1. Tiến hoá hoá học

• Trái Đất nguyên thuỷ có khí quyển không có O₂ tự do (chủ yếu CH₄, NH₃, H₂, hơi nước…).
• Dưới tác động của năng lượng (tia tử ngoại, sấm sét, núi lửa…), các chất vô cơ → hợp chất hữu cơ đơn giản (axit amin, đường, nucleotit…).
• Các hợp chất hữu cơ đơn giản tiếp tục liên kết → đại phân tử hữu cơ (prôtêin, axit nucleic…).

→ Hình thành “nguyên liệu” cho sự sống.

2. Tiến hoá tiền sinh học

• Các đại phân tử tập hợp lại tạo thành các hệ thống tiền tế bào (giọt côaxecva).
• Xuất hiện cơ chế tự nhân đôi và trao đổi chất sơ khai.
• Hình thành tế bào nguyên thuỷ đầu tiên (nhân sơ).

→ Đánh dấu sự xuất hiện của sự sống.

3. Tiến hoá sinh học

• Từ tế bào nguyên thuỷ → sinh vật nhân sơ → sinh vật nhân thực.
• Xuất hiện sinh vật quang hợp → giải phóng O₂ → hình thành tầng ôzôn.
• Sinh vật ngày càng đa dạng, tiến hoá thành các nhóm sinh vật như thực vật, động vật và cuối cùng là con người.

a. Vì sao chọn lọc tự nhiên không thể tạo ra sinh vật thích nghi với mọi môi trường?

• Chọn lọc tự nhiên chỉ tác động lên các biến dị đã có sẵn, không tạo ra đặc điểm theo “nhu cầu”.
• Mỗi môi trường đòi hỏi những đặc điểm thích nghi khác nhau, thậm chí đối lập nhau (ví dụ: sống ở sa mạc cần giữ nước, còn sống dưới nước lại cần thích nghi với môi trường ngập nước).
• Khi sinh vật thích nghi tốt với môi trường này thì có thể giảm khả năng thích nghi ở môi trường khác (hiện tượng đánh đổi).
• Môi trường luôn thay đổi, nên không có kiểu hình nào là tối ưu cho mọi điều kiện.

→ Vì vậy, chọn lọc tự nhiên chỉ tạo ra sinh vật thích nghi tương đối với một môi trường xác định, chứ không thể hoàn hảo trong mọi môi trường.

b. Loài mới có thể được hình thành qua những con đường nào?

Loài mới được hình thành thông qua quá trình cách li sinh sản, chủ yếu theo các con đường:

1. Hình thành loài bằng con đường địa lí (cách li địa lí)
   
2. • Các quần thể bị ngăn cách bởi núi, sông, biển…
   • Lâu dài tích lũy khác biệt di truyền → không còn giao phối được với nhau.
4. Hình thành loài bằng con đường sinh thái
   
5. • Các nhóm sống trong cùng khu vực nhưng khai thác nguồn sống khác nhau.
   • Dần dần hình thành cách li sinh sản.
7. Hình thành loài bằng đột biến (đặc biệt đa bội hóa ở thực vật)
   
8. • Đột biến làm thay đổi bộ nhiễm sắc thể → có thể tạo loài mới nhanh chóng.

Giải thích:

• Ở quần thể A, môi trường loại bỏ các cá thể có kiểu hình trội.
  
• • Kiểu hình trội có thể do AA hoặc Aa tạo thành.
  • Như vậy, cả cá thể đồng hợp trội (AA) và dị hợp (Aa) đều bị loại bỏ.
    → Alen trội sẽ giảm rất nhanh vì không “ẩn” được trong kiểu gen nào.
• Ở quần thể B, môi trường loại bỏ các cá thể có kiểu hình lặn.
  
• • Kiểu hình lặn chỉ xuất hiện ở đồng hợp lặn (aa).
  • Alen lặn vẫn có thể tồn tại “ẩn” trong kiểu gen dị hợp (Aa) mà không bị chọn lọc loại bỏ.
    → Vì vậy, alen lặn bị loại bỏ chậm hơn.

Về sự phân biệt giữa tiến hóa nhỏ và tiến hóa lớn:

Tiến hóa nhỏ là quá trình biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể (biến đổi tần số allele và thành phần kiểu gen) diễn ra trên quy mô nhỏ, trong thời gian tương đối ngắn và có thể nghiên cứu bằng thực nghiệm; kết quả của tiến hóa nhỏ là sự hình thành loài mới. Trong khi đó, tiến hóa lớn là quá trình hình thành các nhóm phân loại trên loài như chi, họ, bộ, lớp, ngành; quá trình này diễn ra trên quy mô rộng lớn, trải qua thời gian địa chất rất dài và thường được nghiên cứu thông qua việc phân tích các hóa thạch cũng như so sánh các đặc điểm giải phẫu, sinh học phân tử.

