Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Bằng chứng phôi sinh học
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em giải thích được vì sao những đặc điểm giống nhau ở giai đoạn phôi sớm của các loài động vật có xương sống là bằng chứng cho quan hệ họ hàng, dù cơ thể trưởng thành của chúng có thể rất khác nhau.
Kiến thức nền cần nhớ
Bài trước em so sánh cơ quan đã trưởng thành. Bài này lùi về thời điểm sớm hơn nhiều — giai đoạn phôi, trước khi những khác biệt giữa các loài kịp thể hiện rõ (same-grade bridge).
Khởi động
Phôi cá, phôi gà và phôi người ở giai đoạn rất sớm trông khá giống nhau, dù ba loài lớn lên thành ba cơ thể hoàn toàn khác biệt. Nếu ba loài này không có họ hàng gì với nhau, phôi của chúng có lý do gì để giống nhau đến vậy ở giai đoạn đầu?
Kiến thức trọng tâm
Ở giai đoạn phôi sớm, phần lớn động vật có xương sống — từ cá, lưỡng cư, bò sát, chim cho tới thú — đều mang chung một số đặc điểm: một dãy khe ở vùng hầu (khe mang hầu), một cấu trúc dạng que chạy dọc lưng gọi là dây sống, và một chiếc đuôi kéo dài ra sau hậu môn. Ở phôi cá, các khe mang hầu này phát triển tiếp thành mang thật, dùng để hô hấp dưới nước. Ở phôi người, cùng những khe đó lại biến đổi thành các cấu trúc khác hẳn ở vùng đầu và cổ, không hề liên quan tới hô hấp — người trưởng thành không có mang.
Phôi người không cần một cấu trúc dạng khe mang để sống sót hay phát triển — cấu trúc đó không phục vụ chức năng gì cho phôi người cả. Nếu người và cá hoàn toàn không có quan hệ họ hàng, sẽ chẳng có lý do gì để phôi người phải đi qua một giai đoạn mang dấu vết cấu trúc vốn dành cho hô hấp dưới nước. Đặc điểm phôi này chỉ hợp lý khi hiểu rằng người và cá cùng thừa hưởng một khuôn phát triển phôi chung từ một tổ tiên động vật có xương sống rất xa xưa, trước khi hai nhánh tách ra và mỗi nhánh phát triển tiếp theo hướng riêng.
Càng về sau trong quá trình phát triển, phôi của các loài càng phân hoá rõ rệt — phôi cá tiếp tục hình thành mang và vây, phôi chim hình thành cánh và mỏ, phôi người hình thành tay chân và không còn dấu vết đuôi rõ rệt khi chào đời. Bảng dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa giai đoạn phôi sớm và giai đoạn trưởng thành ở ba nhóm:
| Đặc điểm | Cá | Gà | Người |
|---|---|---|---|
| Khe mang hầu ở phôi sớm | Có | Có | Có |
| Đuôi ở phôi sớm | Có | Có | Có |
| Mang ở cơ thể trưởng thành | Có | Không | Không |
| Đuôi rõ ở cơ thể trưởng thành | Có | Có (lông đuôi) | Không (chỉ còn xương cụt thoái hoá) |
Ba loài giống nhau hoàn toàn ở hai hàng đầu của bảng — giai đoạn phôi sớm — nhưng khác nhau rõ rệt ở hai hàng dưới, khi mỗi loài đã phát triển theo hướng riêng của mình.
Ví dụ
Đọc bằng chứng từ đặc điểm phôi chung
1
Quan sát phôi cá, phôi gà và phôi người ở tuần phát triển sớm, các nhà khoa học ghi nhận cả ba đều có khe mang hầu và một chiếc đuôi rõ rệt, dù ba loài trưởng thành trông rất khác nhau. Đặc điểm chung này nói lên điều gì về quan hệ giữa ba loài?
2
Khe mang hầu và đuôi ở phôi gà, phôi người không phát triển tiếp thành mang hay đuôi thật ở cơ thể trưởng thành — nghĩa là những đặc điểm này không phục vụ nhu cầu sống của phôi gà hay phôi người ngay lúc đó.
