Khai niệm tiến hóa tiền sinh học

Sự tiến hóa sinh học được định nghĩa là bất kỳ thay đổi di truyền nào trong một quần thể được thừa kế qua nhiều thế hệ. Những thay đổi này có thể nhỏ hoặc lớn, đáng chú ý hoặc không đáng chú ý. Để một sự kiện được coi là một thể hiện của sự tiến hóa, những thay đổi phải xảy ra ở cấp độ di truyền của một quần thể và được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Điều này có nghĩa rằng các gen , hoặc cụ thể hơn, các alen trong dân số thay đổi và được truyền lại.

Những thay đổi này được nhận thấy trong kiểu hình [thể hiện các đặc điểm thể chất có thể được nhìn thấy] của dân số.

Một sự thay đổi về mức độ di truyền của một quần thể được định nghĩa là một sự thay đổi quy mô nhỏ và được gọi là vi phân. Sự tiến hóa sinh học cũng bao gồm ý tưởng rằng tất cả cuộc sống được kết nối và có thể được truy tìm trở lại một tổ tiên chung. Điều này được gọi là macroevolution.

Evolution là gì không

Sự tiến hóa sinh học không được định nghĩa đơn giản là thay đổi theo thời gian. Nhiều sinh vật trải qua những thay đổi theo thời gian, chẳng hạn như giảm cân hoặc tăng cân. Những thay đổi này không được coi là trường hợp tiến hóa bởi vì chúng không phải là những thay đổi di truyền có thể được truyền cho thế hệ tiếp theo.

Evolution có phải là lý thuyết không?

Tiến hóa là một lý thuyết khoa học được đề xuất bởi Charles Darwin . Một lý thuyết khoa học đưa ra các giải thích và dự đoán cho các hiện tượng tự nhiên dựa trên các quan sát và thử nghiệm. Loại lý thuyết này cố gắng giải thích cách các sự kiện được nhìn thấy trong thế giới tự nhiên hoạt động.

Định nghĩa của một lý thuyết khoa học khác với ý nghĩa chung của lý thuyết, được định nghĩa là phỏng đoán hoặc giả định về một quá trình cụ thể. Ngược lại, một lý thuyết khoa học tốt phải có khả năng kiểm chứng, giả mạo, và được minh chứng bằng bằng chứng thực tế.

Khi nói đến một lý thuyết khoa học, không có bằng chứng tuyệt đối.

Đó là một trường hợp xác nhận tính hợp lý của việc chấp nhận một lý thuyết như một lời giải thích khả thi cho một sự kiện cụ thể.

Lựa chọn tự nhiên là gì?

Chọn lọc tự nhiên là quá trình mà các thay đổi tiến hóa sinh học diễn ra. Lựa chọn tự nhiên tác động đến dân số chứ không phải cá nhân. Nó dựa trên các khái niệm sau:

• Các cá nhân trong một quần thể có những đặc điểm khác nhau có thể được kế thừa.
• Những cá nhân này tạo ra nhiều trẻ hơn môi trường có thể hỗ trợ.
• Các cá nhân trong một quần thể phù hợp nhất với môi trường của họ sẽ để lại nhiều con cái hơn, dẫn đến sự thay đổi trong trang điểm di truyền của một quần thể.

Các biến thể di truyền phát sinh trong một quần thể xảy ra tình cờ, nhưng quá trình chọn lọc tự nhiên thì không. Chọn lọc tự nhiên là kết quả của sự tương tác giữa các biến thể di truyền trong dân số và môi trường.

Môi trường xác định biến thể nào thuận lợi hơn. Cá nhân có đặc điểm phù hợp hơn với môi trường của họ sẽ sống sót để tạo ra nhiều con hơn những cá nhân khác. Do đó, các đặc điểm thuận lợi hơn được chuyển cho toàn bộ dân số. Ví dụ về biến đổi di truyền trong một quần thể bao gồm các lá cây ăn thịt , bọ chét có sọc , rắn bay , động vật đã chết và động vật giống lá .

Sự biến đổi di truyền xảy ra như thế nào trong một quần thể?