Về cơ chế hình thành đặc điểm thích nghi theo thuyết hiện đại:

Sự hình thành đặc điểm thích nghi là kết quả của một quá trình lịch sử chịu sự tác động phối hợp của các nhân tố tiến hóa, bắt đầu từ việc phát sinh các đột biến và biến dị tổ hợp tạo nên nguồn nguyên liệu di truyền phong phú. Khi môi trường thay đổi, chọn lọc tự nhiên đóng vai trò là nhân tố định hướng, thực hiện sàng lọc các cá thể trong quần thể: những cá thể mang kiểu gen quy định đặc điểm hình thái, sinh lí giúp chúng chống chịu tốt hơn sẽ có khả năng sống sót và sinh sản ưu thế. Thông qua quá trình sinh sản, các kiểu gen có lợi này được truyền lại cho đời sau, dần dần làm tăng tần số các allele thích nghi và hình thành nên quần thể mới mang đặc điểm phù hợp với điều kiện môi trường. Cần lưu ý rằng mỗi đặc điểm thích nghi chỉ có ý nghĩa tương đối trong một điều kiện môi trường nhất định.

a) Các nhân tố sinh thái tác động

Nhân tố sinh thái được chia thành hai nhóm chính:

• Nhân tố vô sinh (Abiotic):

• Ánh sáng: Ảnh hưởng đến chu kỳ hoạt động ngày/đêm (nhịp sinh học) của cá.

• Nhiệt độ: Do cá "chịu lạnh kém", nhiệt độ nước là nhân tố giới hạn quan trọng.

• Hàm lượng Oxygen: Cá thích nước động, giàu O_2 nên nồng độ khí hòa tan là yếu tố sống còn.

• Giá thể (Hốc đá, cây thủy sinh): Cung cấp nơi trú ẩn.

• Nhân tố hữu sinh (Biotic):

• Thức ăn: Các loài sinh vật phù du hoặc thức ăn nổi ở tầng mặt.

• Cây thủy sinh: Vừa là nơi ngủ, vừa có thể là nguồn cung cấp O_2 hoặc nơi ẩn nấp.

• Vi sinh vật: Các vi khuẩn phân giải trong nước giúp làm sạch môi trường sống.

• Con người: Nhân tố trực tiếp chăm sóc và điều khiển các điều kiện môi trường.

b) Đề xuất thiết kế bể cá và phương pháp chăm sóc

Để loài cá này phát triển tốt nhất, bạn nên thiết kế và chăm sóc theo các tiêu chí sau:

Để thiết kế bể cá và chăm sóc loài cá này một cách hiệu quả nhất, trước hết về mặt bố trí không gian, chúng ta cần lắp đặt hệ thống máy sủi và lọc tạo dòng để đảm bảo môi trường nước luôn chuyển động và giàu oxygen, đáp ứng đúng sở tính sống ở vùng nước động của cá. Trong bể, nên sắp xếp các khối đá tạo thành nhiều hốc nhỏ và trồng thêm các bụi cây thủy sinh rậm rạp; việc này dựa trên cơ sở khoa học về tập tính ngủ đêm của loài, giúp cá có nơi ẩn nấp an toàn và giảm căng thẳng.

Về chế độ chăm sóc, do cá hoạt động chủ yếu vào ban ngày và chịu lạnh kém, người nuôi cần duy trì hệ thống đèn chiếu sáng vào ban ngày để ổn định nhịp sinh học và lắp đặt máy sưởi để giữ nhiệt độ nước ổn định, tránh việc cá bị sốc nhiệt hay nhiễm bệnh khi thời tiết chuyển lạnh. Cuối cùng, vì đặc điểm ăn ở tầng nổi, phương pháp cho ăn phù hợp nhất là sử dụng các loại thức ăn dạng viên nổi hoặc sấy khô để cá dễ dàng tiếp cận, đồng thời hạn chế tình trạng thức ăn chìm xuống đáy gây ô nhiễm môi trường nước.

Sự kiện nổi bật: Đây là thời kì xảy ra sự "Bùng nổ kỉ Cambri". Các ngành động vật hầu hết xuất hiện trong giai đoạn này. Sự sống phát triển mạnh mẽ dưới đại dương với các loài có vỏ giáp và hóa thạch đặc trưng là Tôm ba lá (Trilobite).

• Kỉ Cretaceous (Phấn trắng): Thuộc đại Trung sinh (Mesozoic).

• Sự kiện nổi bật: Xuất hiện thực vật có hoa và các loài côn trùng thụ phấn. Cuối kỉ này đã xảy ra sự kiện tuyệt diệt hàng loạt, dẫn đến sự biến mất của các loài Khủng long và nhiều loài sinh vật khác, dọn đường cho sự phát triển của đại Tân sinh.

b) Sự xuất hiện của loài người

• Kỉ: Loài người xuất hiện ở kỉ Đệ tứ (Quaternary).

• Đại: Thuộc đại Tân sinh (Cenozoic) – đây là đại địa chất gần chúng ta nhất và vẫn đang tiếp diễn.