Thứ Năm, 3 tháng 9, 2020
TT & HĐ II - 16/c
Cac quy luat di truyen Menden
PHẦN II: Nền tảng
" Triết học bắt đầu từ sự ngạc nhiên"
Arixtốt
“Chúng
ta có thể mường tượng thế giới của thực tại như là một dòng nước ngầm;
thế giới hiện tượng thì ở bề mặt; bên dưới nó chúng ta không nhìn thấy
được. Các sự kiện ở tận đáy của dòng nước gây ra bọt và những xoáy nước ở
bề mặt. Đó là những chuyển động bức xạ và năng lượng của cuộc sống
chung của chúng ta, nó tác động tới các giác quan và do đó, kích thích
trí óc chúng ta; ở bên dưới, dòng nước ngầm vẫn chảy”
(Sir James Jeans.)
“Triết
học chân chính chỉ là triết học truyền đạt chính xác nhất tiếng nói của
bản thân thế giới và được viết dưới những sự chỉ dẫn của thế giới”
(Ph.Bêcơn)
“Tất cả mọi khoa học cần thiết hơn triết học, nhưng không một khoa học nào tốt hơn nó”
(Arixtốt)
CHƯƠNG V: TƯƠNG ĐỒNG
“Các
qui luật thường xuyên và bất biến, tác động tới tất cả mọi vận động,
tất cả mọi biến đổi của các vật thể. Chính tự nhiên đặt ra một trật tự
và một sự hài hòa bất di bất dịch trong vũ trụ, và vũ trụ thì tuy luôn
luôn biến đổi trong những bộ phận của nó, nhưng bao giờ cũng là như thế
trong toàn bộ của nó ”.
(Lamarck)
"Loại bỏ một sai lầm cũng tốt như, và thậm chí đôi lúc còn hơn là thiết lập một chân lý hay sự thật mới."
(C. R. Darwin)
"Ngu
dốt sinh ra sự quả quyết hơn là tri thức; chính những người biết ít chứ
không phải những người biết nhiều mới quả quyết khẳng định vấn đề này
hay vấn đề kia sẽ không bao giờ được khoa học giải đáp.".
(C. R. Darwin)
“Chúng ta vẫn còn chìm trong bóng tối về nguồn gốc của hầu hết các nhóm sinh vật chính. Chúng xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch giống như Athena đã chui ra từ trong đầu của Thần Zeus - bùng nổ và háo hức, trái ngược với Darwin miêu tả về sự tiến hóa là kết quả do sự tích lũy dần dần của vô số biến thể siêu nhỏ...”.
“Chúng ta vẫn còn biết ít về mối quan hệ qua lại của vô số cá thể trên thế giới trong suốt nhiều giai đoạn địa chất đã qua. Mặc dù còn nhiều điều mơ hồ và sẽ còn mơ hồ lâu dài nữa, nhưng tôi vẫn tán thành một cách chắc chắn là, sau khi nghiên cứu thận trọng và phán xét vô tư những việc mà tôi có thể làm được, quan điểm, mà hầu hết các nhà tự nhiên học đều tán thành cũng như tôi trước đây đã tán thành – cho rằng các loài được sáng tạo ra một cách độc lập – là sai lầm. Tôi hoàn toàn tin chắc rằng các loài không phải là bất biến; nhưng những loài thuộc về cái được gọi là các chủng giống nhau là những hậu duệ trực hệ của những loài khác đã tuyệt chủng hoàn toàn, cũng tương tự như là những biến chủng đã được công nhận của bất cứ loài nào là hậu duệ của những loài đó. Hơn nữa, tôi tin chắc rằng Chọn lọc Tự nhiên là nguyên nhân chính nhưng không phải là nguyên nhân duy nhất của sự biến đổi.”