Biến đổi di truyền xảy ra chủ yếu thông qua đột biến DNA , dòng gen [chuyển động của các gen từ một quần thể này sang dân số khác] và sinh sản hữu tính . Do thực tế là các môi trường không ổn định, các quần thể biến đổi gen sẽ có khả năng thích nghi với các tình huống thay đổi tốt hơn so với các tình huống không chứa các biến thể di truyền.

Sinh sản hữu tính cho phép biến đổi di truyền xảy ra thông qua tái tổ hợp di truyền . Sự tái tổ hợp xảy ra trong quá trình hồi sinh và cung cấp một cách để tạo ra sự kết hợp mới của alen trên một nhiễm sắc thể đơn. Phân loại độc lập trong thời gian meiosis cho phép một số lượng vô hạn của sự kết hợp của các gen.

Sinh sản hữu tính làm cho nó có thể lắp ráp các kết hợp gen thuận lợi trong một quần thể hoặc loại bỏ các kết hợp gen bất lợi từ một quần thể.

Các quần thể có sự kết hợp di truyền thuận lợi hơn sẽ tồn tại trong môi trường của chúng và sinh sản nhiều con hơn so với những kết hợp di truyền kém thuận lợi hơn.

Sinh học tiến hóa so với sự sáng tạo

Lý thuyết tiến hóa đã gây ra tranh cãi từ thời điểm giới thiệu cho đến hôm nay. Cuộc tranh luận bắt nguồn từ nhận thức rằng sự tiến hóa sinh học là mâu thuẫn với tôn giáo liên quan đến sự cần thiết của một người sáng tạo thiêng liêng. Các nhà tiến hóa cho rằng sự tiến hóa không giải quyết được vấn đề liệu Thượng đế có tồn tại hay không, mà cố gắng giải thích cách thức hoạt động của các quy trình tự nhiên.

Tuy nhiên, khi làm như vậy, không có lối thoát thực tế là sự tiến hóa mâu thuẫn với một số khía cạnh của một số tín ngưỡng tôn giáo. Ví dụ, các tài khoản tiến hóa cho sự tồn tại của cuộc sống và tài khoản kinh thánh của sáng tạo là khá khác nhau.

Evolution cho thấy rằng tất cả cuộc sống được kết nối và có thể được truy trở lại một tổ tiên chung. Một cách giải nghĩa theo nghĩa đen về sự sáng tạo của Kinh Thánh cho thấy rằng cuộc sống được tạo ra bởi một sự siêu nhiên mạnh mẽ [Thiên Chúa].

Tuy nhiên, những người khác đã cố gắng kết hợp hai khái niệm này bằng cách cho rằng sự tiến hóa không loại trừ khả năng của sự tồn tại của Thượng đế, mà chỉ giải thích quá trình mà Thượng đế tạo ra cuộc sống. Quan điểm này, tuy nhiên, vẫn mâu thuẫn với một sự giải thích theo nghĩa đen của sự sáng tạo như được trình bày trong kinh thánh.

Trong việc giải quyết vấn đề, một sự tranh cãi lớn giữa hai quan điểm là khái niệm về sự biến đổi vĩ mô. Đối với hầu hết các phần, các nhà tiến hóa và sáng tạo đồng ý rằng vi mô xảy ra và có thể nhìn thấy trong tự nhiên.

Macroevolution, tuy nhiên, đề cập đến quá trình tiến hóa diễn ra trên mức độ loài, trong đó một loài tiến hóa từ một loài khác. Điều này trái ngược hoàn toàn với quan điểm của Kinh Thánh rằng Thiên Chúa đã đích thân tham gia vào việc hình thành và tạo ra các sinh vật sống.

Hiện tại, cuộc tranh luận về sự tiến hóa / sáng tạo vẫn tiếp tục và dường như sự khác biệt giữa hai quan điểm này không thể sớm được giải quyết.

– Tiến hóa hóa học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các hợp chất hữu cơ từ các hợp chất vô cơ.

– Tiến hóa tiền sinh học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các tế bào sơ khai [protobion].

– Tiến hóa sinh học là giai đoạn tiến hóa từ những tế bào đầu tiên hình thành nên các loài sinh vật như ngày nay dưới tác động của các nhân tố tiến hóa.

