Biến dị tổ hợp là gì? Lợi thế của tự nhiên hay là sản phẩm lỗi?
Biến dị tổ hợp là gì? Những giống cây trồng và vật nuôi có năng suất và chất lượng cao phần lớn là chọn lọc từ các biến dị tổ hợp mà ra. Về di truyền học, biến dị tổ hợp còn có ý nghĩa quan trọng trong tiến hóa. Nó giúp các giống loài thích nghi và tồn tại với những điều kiện khắc nghiệt của môi trường.
Bài viết sau đây là những thông tin cơ bản về biến dị tổ hợp: khái niệm, đặc điểm, cơ chế hình thành, ý nghĩa.
I. Biến dị tổ hợp là gì?
Biến dị tổ hợp là hình thức tổ hợp lại các tính trạng của bố mẹ và hình thành nên tính trạng biến dị ở đời con khác hẳn với bố mẹ. Cơ chế tạo nên biến dị tổ hợp là do sự phân li độc lập và sự tổ hợp tự do của nhân tố di truyền.
Trong quá trình hình thành giao tử đực và cái, các nhân tố di truyền được phân li độc lập. Sự thụ tinh của giao tử đực và cái cũng diễn ra một cách ngẫu nhiên tạo nên một tổ hợp các biến dị tổ hợp đa dạng cho giống loài.
Biến dị tổ hợp hình nên từ sự kết hợp ngẫu nhiên của giao tử đực và giao tử cái nên chỉ xuất hiện trong hình thức sinh sản hữu tính.
Sinh sản vô tính không có quá trình thụ tinh, cơ thể mới được hình thành từ cơ chế giảm phân và nguyên phân của tế bào mẹ. Đời sau giống hệt với đời trước về mọi mặt. Do đó, sinh sản vô tính không thể hình thành nên các biến dị tổ hợp.
II. Nguyên nhân hình thành nên các biến dị tổ hợp
Như đã nói ở trên, biến dị tổ hợp hình thành do sự phân chia độc lập của vật liệu di truyền khi tạo thành giao tử và sự tổ hợp tự do khi tạo thành hợp tử. Ngoài ra, còn có nguyên nhân là hiện tượng hoán vị gen cũng gây ra các biến dị tổ hợp cho loài.
1. Biến dị tổ hợp do quá trình phân chia tạo thành giao tử
Quá trình phân chia tạo thành giao tử sẽ khác nhau ở động vật và thực vật, ở giống đực và giống cái. Nhưng về bản chất, đây đều là kết quả của quá trình nguyên phân và giảm phân để hình thành các giao tử đơn bội (n) từ các tế bào mầm (2n).
Giao tử chỉ có một nửa số lượng nhiễm sắc thể cũng như lượng gen di truyền so với tế bào gốc.
2. Biến dị tổ hợp do quá trình thụ tinh hình thành hợp tử
Thụ tinh là quá trình kết hợp của giao tử đực và giao tử cái lại với nhau để hình thành một tổ hợp tế bào 2n và phát triển thành cơ thể mới hoàn chỉnh.
Các giao tử đực mang một nửa gen di truyền của bố, giao tử cái mang một nửa gen di truyền từ mẹ. Hợp tử tạo thành sẽ cho ra đời con mang nhiều tính trạng vốn có ở bố hoặc mẹ, tính trạng biến dị mà ở bố không có hoặc ở mẹ không có hoặc không có ở cả bố và mẹ.
Cứ như vậy, giao tử nhiều đời con cháu về sau sẽ kết hợp với các giao tử khác, hình thành nên các tổ hợp với bộ gen ngày càng đa dạng.
3. Biến dị tổ hợp do hoán vị gen
Hoán vị gen là trường hợp nhiễm sắc thể bắt chéo nhau và đổi chỗ cho nhau trong quá trình giảm phân. Kết quả là cho ra giao tử với kết cấu nhiễm sắc thể là hỗn hợp. Sau khi thụ tính, biến dị tổ hợp xuất hiện càng đa dạng hơn.
Ví dụ: Tế bào mầm ban đầu có 2 nhiễm sắc thể là BbVv, trong đó BV là nhận từ bố, bv là nhận từ mẹ. Nếu giảm phân bình thường sẽ cho ra 2 giao tử có nhiễm sắc thể là BV và bv. Quá trình bắt chéo và hoán vị gen xảy ra sẽ khiến cho giao tử sinh ra có nhiễm sắc thể là Bv và bV.
III. Đặc điểm của biến dị tổ hợp
Thông qua khái niệm và nguyên nhân gây ra biến dị tổ hợp, chúng ta có thể đúc kết được các đặc điểm cơ bản của biến dị tổ hợp như sau:
- Phát sinh trong quá trình giao phối, thụ tinh của các loài động, thực vật sinh sản hữu tính
- Xảy ra do sự phân bào độc lập hình thành giao tử, tổ hợp tự do hình thành hợp tử và hoán vị gen
- Sắp xếp lại các tính trạng vốn có ở bố và mẹ, xuất hiện các tính trạng mới không có biểu hiện ở bố và mẹ
- Xảy ra thường xuyên trong giới động thực vật tạo ra nguồn giống loài đa dạng cho chọn giống và tiến hóa.
IV. Ý nghĩa của biến dị tổ hợp trong chọn giống và tiến hóa
Biến dị tổ hợp diễn ra thường xuyên, tạo ra nguồn giống mới vô cùng đa dạng trong tự nhiên. Từ một loài ban đầu, biến dị tổ hợp đã tạo ra rất nhiều các loài mới với những đặc điểm khác biệt vượt trội. Đây chính là nguồn nguyên liệu thứ cấp có vai trò quan trọng trong chọn giống và tiến hóa.
1. Chọn giống
Biến dị tổ hợp tạo ra nhiều giống loài với những tính trạng tốt có, xấu có. Chúng ta sẽ chọn lọc và giữ lại những tính trạng phù hợp. Đồng thời, biến dị tổ hợp còn tạo ra những giống mới với tính trạng đặc biệt tốt cho năng suất và phẩm chất cao.
Rất nhiều các giống cây trồng và vật nuôi được phát hiện, nghiên cứu và đưa vào sử dụng nhờ những biến dị tổ hợp này. Điển hình nhất chính là các loại giống con lai F1.
F1 là sản phẩm đời con của bố thuần chủng mang gen AA và mẹ thuần chủng mang gen aa hoặc ngược lại. Phép lai này cho ra F1 mang gen biến dị tổ hợp Aa. Con lai F1 có chất lượng cao gấp nhiều lần so với bố và mẹ, đem lại năng suất cao cho người nông dân.
Đây là biến dị tự nhiên không gây hại, không gây chết hay giảm khả năng sống của sinh vật. Nó là nguồn giống nghiên cứu vô hạn cho các nhà khoa học.
2. Tiến hóa
Cùng một giống loài nhưng có nhiều biến dị khác nhau sẽ giúp chúng thích nghi được với nhiều môi trường khác nhau. Từ đó, khả năng đấu tranh sinh tồn của loài cũng gia tăng.
Biến dị tổ hợp nếu sinh ra những tính trạng xấu, không phù hợp với hoàn cảnh, môi trường thì nhanh chóng nó sẽ bị loại bỏ. Đây là quy luật tiến hóa tất yếu của tự nhiên.Biến dị tổ hợp là gì? Cơ chế hình thành và đặc điểm của nó ra sao? Ý nghĩa của nó đối với chọn giống và tiến hóa quan trọng như thế nào? Chúng ta có thể hiểu được vài điều cơ bản về biến dị tổ hợp qua thông tin được cung cấp ở trên.
Biến dị tổ hợp sẽ sắp xếp lại các tính trạng của bố và mẹ, mất đi hoặc xuất hiện thêm các tính trạng mới. Các cá thể ra đời do biến dị tổ hợp có thể là lợi thế mà tự nhiên mang lại cũng có thể là sản phẩm lỗi. Theo chọn lọc và tiến hóa của tự nhiên, những cá thể phù hợp sẽ tồn tại, các sản phẩm lỗi sẽ bị đào thải.
Bài viết nên đọc
Bài viết phổ biến