3
Một đặc điểm không phục vụ chức năng gì cho phôi hiện tại mà vẫn xuất hiện đều đặn ở nhiều loài khó có thể là trùng hợp ngẫu nhiên — cách giải thích hợp lý hơn là cả ba loài thừa hưởng cùng một khuôn phát triển phôi từ một tổ tiên chung.
4
Kết luận này khớp với bằng chứng hoá thạch và giải phẫu so sánh đã học ở các bài trước: động vật có xương sống hiện nay đều bắt nguồn từ một tổ tiên chung xa xưa, qua thời gian mỗi nhánh biến đổi theo hướng riêng.
5
Vậy đặc điểm phôi chung giữa cá, gà và người là bằng chứng cho thấy ba loài có quan hệ họ hàng, cùng chia sẻ một tổ tiên động vật có xương sống chung, dù cơ thể trưởng thành của chúng đã phân hoá rất xa nhau.
Ví dụ
So sánh mức độ họ hàng qua đặc điểm phôi (dạng đề kiểm tra)
1
Loài $M$ (một loài cá) và loài $N$ (một loài thú có vú) đều có khe mang hầu và đuôi ở giai đoạn phôi sớm. Ở cơ thể trưởng thành, loài $M$ giữ nguyên mang và đuôi rõ rệt, còn loài $N$ không còn mang và chỉ còn xương cụt thoái hoá thay cho đuôi. Đặc điểm phôi giống nhau ban đầu có còn giá trị làm bằng chứng họ hàng không, dù kết quả trưởng thành khác xa nhau?
2
Bằng chứng phôi sinh học nằm ở SỰ GIỐNG NHAU tại giai đoạn phôi sớm, không phải ở kết quả cuối cùng lúc trưởng thành — hai giai đoạn này được đánh giá độc lập với nhau.
3
Sau giai đoạn phôi sớm dùng chung, mỗi loài tiếp tục phát triển theo áp lực môi trường sống riêng: loài $M$ sống dưới nước nên giữ nguyên mang và đuôi để bơi; loài $N$ sống trên cạn, không cần mang, và đuôi bị thoái hoá dần qua rất nhiều thế hệ.
4
Đặc điểm phôi sớm giống nhau vẫn có giá trị làm bằng chứng cho một tổ tiên chung, bất kể cơ thể trưởng thành sau đó phân hoá xa tới đâu — vì khuôn phát triển phôi ban đầu là thứ được thừa hưởng, còn hình dạng trưởng thành là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên diễn ra SAU đó, theo môi trường sống riêng của từng loài.
5
Vậy dù loài $M$ và loài $N$ trưởng thành trông rất khác nhau, đặc điểm phôi sớm chung của chúng vẫn là bằng chứng hợp lệ cho quan hệ họ hàng chung giữa hai loài.
Sai lầm thường gặp
Một số tài liệu cũ mô tả rằng phôi người 'lặp lại' toàn bộ các giai đoạn tiến hoá của tổ tiên, kiểu như phôi người từng 'là cá' trưởng thành rồi mới 'tiến hoá tiếp' thành người ngay trong bụng mẹ. Ý tưởng cực đoan này, được đề xuất cuối thế kỷ 19, đã bị bác bỏ từ lâu. Điều đúng và vẫn được chấp nhận hiện nay chỉ dừng ở mức khiêm tốn hơn nhiều: phôi các loài có xương sống giống nhau ở MỘT SỐ cấu trúc cụ thể tại giai đoạn sớm — khe mang hầu, dây sống, đuôi — chứ không giống nhau toàn bộ, và phôi không hề 'biến thành' một loài trưởng thành khác trong quá trình phát triển của chính nó.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Phôi các loài có xương sống giống nhau ở một số cấu trúc cụ thể tại giai đoạn sớm — khe mang hầu, dây sống, đuôi — dù cơ thể trưởng thành phân hoá rất khác nhau. Đây là bằng chứng cho một khuôn phát triển phôi được thừa hưởng chung từ tổ tiên.
Bài tiếp theo đưa bằng chứng xuống tận cấp độ phân tử — so sánh trực tiếp DNA và protein giữa các loài, loại bằng chứng chính xác nhất trong bốn loại đã học.
Ở giai đoạn phôi sớm, phần lớn động vật có xương sống — từ cá, lưỡng cư, bò sát, chim cho tới thú — đều mang chung một số đặc điểm: một dãy khe ở vùng hầu (khe mang hầu), một cấu trúc dạng que chạy dọc lưng gọi là dây sống, và một chiếc đuôi kéo dài ra sau hậu môn. Ở phôi cá, các khe mang hầu này phát triển tiếp thành mang thật, dùng để hô hấp dưới nước. Ở phôi người, cùng những khe đó lại biến đổi thành các cấu trúc khác hẳn ở vùng đầu và cổ, không hề liên quan tới hô hấp — người trưởng thành không có mang.
Phôi người không cần một cấu trúc dạng khe mang để sống sót hay phát triển — cấu trúc đó không phục vụ chức năng gì cho phôi người cả. Nếu người và cá hoàn toàn không có quan hệ họ hàng, sẽ chẳng có lý do gì để phôi người phải đi qua một giai đoạn mang dấu vết cấu trúc vốn dành cho hô hấp dưới nước. Đặc điểm phôi này chỉ hợp lý khi hiểu rằng người và cá cùng thừa hưởng một khuôn phát triển phôi chung từ một tổ tiên động vật có xương sống rất xa xưa, trước khi hai nhánh tách ra và mỗi nhánh phát triển tiếp theo hướng riêng.
Càng về sau trong quá trình phát triển, phôi của các loài càng phân hoá rõ rệt — phôi cá tiếp tục hình thành mang và vây, phôi chim hình thành cánh và mỏ, phôi người hình thành tay chân và không còn dấu vết đuôi rõ rệt khi chào đời. Bảng dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa giai đoạn phôi sớm và giai đoạn trưởng thành ở ba nhóm:
Đặc điểm
Cá
Gà
Người
Khe mang hầu ở phôi sớm
Có
Có
Có
Đuôi ở phôi sớm
Có
Có
Có
Mang ở cơ thể trưởng thành
Có
Không
Không
Đuôi rõ ở cơ thể trưởng thành
Có
Có (lông đuôi)
Không (chỉ còn xương cụt thoái hoá)
Ba loài giống nhau hoàn toàn ở hai hàng đầu của bảng — giai đoạn phôi sớm — nhưng khác nhau rõ rệt ở hai hàng dưới, khi mỗi loài đã phát triển theo hướng riêng của mình.
Loài M (một loài cá) và loài N (một loài thú có vú) đều có khe mang hầu và đuôi ở giai đoạn phôi sớm. Ở cơ thể trưởng thành, loài M giữ nguyên mang và đuôi rõ rệt, còn loài N không còn mang và chỉ còn xương cụt thoái hoá thay cho đuôi. Đặc điểm phôi giống nhau ban đầu có còn giá trị làm bằng chứng họ hàng không, dù kết quả trưởng thành khác xa nhau?
Sau giai đoạn phôi sớm dùng chung, mỗi loài tiếp tục phát triển theo áp lực môi trường sống riêng: loài M sống dưới nước nên giữ nguyên mang và đuôi để bơi; loài N sống trên cạn, không cần mang, và đuôi bị thoái hoá dần qua rất nhiều thế hệ.
Vậy dù loài M và loài N trưởng thành trông rất khác nhau, đặc điểm phôi sớm chung của chúng vẫn là bằng chứng hợp lệ cho quan hệ họ hàng chung giữa hai loài.
Một số tài liệu cũ mô tả rằng phôi người 'lặp lại' toàn bộ các giai đoạn tiến hoá của tổ tiên, kiểu như phôi người từng 'là cá' trưởng thành rồi mới 'tiến hoá tiếp' thành người ngay trong bụng mẹ. Ý tưởng cực đoan này, được đề xuất cuối thế kỷ 19, đã bị bác bỏ từ lâu. Điều đúng và vẫn được chấp nhận hiện nay chỉ dừng ở mức khiêm tốn hơn nhiều: phôi các loài có xương sống giống nhau ở MỘT SỐ cấu trúc cụ thể tại giai đoạn sớm — khe mang hầu, dây sống, đuôi — chứ không giống nhau toàn bộ, và phôi không hề 'biến thành' một loài trưởng thành khác trong quá trình phát triển của chính nó.