa học của những điều trong cuộcsống. Các nhà sinh học nghiên cứu từ cấp độ tế bào cho đến cấp độ toànbộ hệ sinh thái. Họ nghiên cứu các sự kiện diễn ra trong 1 phần triệugiây cho đến các sự kiện kéo dài hàng triệu năm. Các nhà sinh học đặt racác dạng câu hỏi khác nhau và sử dụng rất nhiều các công cụ, nhưng họsử dụng các phương pháp khoa học khác nhau. Kết quả mà họ thu đượclà hiểu được chức năng cơ thể ( và các bộ phận của cơ thể) , và sử dụngcác hiểu biết đó để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống. Trong chươngnày, chúng tôi sẽ làm rõ hơn về những điều mà một nhà sinh học thựchiện. Đầu tiên, chúng tôi sẽ diễn tả các tính chất của những điều trongcuộc sống,các sự kiện tiến triển chính trong lịch sử cuộc sống của tráiđất, và sự tiến hoá đa dạng của cuộc sống. Sau đó chúng tôi bàn tới cácphương pháp mà các nhà sinh học sử dụng để nghiên cứu về chức năngcủa cuộc sống. Và ở cuối chương, chúng tôi sẽ bàn về cách làm sao đểnhững hiểu biết của các nhà sinh học có thể được sử dụng giúp cho giảiquyết vấn đề cuộc sống của cộng đồng.Sự sống là gì?Trước khi tìm hiểu về việc nghiên cứu sự sống, chúng ta cần thống nhấtsự sống là gì. Mặc dù tất cả chúng ta đều biết những dạng sự sống quanhta hàng ngày, nhưng thật khó để định nghĩa sự sống một cách rõ ràng.Có một định nghĩa ngắn gọn về sự sống như sau: một đơn vị có tính ditruyền, có khả năng trao đổi chất, tái sinh (reproduction), và tiến hóa(evolution). Phần lớn quyển sách này đề cập những đặc tính trên của sựsống và làm thế nào chúng phối hợp với nhau để giúp cơ thể sống sót vàtái sinh( hình 1.1). Bản tóm tắt khái quát sau đây sẽ giúp cho các bạnnghiên cứu về các tính chất đó.1.1 Những mặt khác nhau của 1 đời sống: Sâu bướm, nhộng và bướmtrưởng thành là những giai đoạn khác nhau trong 1 vòng đời của 1 conbướm chúa (Danaeus plexippus). Sâu bướm thu thập những nguyên liệuvà năng lượng cần thiết để thực hiện hàng triệu các phản ứng chuyểnhóa dẫn đến sự sinh trưởng và biến đổi, đầu tiên từ sâu bướm chuyểnthành nhộng và cuối cùng thành bướm trưởng thành thích ứng cho việcsinh sản và phát tán. Sự biến đổi từ dạng này sang dạng khác được khởisự từ các dấu hiệu từ bên trong cơ thể.Sự trao đổi chất bao gồm sự biến đổi vật chất và năng lượngTrao đổi chất (metabolism) : toàn bộ các hoạt động hoá học của cơ thểs ...