I. TIẾN HOÁ HOÁ HỌC

1. Quá trình hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ

– Giả thuyết: Các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên Trái đất có thể được hình thành bằng con đường tổng hợp hóa học từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng tự nhiên như sấm, sét, tia tử ngoại, núi lửa, …

– Thí nghiệm chứng minh của Milơ và Urây [1953]: Cho phóng điện liên tục 1 tuần qua hỗn hợp: hơi nước, CO2, CH4, NH3 trong bình thủy tinh 5l → thu được một số axit amin.

2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ

– Thí nghiệm chứng minh của Fox và cs [1950]:

            + Cho tia tử ngoại chiếu vào hỗn hợp: hơi nước, CH3, CO, NH3 → thu được 1 số axit amin;

            + đun hỗn hợp các axit amin khô ở to = 150 – 1800C → thu được các mạch pôlipeptit ngắn gọi là prôtêin nhiệt.

=> Quá trình hình thành các đại phân tử khi Trái đất mới được hình thành:

            + Trong khí quyển nguyên thuỷ có: NH3, CH4, CO, NH3, C2N2, [xyanogen]; chưa có O2, N2 tự do; nhờ các nguồn năng lượng như tia tử ngoại, núi lửa, tia chớp, …. → tạo nên các đơn phân như: axit amin, nuclêôtit, đường đơn, axit béo.

            + Trong những điều kiên nhất định, các đơn phân → tạo thành các đại phân tử.

3. Quá trình nên khả năng tự nhân đôi, … của các đại phân tử hữu cơ

– Vật chất di truyền đầu tiên được hình thành là ARN mà không phải ADN vì: ARN có thể tự nhân đôi mà không cần đến enzim [prôtêin]

– Quá trình tiến hóa tạo nên các phân tử ARN và ADN: Các nuclêôtit kết hợp với nhau → nhiều phân tử ARN khác nhau → CLTN chọn lọc ra các phân tử ARN có khả năng nhân đôi tốt hơn, có hoạt tính enzim tốt hơn → Từ ARN tổng hợp nên ADN → ADN thay thế cho ARN trong việc lưu trữ, bảo quản thông tin di truyền [vì ADN có cấu trúc bền vững hơn, phiên mã chính xác hơn ARN]

– Quá trình tiến hóa tạo nên khả năng nhân đôi và dịch mã các phân tử ARN và ADN: Các axit amin liên kết yếu với ARN → ARN như 1 khuôn mẫu để các axit amin bám vào và sau đó chúng liên kết với nhau tạo nên các chuỗi pôlipeptit ngắn → các chuỗi pôlipeptit ngắn này xúc tác cho quá trình phiên mã và dịch mã → CLTN chọn lọc ra phức hợp các phân tử hữu cơ có thể phối hợp với nhau để tạo nên các cơ chế nhân đôi và dịch mã.

II. TIẾN HOÁ TIỀN SINH HỌC

– Các đại phân tử như lipit, prôtêin, các axit nuclêic, … xuất hiện trong nước và tập trung với nhau → Lớp màng lipit hình thành bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử hữu cơ tạo nên các giọt nhỏ li ti → Hình thành lớp màng.

– CLTN tác động làm những giọt nhỏ tiến hóa thành các tế bào sơ khai.

– Thí nghiệm chứng minh:

            + Cho lipit vào nước cùng một số các chất hữu cơ khác nhau → tạo ra các giọt lipôxôm có biểu hiện 1 số đặc tinh sơ khai của sự sống như phân đôi, trao đổi chất với môi trường.

            + Tạo thành các giọt côaxecva có biểu hiện 1 số đặc tinh sơ khai của sự sống từ các hạt keo.

* KẾT LUẬN: Sự sống đầu tiên trên trái đất được hình thành bằng con đường hoá học theo 4 bước:

+ Hình thành các đơn phân

+ Trùng phân các đơn phân thành các đại phân tử

+ Tương tác giữa các đại phân tử hình thành nên cơ chế tự nhân đôi

+ Hình thành nên tế bào sơ khai

Sơ đồ hai giai đoạn phát sinh sự sống