Theo thuyết tiến hóa hiện đại, hiện tượng trao đổi các cá thể hoặc các giao tử giữa các quần thể cùng loài được gọi là
đột biến. di - nhập gen. giao phối không ngẫu nhiên. chọn lọc tự nhiên.
A B C D
Khi đóng góp cho thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại, George Gaylord Simpson đã cho rằng tiến hóa là sự tích lũy dần các gene đột biến nhỏ trong quần thể. Hiện tượng chuyển gene theo chiều ngang xuất hiện khi các yếu tố di truyền được chuyển từ một cá thể này đến cá thể khác cùng loài hoặc khác loài. Theo các nhà khoa học, đây là hiện tượng đột biến nhiễm sắc thể số 7. Việc ứng dụng các nguyên lý di truyền vào nghiên cứu sinh học quần thể và tiến hóa được xem là thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. Kích thước quần thể

Kích thước quần thể là tổng số các cá thể cùng loài hiện có trong một quần thể. Những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể gọi là thể đột biến. Hiện tượng biến đổi cao ở các cá thể từ nuôi cấy tế bào thực vật hoặc chồi tự sinh đã được đặt tên là biến dị soma. Những bào từ này phát triển thành các cá thể đa bào (trong thực vật gọi là thể giao tử) mà không có hiện tượng thụ tinh. Hỗ trợ giữa các cá thể cùng loài thể hiện hiệu ứng nhóm. Các nhà cổ sinh vật học thường sử dụng các mẫu vật để lý giải về mô hình và hiện trạng của sự tiến hóa, cũng như các thuyết tiến hóa hoặc thuyết về di truyền quần thể. Dòng gen liên quan đến việc trao đổi gen giữa các quần thể và giữa các loài. Nhà thực vật học người Hà Lan, Hugo de Vries đã phát triển một thuyết gọi là thuyết đột biến mà theo đó hầu hết các biến dị xuất hiện riêng lẻ và không thể dẫn đến sự biến đổi của loài. Nếu sự phân hóa di truyền giữa các quần thể phát triển, dòng gen giữa các quần thể có thể làm xuất hiện những tính trạng hay alen bất lợi trong quần thể địa phương và điều này dẫn sinh vật trong những quần thể đó tới chỗ tiến hóa những cơ chế ngăn ngừa sự giao phối với những quần thể có quan hệ xa về di truyền, cuối cùng làm xuất hiện của những loài mới. Ngoài ra, cuộc chạy đua tiến hóa có thể xảy ra giữa các thành viên của cùng một loài (để hình thành các loài mới) hoặc các cá thể khác loài. Cạnh tranh giữa các cá thể, tập hợp cá thể của cùng một loài được gọi là cạnh tranh cùng loài) trong khi sự cạnh tranh giữa các cá thể của các loài khác nhau được gọi là sự cạnh tranh khác loài. Bởi việc cấu tạo các dòng cá thể đột biến là đòi hỏi các yếu tố dinh dưỡng đặc thù (các axít amin hoặc các vitamin), họ đã xác minh rằng các đột biến gien cá thể chịu trách nhiệm về các bước cá nhân trong việc trao đổi chất và việc tổng hợp các chất dinh dưỡng cần cho sự sống. Quần thể lai giống là kết quả từ việc lai các cá thể các loài thực hoặc động vật trong một quần thể với những các thể trong quần thể khác, bao gồm sự lai tạo giữa các loài hay lai giữa các giống. Trao đổi chéo nhiễm sắc thể