(C. R. Darwin)
(Tiếp theo)
***
Chính
những phát hiện của Menđen sau đó đã khắc phục được những thiếu sót mà
Đácuyn đã từng trăn trở nhưng không giải quyết được. Có thể nói nôm na
rằng thuyết tiến hóa hiện đại là sự kế thừa những phát kiến thiên tài,
mang tính nền tảng trong sinh vật học của Đácuyn lẫn Menđen.
| Gregor Johann Mendel | |
|---|---|
|
|
| Sinh | 20 tháng 7 năm 1822 Thị trấn Hynčice,  Đế quốc Áo |
| Mất | 6 tháng 1, 1884 (61 tuổi) Brno,  Đế quốc Áo-Hung |
Di
truyền học là khoa học về tính di truyền và tính biến dị. Tính di
truyền là thuộc tính “giống tổ tiên” của các thế hệ sống tiếp sau. Còn
tính biến dị là tính mà các nhà sinh vật học dùng để gọi những sự khác
nhau, sự phân ly ra ngoài phạm vi giống nhau của một gia đình. Con cái
được sinh ra, đều có nét giống mẹ hoặc giống cha. Đó là do di truyền.
Nhưng con cái được sinh ra cũng có những điểm khác bố mẹ về ngoại hình
hoặc tính tình thì đó là biến dị (nếu không giống bố hoặc mẹ mà giống
“người hàng xóm” thì đó là chuyện khác, có khi rất “tày đình”!)
Biến
dị và di truyền là hai thuộc tính cơ bản, tương phản nhau của sự sống.
Tính biến dị cung cấp chất liệu cho sự tiến hóa, tính di truyền củng cố
các thành quả của biến dị. Tính biến dị tạo nên những dạng sinh vật mới,
còn tính di truyền thì bảo vệ, giữ gìn chúng.
Menđen
được coi là người đã đặt nền móng cho di truyền học hiện đại. Ông là
con trai một gia đình nông dân, lớn lên làm thầy tu dòng Ôguytxtơ, vừa
là một thầy giáo dạy toán khiêm tốn, là người Séc.
Mùa
hè năm 1854, Menđen bắt đầu thực hiện việc khảo sát quá trình lai tạo
giống và đã nghiên cứu hơn 40 nghìn giống lai. Sau một quá trình làm
việc miệt mài, ông đã tổng kết và rút ra được từ kết quả thực nghiệm
những điều chưa từng biết đến trong sinh học. Khoảng mười một năm sau,
năm 1865, ông đã tóm tắt lại trong một bài báo đăng và năm 1869 còn đọc
bài viết này tại Hội nghị khảo cứu thiên nhiên địa phương.
Rất
đáng tiếc là người đương thời đã không để ý đến. Thậm chí còn có kẻ
chức quyền hỏi ông: “Chỉ nhờ vào hạt đậu thì phát hiện được gì?”.
Câu
hỏi đó có lẽ không đến nỗi miệt thị, nếu chúng ta biết rằng hồi đó
không ai hiểu biết một tý gì về tính di truyền cả. Rất nhiều giả thuyết
được đưa ra để tìm cách giải thích về cái bí mật vô song đó của thiên
nhiên nhưng đều bị bác bỏ. Ngay năm 1871, bác sĩ và nhà kỹ thuật viên
động vật tên là Vinken sau khi tốn bao công sức cho vấn đề hóc búa này,
cuối cùng cũng đành bó tay, đưa ra một kết luận chua chát: “Các qui luật
điều khiển tính di truyền là cái gì hoàn toàn xa lạ và không có ai có
thể nói được rằng điều này diễn biến như thế nào, vì cùng một tính trạng
nhưng vào lúc này thì được di truyền, nhưng sang lúc khác thì lại
không”.
Nhưng
chua chát hơn cả vẫn là thân phận của Menđen. Không một ai đoái hoài
tới công trình của mình, ông dần dần cũng im hơi lặng tiếng mà qua đời
trong âm thầm. Trước lúc nhắm mắt ông đã nói một câu cuối cùng: “Hãy
xem, thời đại của tôi đang đến!”.
