Mục lục bài họcĐang ở d07-b4
Phylogeny and the Origin of Life
How to read a cladogram
A cladogram shows branching order, not similarity of appearance and not time along the tips. Three rules cover almost every exam question:
- Each node is a common ancestor. Two taxa are more closely related when the node joining them is more recent, whatever the distance across the page.
- A mark on a branch is a shared derived character — a new feature that all descendants of that node have and no earlier group has. These define the groups.
- The outgroup is the branch splitting off first; it lacks the derived characters and gives a baseline for comparison.
Tips can be rotated at a node without changing the tree, which is why "next to each other" means nothing on its own.
Molecular evidence
The more sequence two species share, the more recently they diverged. Deeply conserved genes — ribosomal RNA, cytochrome c, the Hox genes — are present across enormously distant groups, which is itself strong evidence of common ancestry. A molecular clock uses a roughly steady mutation rate to estimate when two lineages split.
How life may have started
- Simple organic monomers can form abiotically from inorganic ingredients — the Miller–Urey experiment showed amino acids appearing under early-Earth conditions.
- Monomers polymerised on mineral or clay surfaces.
- These were enclosed in membrane-bound droplets, protobionts, with an inside chemically different from the outside.
- An RNA world came before DNA: RNA can both carry information and catalyse reactions (ribozymes), so it could copy itself before proteins existed. DNA took over storage later because it is more stable.
Extinctions, especially mass extinctions, clear niches and are followed by adaptive radiation — rapid diversification of the survivors into the empty roles.
Cách đọc một cây phát sinh
Cây phát sinh thể hiện thứ tự phân nhánh, không thể hiện mức giống nhau về hình thái và không thể hiện thời gian dọc theo hàng ngọn. Ba quy tắc phủ gần hết câu hỏi trong đề:
- Mỗi nút là một tổ tiên chung. Hai nhóm họ hàng gần nhau hơn khi nút nối chúng gần hiện tại hơn, bất kể trên hình chúng cách nhau bao xa.
- Dấu gạch trên một nhánh là đặc điểm chung mới xuất hiện — nét mới mà mọi hậu duệ của nút đó đều có còn nhóm tách ra trước thì không. Chính các đặc điểm này định nghĩa nhóm.
- Nhóm ngoài là nhánh tách ra sớm nhất; nó thiếu các đặc điểm mới nên làm mốc so sánh.
Có thể xoay hai nhánh tại một nút mà cây không đổi ý nghĩa — vì thế "đứng cạnh nhau trên hình" tự nó không nói lên điều gì.
Bằng chứng phân tử
Hai loài chia sẻ càng nhiều trình tự thì càng mới tách nhau gần đây. Các gen bảo thủ — ARN riboxom, xitocrom c, các gen Hox — có mặt ở những nhóm cách nhau cực xa, và điều đó tự nó là bằng chứng mạnh về tổ tiên chung. Đồng hồ phân tử dựa vào tốc độ đột biến tương đối đều để ước lượng thời điểm hai dòng tách nhau.
Sự sống có thể đã bắt đầu thế nào
- Đơn phân hữu cơ đơn giản hình thành được từ chất vô cơ mà không cần sinh vật — thí nghiệm Miller–Urey cho thấy axit amin xuất hiện trong điều kiện Trái Đất sơ khai.
- Các đơn phân trùng hợp thành polime trên bề mặt khoáng vật hoặc đất sét.
- Chúng được bọc trong giọt có màng, gọi là tiền tế bào, với môi trường bên trong khác hẳn bên ngoài.
- Thế giới ARN có trước ADN: ARN vừa mang thông tin vừa xúc tác được phản ứng (ribozim), nên nó tự nhân bản được khi chưa có protein. ADN chiếm lấy vai trò lưu trữ về sau vì bền hơn.
Các đợt tuyệt chủng, nhất là tuyệt chủng hàng loạt, dọn trống các ổ sinh thái và thường được nối tiếp bằng bức xạ thích nghi: nhóm sống sót phân hoá nhanh để lấp các vai trò bỏ trống.
Bốn loài và các đặc điểm chúng có: loài P – cột sống; loài Q – cột sống, chi bốn ngón; loài R – cột sống, chi bốn ngón, ối; loài S – không có đặc điểm nào trong ba đặc điểm trên. Hãy sắp thứ tự phân nhánh và cho biết Q gần R hay gần P hơn.
Bước 1 — chọn nhóm ngoài. S không có đặc điểm nào nên tách ra sớm nhất và làm mốc so sánh.
Bước 2 — xếp theo số đặc điểm tích luỹ. P có $1$, Q có $2$, R có $3$. Mỗi đặc điểm mới xuất hiện một lần rồi được truyền cho mọi hậu duệ, nên thứ tự phân nhánh là S, rồi P, rồi P tách khỏi nhánh chứa Q và R.
Bước 3 — trả lời câu hỏi so sánh. Q và R cùng có "chi bốn ngón" mà P không có, nghĩa là Q và R chung một nút xuất hiện sau nút chung với P. Vậy Q gần R hơn gần P.
Bước 4 — nêu điều dữ liệu không nói. Bảng này không cho biết loài nào tiến hoá "cao hơn", cũng không cho biết mấy triệu năm — muốn có mốc thời gian phải cần hoá thạch hoặc đồng hồ phân tử. Cây chỉ nói thứ tự phân nhánh.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 7 — Natural Selection gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.