Trao đổi chéo nhiễm sắc thể (thường gọi tắt: trao đổi chéo) là sự trao đổi lẫn nhau giữa các đoạn tương ứng của hai nhiễm sắc thể tương đồng, thường dẫn đến kết quả tái tổ hợp tương đồng, gây ra hiện tượng gen hoán vị. Hoán dụ là phương thức làm biến đổi nghĩa của từ bằng cách chuyển tên gọi từ sự vật hoặc hiện tượng này sang sự vật hoặc hiện tượng khác, dựa trên mối liên hệ giữa các sự vật hoặc hiện tượng ấy. Chương đầu tiên là sự phác họa tóm tắt những điểm chính của cuốn sách: Thuyết Tiến hóa giải thích các biến dị ở cấp độ cá thể, quần thể cũng như ở cấp độ các loài. Trong sinh học tế bào, dị thể là một từ đồng nghĩa của anisogamy - hiện tượng bất đẳng giao, điều kiện là giao tử cá thể đực có kích thước khác với cá thể cái được tạo ra bởi hai giới khác nhau hoặc các loại giao phối trong một loài. Gây giống giữa các quần thể khác nhau của loài cá mù này sẽ sinh ra một vài con cháu có mắt hoạt động được, vì những đột biến khác nhau đã xảy ra trong những quần thể cô lập tiến hóa ở những hang khác nhau. Các thực thể hóa học mới (NCE, còn được gọi là các thực thể phân tử mới hoặc NMEs) là các hợp chất xuất hiện từ quá trình khám phá thuốc. Dòng gen

Dòng gen là sự di chuyển cá thể hoặc giao tử từ quần thể này sang quần thể khác cùng loài, kèm theo vật liệu di truyền (thường là gen) mà nó mang theo. Nếu một lý thuyết có thể biến đổi khiến nó trông giống lý thuyết kia, hai lý thuyết đó được gọi là cặp đối ngẫu theo phép biến đổi đó; nói cách khác, hai lý thuyết là những mô tả toán học khác nhau về cùng một hiện tượng. Dòng gen

Dòng gen là sự di chuyển cá thể hoặc giao tử từ quần thể này sang quần thể khác cùng loài, kèm theo vật liệu di truyền (thường là gen) mà nó mang theo. Dòng gen liên quan đến việc trao đổi gen giữa các quần thể và giữa các loài. Nếu sự phân hóa di truyền giữa các quần thể phát triển, dòng gen giữa các quần thể có thể làm xuất hiện những tính trạng hay alen bất lợi trong quần thể địa phương và điều này dẫn sinh vật trong những quần thể đó tới chỗ tiến hóa những cơ chế ngăn ngừa sự giao phối với những quần thể có quan hệ xa về di truyền, cuối cùng làm xuất hiện của những loài mới. Dòng gen là sự hoán đổi các gen giữa các quần thể và giữa các loài. Hiện tượng chuyển gene theo chiều ngang xuất hiện khi các yếu tố di truyền được chuyển từ một cá thể này đến cá thể khác cùng loài hoặc khác loài. Việc ứng dụng các nguyên lý di truyền vào nghiên cứu sinh học quần thể và tiến hóa được xem là thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. Khái niệm "dòng gen" dịch từ tiếng Anh "gene flow" là thuật ngữ trong thuyết tiến hoá hiện đại và trong di truyền học quần thể dùng để chỉ:


Quá trình di chuyển của vật liệu di truyền như vậy thường được thực hiện qua di cư hoặc nhập cư, nên dòng gen còn gọi là di cư gen (gene migration), hoặc dòng alen (allele flow). Trải qua nhiều thế hệ, bộ gen của các sinh vật có thể thay đổi, dẫn đến hiện tượng tiến hóa. Các nhà cổ sinh vật học thường sử dụng các mẫu vật để lý giải về mô hình và hiện trạng của sự tiến hóa, cũng như các thuyết tiến hóa hoặc thuyết về di truyền quần thể. - Theo ông, các gen trên cùng một nhiễm sắc thể sẽ cùng truyền cho đời sau, gây ra hiện tượng di truyền liên kết, theo quy luật mà hiện chúng ta thường gọi là liên kết gen hay gen liên kết.<br>
- Những gen có lô-cut xa nhau và có trao đổi chéo thì các alen của chúng đổi chỗ chéo nhau, gây hiện tượng liên kết không hoàn toàn hay gen hoán vị.<br>
- Khoảng cách giữa các lô-cut nhất định trên nhiễm sắc thể có thể xác định được qua tần số trao đổi chéo, mà học trò của Morgan là Alfred Sturtevant (1891 - 1970) là người đầu tiên trên thế giới đã lập được bản đồ gen (hình 4). Xét về kết quả của cấu trúc di truyền ở quần thể, thì dòng gen là sự biến đổi tần số alen do sự di chuyển của giao tử, cá thể hoặc nhóm cá thể (Slatkin, 1987). Nội hàm của các thuật ngữ trên (gen nhảy/nhân tố di động/gen di động/phần tử chuyển vị) đều dùng để chỉ hiện tượng một gen hay nhiều gen cùng một cụm có thể chuyển đổi vị trí của nó từ ADN này sang ADN khác, mà không do trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể tương đồng trong giảm phân (tức tái tổ hợp tương đồng). Trao đổi chéo nhiễm sắc thể

Trao đổi chéo nhiễm sắc thể (thường gọi tắt: trao đổi chéo) là sự trao đổi lẫn nhau giữa các đoạn tương ứng của hai nhiễm sắc thể tương đồng, thường dẫn đến kết quả tái tổ hợp tương đồng, gây ra hiện tượng gen hoán vị. Kích thước quần thể

Kích thước quần thể là tổng số các cá thể cùng loài hiện có trong một quần thể. Ti thể có nhiều gen riêng nên sự di truyền các gen này tạo ra hiện tượng di truyền ti thể (mitochondrial genetic). Hiểu biết về những biến đổi đã xuất hiện trong tiến hóa sinh vật có thể phát lộ những gen cần thiết để cấu trúc nên các phần của cơ thể cũng các gen liên quan tới các bệnh di truyền. Giao phối giữa các quần thể có kiểu gen khác nhau thường có các tác động tích cực lên quá trình thích nghi và tiến hoá của quần thể, nhưng đôi khi cũng dẫn tới những tác động tiêu cực được gọi là thoái hóa do giao phối xa. Những bào từ này phát triển thành các cá thể đa bào (trong thực vật gọi là thể giao tử) mà không có hiện tượng thụ tinh. Hỗ trợ giữa các cá thể cùng loài thể hiện hiệu ứng nhóm. Trong quá trình phân bào giảm phân, thỉnh thoảng xuất hiện sự kiện tái tổ hợp di truyền hay "trao đổi chéo" ở một số đoạn giữa hai nhiễm sắc thể tương đồng, kéo theo sự trao đổi các gen giữa chúng. Trôi dạt di truyền

Trôi dạt di truyền (còn được gọi là trôi dạt allelic hoặc hiệu ứng Sewall Wright) là sự thay đổi tần số của một biến thể gen hiện tại (alen) trong quần thể do lấy mẫu ngẫu nhiên các sinh vật. Ngoài ra, cuộc chạy đua tiến hóa có thể xảy ra giữa các thành viên của cùng một loài (để hình thành các loài mới) hoặc các cá thể khác loài. Theo sinh học, tiến hóa là các thay đổi về di truyền trong các quần thể sinh vật qua nhiều thế hệ liên tiếp nhau. Di truyền học quần thể là một thành phần tối quan trọng trong sự nổi lên của thuyết tổng hợp tiến hóa hiện đại. Cạnh tranh giữa các cá thể, tập hợp cá thể của cùng một loài được gọi là cạnh tranh cùng loài) trong khi sự cạnh tranh giữa các cá thể của các loài khác nhau được gọi là sự cạnh tranh khác loài. Có các trường hợp xảy ra:

Giao phối không phân biệt (còn được gọi là giao phối âm tính hoặc dị hợp tử) có nghĩa là các cá thể có kiểu gen hoặc kiểu hình không giống nhau giao phối với nhau thường xuyên hơn so với dự kiến giao phối ngẫu nhiên. Giao phối chọn lựa là kiểu giao phối trong đó các cá thể đực và cái không bắt cặp ngẫu nhiên mà có sự lựa chọn theo kiểu hình (giao phối cùng loại). Ngẫu phối

Trong di truyền học, ngẫu phối là quá trình giao phối ở quần thể diễn ra hoàn toàn ngẫu nhiên, không hề có lựa chọn, dẫn đến sự gặp gỡ hết sức tình cờ giữa các kiểu gen của các giao tử đực và giao tử cái trong thụ tinh. Các hiện tượng sau đây minh hoạ cho nội dung khái niệm giao phối ngẫu nhiên (ngẫu phối). Ngược lại với ngẫu phối hoặc hạn chế sự ngẫu phối là các quá trình: tự thụ phấn, giao phối gần, giao phối có lựa chọn, chọn lọc giới tính được gọi chung là giao phối không ngẫu nhiên. Trong sinh học tế bào, dị thể là một từ đồng nghĩa của anisogamy - hiện tượng bất đẳng giao, điều kiện là giao tử cá thể đực có kích thước khác với cá thể cái được tạo ra bởi hai giới khác nhau hoặc các loại giao phối trong một loài. Những bào từ này phát triển thành các cá thể đa bào (trong thực vật gọi là thể giao tử) mà không có hiện tượng thụ tinh. Giao phối giữa các quần thể có kiểu gen khác nhau thường có các tác động tích cực lên quá trình thích nghi và tiến hoá của quần thể, nhưng đôi khi cũng dẫn tới những tác động tiêu cực được gọi là thoái hóa do giao phối xa. Giao phối lựa chọn

Giao phối lựa chọn (Assortative mating) hay còn gọi là giao phối chủ đích (positive assortative) hay còn gọi là giao phối cùng loại (homogamy) là một mô hình trong hệ thống giao phối và một hình thức chọn lọc giới tính theo đó, các cá thể có kiểu hình tương tự có xu hướng giao phối với nhau thường xuyên hơn mong đợi theo hình thái giao phối ngẫu nhiên. Nếu sự phân hóa di truyền giữa các quần thể phát triển, dòng gen giữa các quần thể có thể làm xuất hiện những tính trạng hay alen bất lợi trong quần thể địa phương và điều này dẫn sinh vật trong những quần thể đó tới chỗ tiến hóa những cơ chế ngăn ngừa sự giao phối với những quần thể có quan hệ xa về di truyền, cuối cùng làm xuất hiện của những loài mới. Trong cả hai trường hợp, kiểu giao phối không ngẫu nhiên dẫn đến sai lệch điển hình so với nguyên tắc Hardyát Weinberg hay Phương trình Hardy–Weinberg (quy định rằng tần số kiểu gen trong quần thể sẽ không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác nếu không có các ảnh hưởng tiến hóa khác, chẳng hạn như "lựa chọn bạn đời" trong trường hợp này)

Một số giả thuyết đã được đề xuất để giải thích hiện tượng giao phối cùng loại. Trong di truyền học quần thể, người ta phân biệt ba kiểu giao phối: Giao phối ngẫu nhiên hay ngẫu phối (random mating hay panmixia), giao phối chọn lựa (assortative mating), và nội phối (inbreeding). Đối với phần lớn các loài, giao phối là giữa hai cá thể khác giới. Trong dài hạn, tiến hóa sinh ra những loài mới thông qua sự phân tách các quần thể sinh vật tổ tiên thành những nhóm mới không thể hoặc không giao phối với nhau. Nhân giống tạp giao

Nhân giống tạp giao hay còn gọi là lai tạp là cho giao phối giữa những cá thể thuộc các giống khác nhau. Các cá thể sinh vật nào có khả năng tạo ra cả giao tử đực và giao tử cái được gọi là cá thể lưỡng tính. Theo thước đo, tỷ lệ sinh là số con được sinh ra trên mỗi cặp giao phối, cá thể hoặc quần thể. Hiện tượng chuyển gene theo chiều ngang xuất hiện khi các yếu tố di truyền được chuyển từ một cá thể này đến cá thể khác cùng loài hoặc khác loài. Sự tách biệt của các quần thể này do sự khác biệt trong tiếng gọi và giao phối ưu tiên cuộc gọi có thể dẫn đến sự tiến hóa và tạo ra các loài mới độc đáo. Sự chuyển đổi được thể hiện qua phương trình:

MoCl5 là một axit Lewis tốt đối với các phối tử không có thể oxi hóa. Qua đó thấy được, khoảng cách tiến hóa tương đối lớn giữa các trình tự DNA ty thể của người Neanderthal và người hiện đại là minh chứng cho sự thiếu đi hoạt động giao phối giữa hai loài người trên. Việc ứng dụng các nguyên lý di truyền vào nghiên cứu sinh học quần thể và tiến hóa được xem là thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. Nói cách khác - theo cách diễn đạt của Lý thuyết xác suất - trong ngẫu phối ở quần thể sinh vật, thì tất cả các loại giao tử cái đều có xác suất bằng nhau để được thụ tinh bởi mọi loại giao tử đực; cũng là tất cả các loại giao tử đực đều có xác suất bằng nhau để thụ tinh cho mỗi loại giao tử cái. Không phải tất cả các thể đa bội đều được phân lập sinh sản từ cây bố mẹ của chúng, và dòng gen vẫn có thể xảy ra, ví dụ như thông qua các giao tử lưỡng bội lai tạo ra tứ bội, hoặc giao phối giữa [[meiosis|không bị biến đổi gen]] từ giao tử lưỡng bội. Một loài vành đai là một chuỗi các quần thể được liên kết với nhau, mỗi quần thể có thể giao phối với các quần thể lân cận, với ít nhất hai quần thể "kết thúc" ở hai đầu có mối quan hệ họ hàng quá xa để có thể giao phối, mặc dù [[dòng gen]] có khả năng chảy giữa các quần thể. Cuốn sách giới thiệu giả thuyết cho rằng quần thể các loài tiến hóa qua các thế hệ thông qua một quá trình chọn lọc tự nhiên. Những người khởi xướng lý giải rằng các meme là một hiện tượng lây lan có thể tiến hóa bằng chọn lọc tự nhiên theo một cách thức tương tự như tiến hóa sinh học. Theo lý thuyết tiến hóa, những cuộc chạy đua cạnh tranh giữa các loài và các nguồn tài nguyên là quan trọng trong việc chọn lọc tự nhiên. Theo lý thuyết tiến hóa, những cuộc chạy đua cạnh tranh giữa các loài và các nguồn tài nguyên là quan trọng trong việc chọn lọc tự nhiên. Darwin đã giả thuyết rằng các loài sinh sôi hoặc diệt vong chịu tác dụng của chọn lọc tự nhiên hoặc giao phối chọn lọc. Cạnh tranh giữa các cá thể dẫn tới sự thắng thế của các cá thể khỏe và đào thải các cá thể yếu, nên thúc đẩy quá trình chọn lọc tự nhiên. Các giả thuyết thay thế thuyết tiến hóa do chọn lọc tự nhiên

Các lựa chọn thay thế cho tiến hóa do chọn lọc tự nhiên, cũng được mô tả là các cơ chế tiến hóa phi Darwin, đã được các học giả nghiên cứu về sinh học đề xuất từ ​​thời cổ điển để giải thích các dấu hiệu tiến hóa và sự liên quan của các nhóm sinh vật khác nhau. Thuyết tiến hóa tổng hợp

Thuyết tiến hoá tổng hợp là học thuyết tiến hoá hiện đại, tổng hợp các thành tựu khoa học từ học thuyết chọn lọc tự nhiên, di truyền học Mendel và nhất là di truyền học quần thể cùng một số môn khoa học khác liên quan, do nhiều nhà khoa học xuất sắc trên thế giới về sinh học tiến hoá xây dựng nên. Hiện tượng chuyển gene theo chiều ngang xuất hiện khi các yếu tố di truyền được chuyển từ một cá thể này đến cá thể khác cùng loài hoặc khác loài. Hiện tượng tiến hóa xảy ra khi các tác nhân tiến hóa như chọn lọc tự nhiên (bao gồm cả chọc lọc giới tính) và trôi dạt di truyền tác động lên sự đa dạng của những đặc tính này, dẫn đến kết quả là vài đặc tính sẽ trở nên phổ biến hoặc hiếm gặp hơn ở trong quần thể. Trong những năm 1920 và 1930, với sự đồng thuận về thuyết nhiễm sắc thể Mendel, bộ môn di truyền học quần thể với các công trình của Ronald Fisher, John Haldane và Sewall Wright, đã thống nhất ý tưởng tiến hóa bằng cách gộp thuyết chọn lọc tự nhiên với di truyền học Mendel, tạo thành thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. Một ví dụ xem sự tiến hóa như giả thuyết khoa học là sự tổng hợp hiện đại giữa quá trình chọn lọc tự nhiên của Darwin và di truyền Mendel. Việc ứng dụng các nguyên lý di truyền vào nghiên cứu sinh học quần thể và tiến hóa được xem là thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. Thuyết tiến hóa tổng hợp không chỉ kết hợp và dung hoà các kiến thức tinh tuý về chọn lọc tự nhiên của Charles Darwin với di truyền học Mendel, mà còn tổng hợp thêm các thành tựu hiện đại trong di truyền học quần thể, phân loại học, cổ sinh học đương thời nhằm giải thích quá trình tiến hóa của sinh giới dựa trên các thay đổi về di truyền trong quần thể dẫn đến sự hình thành loài mới (tiến hoá nhỏ) và các nhóm phân loại lớn hơn (tiến hoá lớn). Dobzhansky nói rằng các đột biến hay biến dị xảy ra trong tự nhiên có thể làm thay đổi quá trình tiến hóa của loài nhờ tác động của chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên chỉ gây ra tiến hóa khi có đủ biến dị di truyền trong một quần thể. Theo lý thuyết này, sự hình thành loài và tiến hóa nhanh gắn kết với nhau, với chọn lọc tự nhiên và trôi dạt di truyền vận hành mạnh mẽ nhất ở các sinh vật trải qua sự hình thành loài trong khu phân bố mới hoặc trong các quần thể nhỏ. Theo lý thuyết này, sự hình thành loài và tiến hóa nhanh gắn kết với nhau, với chọn lọc tự nhiên và dịch chuyển di truyền vận hành mạnh mẽ nhất ở các sinh vật trải qua sự hình thành loài trong khu phân bố mới hoặc trong các quần thể nhỏ. Kích thước quần thể

Kích thước quần thể là tổng số các cá thể cùng loài hiện có trong một quần thể. Giải thuật di truyền là một phân ngành của giải thuật tiến hóa vận dụng các nguyên lý của tiến hóa như di truyền, đột biến, chọn lọc tự nhiên, và trao đổi chéo. Những bào từ này phát triển thành các cá thể đa bào (trong thực vật gọi là thể giao tử) mà không có hiện tượng thụ tinh. Hỗ trợ giữa các cá thể cùng loài thể hiện hiệu ứng nhóm. Các nhà cổ sinh vật học thường sử dụng các mẫu vật để lý giải về mô hình và hiện trạng của sự tiến hóa, cũng như các thuyết tiến hóa hoặc thuyết về di truyền quần thể. Chọn lọc tự nhiên khiến cho tự nhiên hầu như trở thành một phép đo theo đó các cá thể và tính trạng của cá thể là ít hay nhiều khả năng sống sót. Đơn vị cơ bản

Các hiện tượng trong tự nhiên có thể được miêu tả qua các định luật Vật lý, thông qua các phương trình thể hiện mối liên hệ Toán học giữa các đại lượng.