Ba
mươi lăm năm sau, tức năm 1900, các nhà nguyên cứu sinh vật học trong
quá trình lục lại các tư liệu cũ đã tình cờ phát hiện được bài báo của
Menđen và không khỏi kính phục ông. Công trình của ông, ngày nay được
biết đến như một phát kiến vĩ đại của sinh vật học và vô cùng quan trọng
của di truyền học. Người ta nói, sự đóng góp của ông vào kho tàng sinh
vật học có giá trị và sức mạnh tương đương với việc sáng lập thuyết
lượng tử trong vật lý học.
Bản
thân Menđen không định ra định luật nào cả. Nhưng những người sau ông
đã đúc rút từ các kết quả nghiên cứu của ông thành ra những định luật cơ
bản của tính di truyền và năm 1900 được xem như năm khai sinh ra di
truyền học hiện đại.
Vậy thì ba định luật đó là gì? Chúng ta tiếp tục kể:
Đối
tượng nghiên cứu của Menđen là đậu Hà Lan, loại cây này thường tự thụ
phấn nhưng cũng có thể thụ phấn chéo cho chúng. Ông quan sát từng tính
trạng riêng biệt trong mỗi thí nghiệm. Menđen nhận thấy ở đậu Hà Lan có
những kiểu hình tương phản rõ rệt như hạt trơn và hạt nhăn, hạt xanh và
hạt vàng, thân dài và thân ngắn… Ông thực hiện các phép lai giữa các nòi
thuần và nghiên cứu thế hệ con cái về các kiểu hình của cha mẹ. Thí dụ,
nếu gọi thế hệ cha mẹ là P và thế hệ con lai là F1, chúng ta có thể viết:
P trơn x nhăn
F1 trơn
Vì tất cả các hạt thu được từ F1
đều giống với một trong hai dạng cha mẹ và đều trơn nên Menđen gọi tính
trạng trơn là trội còn tính trạng nhăn là lặn. Ngày nay người ta thấy
trội - lặn là hiện tượng phổ biến đối với tất cả mọi sinh vật. Vì tất cả
các con lai của thế hệ thứ nhất (F1) đều giống nhau và đều
mang tính trội cho nên người ta gọi hiện tượng này là định luật đồng
tính hoặc định luật tính trội và đó là định luật thứ nhất của Menđen.
Tiếp theo thí nghiệm nói trên, Menđen đã cho các cây lai F1 tự thụ phấn và thu được kết quả như sau:
Từ đó, Menđen rút ra một số kết luận. Ông cho rằng để nhận được các dòng thuần như các dạng cha mẹ thì cả tế bào trứng và phấn hoa phải có cùng một cấu trúc di truyền. Khi các cây F1 chỉ mang tính trạng của một dạng cha mẹ được tự thụ phấn, ở F2 đã xuất hiện các tính trạng của cả hai dạng cha mẹ. Điều đó chứng tỏ rằng các cây F1 phải mang cả hai bản sao khác nhau, mỗi bản sao bắt nguồn từ một tính trạng và tỉ lệ 3:1 thu được trong F2
là do các loại giao tử khác nhau đã sinh ra với xác suất như nhau và sự
kết hợp giữa các giao tử đực và cái diễn ra một cách ngẫu nhiên. Có thể
minh họa bằng ký hiệu di truyền về phép lai trơn x nhăn như sơ đồ ở
hình 10.
Các cây lai F1 là dị hợp tử và có kiểu hình trơn vì S trội so với s, còn các cây F2 sinh ra do F1 tự thụ phấn có tỷ lệ kiểu hình 3 trơn : 1 nhăn.
Hình 10 – Phép lai trơn x nhăn
Các
cây đồng hợp tử trội Ss có kiểu hình giống nhau. Để phân biệt SS và Ss,
người ta dùng phép lai phân tích, nghĩa là lai hai dạng nói trên với
dạng cha mẹ đồng hợp tử lặn:
Ở đây 
số cá thể F2 trơn cho tất cả các cá thể thế hệ sau đều trơn, 
số cá thể trơn của F2 cho 
số cá thể thế hệ sau là trơn, còn 
là nhăn.
số cá thể F2 trơn cho tất cả các cá thể thế hệ sau đều trơn, số cá thể trơn của F2 cho số cá thể thế hệ sau là trơn, còn là nhăn.
