Lịch sử tiến hóa sự sống Tiến_hóa

Nguồn gốc sự sống

Trái Đất khoảng 4.54 tỷ năm tuổi.[273][274][275] Bằng chứng sớm nhất không thể chối cãi về sự sống trên Trái đất có từ ít nhất 3,5 tỷ năm trước,[13][276] trong kỷ Eoarchean sau khi lớp vỏ địa chất bắt đầu hóa cứng sau thời kỳ Hadean Eon nóng chảy trước đó. Hóa thạch thảm vi sinh vật đã được tìm thấy trong sa thạch 3,48 tỷ năm tuổi ở Tây Úc.[15][16][17] Bằng chứng vật lý ban đầu khác về một chất sinh học là than chì trong đá trầm tích 3.7 tỷ năm tuổi được phát hiện ở Western Greenland.[14] cũng như "phần còn lại của Vật chất sinh học" được tìm thấy trong những tảng đá 4,1 tỷ năm tuổi ở Tây Úc.[277][278] Nhận xét về những phát hiện của Úc, Stephen Blair Hedges đã viết: "Nếu sự sống phát sinh tương đối nhanh trên Trái đất, thì nó có thể phổ biến trong vũ trụ."[277][279] Vào tháng 7 năm 2016, các nhà khoa học đã báo cáo việc xác định một bộ 355 gen từ tổ tiên chung nhất (LUCA) của tất cả các sinh vật sống trên Trái đất.[280]

Hơn 99 phần trăm của tất cả các loài, lên tới hơn năm tỷ loài,[281] đã từng sống trên Trái đất được ước tính là tuyệt chủng.[269][270] Ước tính số lượng loài hiện tại của Trái đất dao động từ 10 triệu đến 14 triệu,[282][283] trong đó khoảng 1,9 triệu loài được ước tính đã được đặt tên [284] và 1,6 triệu tài liệu trong một cơ sở dữ liệu trung tâm cho đến nay,[285] để lại ít nhất 80 phần trăm chưa được mô tả.Các quá trình hóa học năng lượng cao được cho là đã sinh ra những phân tử tự tái tạo vào khoảng 4 tỷ năm trước, và nửa tỷ năm sau một tổ tiên chung nhất của tất cả sinh vật đã tồn tại.[11] Giới khoa học đương đại đạt được thống nhất rằng quá trình sinh hóa phức tạp đã hình thành nên sự sống từ những phản ứng hóa học đơn giản hơn.[286] Sự bắt nguồn sự sống có thể bao gồm những phân tử tự tái bản như RNA[287] và sự lắp ghép nên những tế bào đơn giản.[288]

Tổ tiên chung

Siêu họ Người (hominoidea) là hậu duệ của một tổ tiên chung.

Toàn bộ sinh vật trên Trái Đất được cho là bắt nguồn từ một tổ tiên chung hoặc một vốn gen tổ tiên chung.[204][289] Các loài sinh vật hiện tại là một chặng trong tiến trình tiến hóa, với sự đa dạng của chúng là sản phẩm của một chuỗi dài những sự kiện hình thành loài cũng như tuyệt chủng.[290] Tổ tiên chung cả các sinh vật đầu tiên được suy luận ra từ bốn dữ kiện đơn giản về các sinh vật. Trước hết, chúng có sự phân bố địa lý không thể giải thích bằng sự thích nghi địa phương. Thứ nhì, sự đa dạng sinh học không phải là một tập hợp những sinh vật hoàn toàn độc nhất vô nhị, mà là những sinh vật chia sẻ những sự tương đồng về hình thái học. Thứ ba, những tính trạng di tích (như xương cụt ở người) không có mục đích rõ ràng nào tương tự với những tính trạng tổ tiên có chức năng và, các sinh vật có thể được phân loại bằng các dùng những sự tương đồng vào một thứ bậc với các nhóm lồng vào nhau - tương tự với một cây gia phả.[291]

Các nghiên cứu hiện đại đã đề xuất rằng, do sự chuyển gen ngang, cây phát sinh chủng loại này có thể phức tạp hơn là một cái cây phân nhánh đơn giản bởi vì một số gen đã lan truyền độc lập giữa các loài liên quan rất xa xôi.[292][293] Để giải quyết vấn đề này và cũng như những vấn đề khác, một số tác giả thích sử dụng thuật ngữ "San hô phát sinh chủng loại" như một ẩn dụ hoặc một mô hình toán học để minh họa cho sự tiến hóa của sự sống. Quan điểm này bắt nguồn từ một ý tưởng được Darwin đề cập ngắn gọn nhưng sau đó đã bị từ bỏ.[294]

Các loài trong quá khứ cũng đã để lại những hồ sơ về lịch sử tiến hóa của chúng. Hóa thạch, cùng với giải phẫu so sánh của các sinh vật ngày nay, tạo thành hình thái, hoặc giải phẫu, báo cáo.[295] Bằng cách so sánh giải phẫu của cả hai loài hiện đại và tuyệt chủng, các nhà cổ sinh vật học có thể suy ra dòng dõi của các loài đó. Tuy nhiên, phương pháp này thành công nhất đối với các sinh vật có bộ phận cơ thể cứng, chẳng hạn như vỏ, xương hoặc răng. Hơn nữa, vì các sinh vật nhân sơ như vi khuẩn và vi khuẩn cổ có chung một tập hợp hạn chế các hình thái phổ biến, hóa thạch của chúng không cung cấp thông tin về tổ tiên của chúng.Gần đây, bằng chứng cho tổ tiên chung đã đến từ nghiên cứu về sự tương đồng sinh hóa giữa các sinh vật. Ví dụ, tất cả các tế bào sống sử dụng cùng một bộ nucleotide và axit amin cơ bản.[296] