Chương1: Lý thuyết tiến hoá đối với sinh học Thêm nữa, chính các dạng sống qui định sự đa dạng của chúng. Một khi thực vật tiến hóa thì nó trở thành nguồn thức ăn cho các dạng sống khác. Lần lượt các loài ăn thực vật sau đó lại trở thành thức ăn cho các loài sinh vật khác. Và khi các dạng sống này chết đi, chúng lại tiếp tục là thức ăn cho các dạng sống khác. Điểm khác nhau giữa các dạng sống cho phép chúng tồn tại trong các môi trường khác nhau và thích ứng với các kiểu sống khác nhau mà ta gọi là sự thích nghi. Sự đa dạng tuyệt vời của các dạng sống làm cho sinh học trở thành một thứ khoa học hấp dẫn và Trái đất trở thành một nơi giàu có, phục vụ cho cuộc sống. Có một thời kì dài không có sự sống trên trái đất. Sau đó là thời kì sống của các đơn bào, rồi đến sự sinh trưởng của các đa bào. Nói một cách khác, tự nhiên và sự đa dạng các dạng sống khác nhau luôn thay đổi theo thời gian. Việc nghiên cứu quá trình mà tạo nên sự tiến hoá sinh học trên trái đất là một khoa học rất được chú trọng vào thế kỷ 19. Những quá trình đó sẽ được nói đến rõ nét hơn trong phần 4 của cuốn sách này. Còn ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu một cách ngắn gọn làm sao có thể khám phá ra chúng. Tiến hóa sinh học Những thay đổi qua hàng tỷ năm Khá lâu trước khi hiểu được cơ chế tiến hoá của sinh giới , nhiều người đã nhận thấy rằng sinh vật biến đổi theo thời gian và những cơ thể sống đã tiến hoá từ một loài nào đó ko còn tồn tại trên trái đất. Vào năm 1760, nhà tự nhiên học người Pháp_Count George-Louis Leclerc de Buffon (1707-1788)_đã viết “Lịch sử tự nhiên của muôn loài”, cuốn sách đã trình bày một cách rõ ràng về khả năng tiến hoá của sinh vật. Buffon đã quan sát xương chi của tất cả các loài động vật có vú ông nhận thấy có sự tương đồng ở nhiều điểm (hình 1.2). Ông cũng lưu ý một điểm: có những loài động vật có vú, như heo chẳng hạn, chân chúng có những ngón chẳng bao giờ chạm đất, và không có tác dụng gì. Buffon đã gặp khó khăn trong việc giải thích sự tồn tại của những ngón nhỏ vô ích này bởi quan niệm thông thường: Trái đất và tạo vật của nó được thượng đế tạo ra trong mối quan hệ với các dạng trước đó. Để giải thích cho những quan sát của mình, Buffon giả thiết rằng xương chi của các động vật có vú có thể đã được thừa hưởng từ một tổ tiên chung. Những con heo đó có thể có những ngón chân vô chức năng vì chúng được thừa hưởng từ tổ tiên đã có những ngón chân với đầy đủ hình dạng và chức năng. Buffon đã không thể giải thích được những biến đổi diễn ra như thế nào nhưng một học trò của ông là Jean baptiste de Lamarck (1744-1829) đã đề xuất một cơ chế cho sự thay đổi. Ông cho rằng: ”Một giống sinh vật có thể thay đổi dần dần qua nhiều thế hệ vì thế hệ con cháu được thừa hưởng những đặc tính đã trở nên phổ biến, các đặc tính này sẽ càng hoàn thiện hơn trong quá trình phát triển của sinh vật, ngược lại các đặc tính không được tiếp nhận sẽ thu nhỏ lại và trở nên kém phát triển”. Ngày nay, các nhà khoa học không thừa nhận quá trình tiến hóa tuân theo cơ chế này. Tuy nhiên Lamarck đã để lại một dấu ấn quan trọng trong quá trình giải thích sự tiến hoá của sinh vật. Thuyết tiến hóa của Darwin Năm 1858, theo xu hướng chung, các nhà sinh học nhanh chóng tiếp thu một lý thuyết tiến hóa mới được đề xuất độc lập bởi Charles Darwin và Alfred Russel Wallace. Vào thời gian này, những nhà địa chất đã thu thập được những bằng chứng về sự tồn tại và thay đổi củaTrái đất qua hàng triệu năm, chứ không chỉ dừng lại ở vài ngàn năm như mọi người đã tưởng. Các bạn sẽ học kỹ hơn về thuyết tiến hóa do chọn lọc tự nhiên ở chương 23, nhưng các bạn cần nắm được những ý cơ bản để có thể hiểu được nội dung của quyển sách này. Lý thuyết của Darwin bao gồm 3 quan sát thực nghiệm và 1 kết luận ông rút ra từ đó. Ba quan sát thực nghiệm: Khi sống dưới đáy đại dương một số loài cá có hình thù kỳ lạ để phù hợp với hoàn cảnh sống đặc biệt  Tốc độ sinh sản của cơ thể sinh vật, mặc dù chậm, nhưng đủ lớn để có số lượng cá thể khổng lồ nếu tốc độ tử không nhanh bằng.  Trong mỗi loài sinh vật, đều có sự khác nhau giữa các cá thể.  Con cháu giống bố mẹ vì chúng đã thừa hưởng những đặc tính của của bố mẹ mình. Từ những quan sát này Darwin đã rút ra kết luận: “Sự khác biệt giữa những cá thể ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại và sinh sản của chúng. Một vài điểm đặc trưng làm gia tăng sự thích nghi của chúng sẽ được truyền lại cho các thế hệ tiếp theo” Darwin gọi sự thành công trong phương thức tồn tại và phát triển khác nhau của những cá thể là Chọn lọc tự nhiên. Ông gọi đó là ”sự truyền lại và thay đổi”. Những nhà sinh vật bắt đầu có sự thay đổi một chút về quan niệm chủ đạo so với 1 thế kỷ trước.Họ chấp nhận sự lâu dài của quá trình tiên hoá và thừa nhận rằng Chọn lọc tự nhiên là 1 quá trình các sinh vật thích nghi với môi trường sống. Để chấp nhận quan niệm này cần nhiều thời gian vì nó đòi hỏi phải từ bỏ nhiều quan niệm của thế giới quan buổi ban đầu. Trước Darwin, người ta xem thế giới là mới mẻ và cơ thể sinh vật khi được thượng đế tạo ra đã có như dạng hiện thời. Đến thời Darwin, thế giới được xem là đã cổ xưa, cả trái đất lẫn những cư dân của nó đều đã thay đổi theo thời gian. Những dạng tổ tiên rất khác so với những dạng tồn tại ngày nay. Những cơ thể sống tiến hóa những đặc điểm riêng của chúng vì với những đặc điểm này tổ tiên của chúng đã tồn tại và sinh sản tốt hơn với những đặc điểm khác. Những sự kiện trọng đại trong lịch sử sự sống trên trái đất Lịch sử sự sống trên trái đất Lịch sử sự sống trên trái đất được tóm lượt trong vòng lịch gồm 30 ngày theo hình 1.3. Những thay đổi trong hơn 4 tỷ năm qua là kết quả của các tiến trình tự nhiên mà chúng có thể được xác định và nghiên cứu bằng những phương pháp khoa học. Trong phần này, chúng ta sẽ mô tả một số điểm thay đổi quan trọng nhất để nắm được tinh thần của quyển sách. Sáu sự kiện tiến hoá trọng đại sau sẽ cung cấp cho chúng ta 1 khung thảo luận cả về những đặc tính của sự sống và sự tiến hóa của các đặc tính này. Sự sống nảy sinh thông qua con đường tiến hóa hóa học Sự sống đã bắt đầu từ những chất không có sự sống. Tất cả thành phần, có sự sống hay không có sự sống đều do các thành phần hóa học cấu tạo thành. Những đơn vị hóa học nhỏ nhất gọi là nguyên tử sẽ liên kết với nhau tạo thành phân tử (tính chất của các đơn vị hóa học này được đề cập ở chương 2). Quá trình tiến hóa hoá học (chemical evolution) làm xuất hiện sự sống đã diễn ra cách nay gần 4 tỷ năm, khi những tương tác của các hợp chất vô cơ tạo ra những phân tử có những tính chất đáng lưu ý. Một số hóa chất liên quan có thể có nguồn gốc ngoài Trái Đất, nhưng sự tiến hoá hoá học đãdiễn ra trên Trái Đất. Những phân tử đơn giản này có thể tổng hợp thành những phân tử lớn, phức tạp hơn nhưng bền vững. Vì chúng vừa phức tạp vừa bền vững nên những phân tử này có thể làm gia tăng về loại và số lượng phản ứng hoá học. Một số loại phân tử lớn được tìm thấy trong các hệ thống sống; đặc tính và chức năng của các phân tử này sẽ được đề cập trong chương 3. Tiến hóa sinh học bắt đầu khi tế bào hình thành Vào khoảng 3.8 tỷ năm trước, những hệ thống tương tác của phân tử được bao quanh trong những cái khoang. Bên trong những đơn vị này_Tế bào_sự điều khiển được sử dụng khắp lối vào, duy trì và hủy diệt phân tử, như những phản ứng hoá học. Nguồn gốc của những tế bào đánh dấu bước khởi đầu của sự tiến hoá sinh học. Tế bào và màng tế bào là chủ đề của chương 4, 5. Những tế bào hấp thu năng lượng và tái tạo chính chúng_hai dấu hiệu cơ bản của sự sống_từ khi chúng tiến hoá. Tế bào là đơn vị của sự sống. Những thí nghiệm của Pasteur và các nhà khoa học khác suốt thế kỷ 19 đã thuyết phục hầu hết các nhà khoa học rằng, dưới điều kiện hiện tại của trái đất, không thể tạo ra tế bào từ các hợp chất vô cơ được mà phải từ một tế bào khác. Trong 2 tỷ năm sau khi tế bào xuất hiện, tất cả cơ thể sinh vật là đơn bào (chỉ có một tế bào). Chúng ở dưới đại dương, nơi chúng được bảo vệ tránh khỏi những tia cực tím giết người. Những tế bào đơn giản này gọi là prokaryotic cells, không có màng bao quanh. . Chương1: Lý thuyết tiến hoá đối với sinh học Thêm nữa, chính các dạng sống qui định sự đa dạng của chúng. Một khi thực vật tiến hóa thì nó trở thành nguồn. quá trình giải thích sự tiến hoá của sinh vật. Thuyết tiến hóa của Darwin Năm 1858, theo xu hướng chung, các nhà sinh học nhanh chóng tiếp thu một lý thuyết tiến hóa mới được đề xuất. thể khám phá ra chúng. Tiến hóa sinh học Những thay đổi qua hàng tỷ năm Khá lâu trước khi hiểu được cơ chế tiến hoá của sinh giới , nhiều người đã nhận thấy rằng sinh vật biến đổi theo