Từ đó mà có định luật Menđen thứ hai - định luật phân ly:
- Các giao tử là thuần khiết, chúng chỉ mang một trong hai tính trạng S hoặc s (từ chuyên môn gọi là alen của gen).
- Các giao tử tách biệt nhau và thế hệ mới được sinh ra do sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử bắt nguồn từ hai cha mẹ.
Trong
các thí nghiệm của Menđen nói trên, một tính trạng là trội hoàn toàn so
với tính trạng kia cho nên các cá thể dị hợp tử, về kiểu hình không
phân biệt được với cá thể đồng hợp tử trội. nhưng không phải bao giờ
cũng như vậy. Đối với nhiều tính trạng, có thể quan sát thấy hiện tượng
trội không hoàn toàn. Thí dụ về màu hoa của cây Antirrhinuin. Cây AA có
hoa màu đỏ, cây aa có hoa màu trắng còn cây Aa có hoa màu hồng. Vì vậy
khi lai hai cây có hoa màu hồng với nhau sẽ cho các cây với hoa màu đỏ,
hồng và trắng theo tỷ lệ tương ứng là 1 : 2 : 1. Cho đến nay, người ta
quan sát thấy hiện tượng trội không hoàn toàn ở nhiều sinh vật khác
nhau, của động vật lẫn thực vật.
Sau
khi chứng minh rằng tất cả các cặp tính trạng tương phản đã nghiên cứu
đều là di truyền theo cùng một kiểu giống như cặp trơn - nhẵn, Menđen
bắt đầu quan tâm đến việc nghiên cứu sự phân li của hai cặp tính trạng
khác loại trong cùng một phép lai. Cụ thể ông đã tiến hành các phép lai
giữa cây có hạt trơn - vàng với cây có hạt nhăn - xanh (xem hình 11).
Hình 11 – Nguyên tắc phân li độc lập
Các cá thể F1 là dị hợp tử kép và vì vậy, sinh ra bốn loại giao tử với số lượng bằng nhau: SY, Sy, SY, sy. Khi cho F1
tự thụ phấn thì bốn loại giao tử này kết cặp với nhau một cách ngẫu
nhiên trong tất cả các tổ hợp có thể có để sinh ra thế hệ con lưỡng bội.
Do vậy có 16 tổ hợp giao tử nhưng vì tác dụng của tính trội, chỉ có bốn
loại kiểu hình xuất hiện là trơn - vàng, trơn - xanh, nhăn - vàng, nhăn
- xanh theo tỷ lệ tương ứng là 9 : 3 : 3 : 1.
Menden
nhận xét rằng tỷ lệ phân ly đó chính là sự kết hợp của hai tỷ lệ phân
ly 3 : 1 khi xem xét từng cặp tính trạng riêng biệt. Từ nhận xét đó mà
hình thành nên định luật thứ ba của Menden gọi là định luật di truyền
độc lập: các tính trạng trong các cặp tính trạng không tương đồng, khác
nhau thì vận động độc lập trong quá trình tạo thành giao tử. Định luật
này còn được gọi với một tên khác nữa là định luật kết hợp tự do.
Từ
những kết quả đạt được, chính Menden đã cho rằng quá trình tiến hóa của
sinh vật không phải là những biến dị liên tục mà là không liên tục.
Quan niệm này khác hoàn toàn với tư tưởng về tiến hóa biến dị liên tục
của Đácuyn.
Chúng
ta đã kể xong về ba định luật của Menđen. Và giờ, đến lượt chúng ta nói
về… mình. Điều lạ lùng là thêm những qui ước phù hợp nào đó, có thể
dùng hai hằng đẳng thức bình phương của một tổng và lập phương của một
tổng (trong nhị thức Niutơn) để trình bày các định luật Menđen! Lạ lùng
hơn nữa, có thể dùng quan niệm của NTT, trên “ngôn ngữ” âm dương, bát
quái để trình bày các định luật của Menđen! Chắc chắn được không? Chắc
chắn được! Nào,
chúng ta thử xem!
