D.4.1 · Chọn lọc tự nhiên

Tài liệu này bao gồm các chủ đề SL đã chọn cho khóa học lần đầu đánh giá trong 2025; đây không phải là toàn bộ chương trình.

Kiến thức nền tảng: biến dị và di truyền từ D.1 và bằng chứng tiến hóa từ A.4.1.

Các ví dụ là gốc và hư cấu: chúng không phải là số đo thực tế hay các cuộc điều tra của học sinh thực tế.

Giải thích hiện tượng này là gì?

• Sau nhiều mùa hè khô hạn, hầu hết cây trong quần thể có rễ sâu hơn thế hệ ông bà của chúng. Không ai chủ đích chọn lọc này — làm sao quần thể lại thay đổi?

Xây dựng mô hình

• Chọn lọc tự nhiên cần ba yếu tố: biến dị di truyền tồn tại trong quần thể; một áp lực chọn lọc khiến một số kiểu hình sống sót và sinh sản tốt hơn những kiểu hình khác; và alen của các kiểu hình thành công trở nên phổ biến hơn ở thế hệ sau. Qua nhiều thế hệ, tính trạng của quần thể sẽ dịch chuyển.
• Đột biến có thể xảy ra trước hoặc trong quá trình tiếp xúc với áp lực chọn lọc; nó không được định hướng bởi nhu cầu của sinh vật. Chọn lọc tác động lên biến dị di truyền có sẵn. Qua nhiều thế hệ, tần số alen của quần thể có thể thay đổi.
• Chọn lọc tự nhiên: Quá trình mà các biến dị có thể di truyền phù hợp với môi trường để lại nhiều con cái hơn, làm thay đổi tần số alen qua các thế hệ; Biến dị: Sự khác biệt di truyền giữa các cá thể trong một quần thể; Áp lực chọn lọc: Yếu tố môi trường ảnh hưởng đến khả năng sống sót hoặc sinh sản; Tần số alen: Tỷ lệ của một alen cụ thể so với tổng số bản sao của gen đó trong quần thể.

Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình

• Mô hình dự đoán hướng thay đổi: sau nhiều lần hạn hán lặp lại, hãy đo tần số alen rễ sâu trong các mẫu hạt lưu trữ hoặc mẫu phân tích theo thời gian — nó nên tăng lên. Nếu không, lời giải thích bị bác bỏ.
• Một phép thử công bằng so sánh CÙNG một quần thể theo thời gian hoặc các quần thể tương đương nhau qua một ranh giới, để việc di cư hay sai lệch lấy mẫu không thể giả vờ sự thay đổi.

Bắt đầu từ các đại lượng đã biết

• Đã biết: trước hạn hán, 200 bản sao gene bao gồm 90 bản sao alen rễ sâu; sau vài thế hệ, 120 trong 200. Tần số alen = số bản sao alen / tổng số bản sao. Trước: 90/200 = 45%. Sau: 120/200 = 60%. Tần số đã tăng 15 điểm phần trăm — bằng chứng cho thấy chọn lọc đang tác động lên quần thể.

Ví dụ:

Trong một thế hệ mới, 140 trong 200 bản sao mang alen rễ sâu. Tìm tần số và sự thay đổi so với thế hệ trước bằng cùng quy trình: đại lượng đã biết → mô hình → mối liên hệ → thay thế → đơn vị và diễn giải. (Đáp án: 140/200 = 70%; thay đổi = 70% − 60% = +10 điểm phần trăm. Tổng tần số hai alen tại một gene bằng 100%.)

Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó

• Sự dịch chuyển tần số cho thấy mối liên hệ giữa tính trạng và khả năng sống sót; để chứng minh cơ chế này, cần biến dị phải có tính di truyền và sự chênh lệch sống sót được đo lường. Drift di truyền ở quần thể nhỏ có thể làm thay đổi tần số mà không cần chọn lọc.

Cảnh báo:

Một sinh vật phát triển một đặc điểm thích nghi hữu ích trong đời mình vì nó cần thiết. Nhận định này là sai: đột biến mang tính ngẫu nhiên đối với nhu cầu — các alen rễ sâu đã tồn tại trước hạn hán. Chọn lọc chỉ thay đổi loại kiểu hình nào để lại nhiều con cái hơn; cá thể không tiến hóa.

Tóm tắt:

Chọn lọc tự nhiên: biến dị di truyền + áp lực chọn lọc + sinh sản không đồng đều làm thay đổi tần số alen qua các thế hệ. Theo dõi sự thay đổi bằng cách chia số alen cho tổng số bản sao, và nhớ rằng chính quần thể tiến hóa — chưa từng là cá thể.

Viết từ tần số a là 0.4

• Một quần thể 100 cây có kiểu gen AA 36, Aa 48, aa 16.
• Tính tần số a: (48 + 32) ÷ 200 = 0.4 — đếm số alen, không phải số cá thể.

Viết từ tần số 0.29 sau chọn lọc

• Hạn hán tiêu diệt toàn bộ cây aa rễ nông; những 84 cây còn lại (AA 36 + Aa 48) sinh sản ngang nhau.
• Tính tần số a mới: 48 ÷ 168 ≈ 0.29 — chọn lọc đã thay đổi pool alen, chứ không chỉ một cây cụ thể.

Viết từ hướng của sự dịch chuyển

• Thế hệ sau chỉ phát triển từ hạt của những cá thể sống sót.
• Hãy nêu các alen nào tăng: a giảm về 0.29 và thấp hơn; A tăng — quần thể tiến hóa, còn các cá thể thì không.