Mọi
sự sống đều được xây dựng nên từ tế bào và tế bào cũng là thể sống đầu
tiên của mọi sự sống. Walso, nhà sinh học người Đức nói: “Mọi tế bào đều
xuất phát từ tế bào”. Đó là một câu nói hay, sâu sắc! Từ đó mà cũng có
thể nói rằng tế bào là đơn vị của sự sống, của thể xác sống. Vậy thì,
chúng ta bắt đầu từ tế bào.
Tế
bào, ở trạng thái bình thường được cho là cân bằng nội tại, nó tĩnh,
“nghỉ” và chúng ta gọi nó là vô cực. Tuân theo lẽ tự nhiên, tế bào không
thể độc lập tuyệt đối được mà phải nằm trong mối quan hệ tác động -
phản ứng với bên ngoài nó để tồn tại và đương nhiên là trong vòng sinh
tử. Quá trình vận động nội tại và tác động lẫn nhau làm cho các tế bào
cũng lâm vào cuộc “chiến tranh huynh đệ tương tàn”, một số trong chúng
lép vế, bị loại khỏi vòng chiến đấu, số khác tạm thời tránh được “cơn
tai biến”, số còn lại giành được nhiều “của cải” làm tăng trưởng nội tại
dẫn đến “nội chiến” phân chia thành hai và bản thân chúng như thế là
chấm dứt tồn tại. Tồn tại là quá trình thống nhất sinh ra rồi mất đi,
thể hiện ra như hai quá trình đồng thời phát triển và suy tàn, tùy theo
hướng tác động của môi trường, mức độ phù hợp với môi trường mà quá
trình này tạm thời trội hơn quá trình kia, và sự phân chia hai quá trình
ấy là mang tính chủ quan, tương đối. Loài người đang tiến tới ngày càng
văn minh, nhưng đồng thời cũng đang bước đi về phía mông muội! Cắm đầu
cắm cổ quảng cáo đến trơ tráo; cắm đầu cắm cổ tiêu dùng đến kiệt quệ thì
thế hệ con cháu sau này ra sao?...
Tế
bào ở trạng thái nghỉ là vô cực, nhìn dưới góc độ vận động nội tại của
nó thì gọi là thái cực. Thái cực có hai trạng thái cực độ mà vượt qua
chúng thì tế bào không còn tồn tại: vượt qua cực độ này, tế bào trở về
“cát bụi”; vượt qua cực độ kia, tế bào tiến hóa thành hai (do đó bản
thân nó trở thành hư vô!). Sự hóa thành hai ấy được gọi theo chuyên môn
là sự phân bào.
Vận
động nội tại của tế bào là sự chuyển hóa âm dương của hệ thống lưỡng
nghi. Do tác động từ bên ngoài mà nội tại tế bào có nguy cơ mất cân
bằng. Xu thế của mọi vận động là luôn cố duy trì sự cân bằng chuyển hóa trước đó, và do đó luôn vận động trong cân bằng.
Do đó chuyển hóa âm dương của tế bào luôn được điều chỉnh để thích
nghi, cân bằng trong điều kiện mới. Tùy theo phương chiều của tác động
mà nội tại tế bào được điều chỉnh theo hai hướng: hướng ngừng chuyển hóa
(tế bào chết) và hướng chuyển hóa được tăng cường lên trạng thái cao
hơn, các trọng tâm của các nghi thành phần phải dịch chuyển tương xứng
với sự tăng trưởng của lực lượng nội tại. Đến một giai đoạn gọi là quá
độ, sự tích hợp (hay tổng hợp?) trong nội tại tế bào đã hội đủ điều kiện
và tạo ra tình thế không thể qui căn, phản phục được nữa, không chịu
đựng nổi nữa, và tế bào phải phân đôi. Phân đôi là quá trình ngược của
quá trình tích hợp.
Đó là một tưởng tượng đầy “màu sắc cơ học” nhưng về mặt định tính có lẽ vẫn hợp lý đối với tế bào.
(Còn tiếp)
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét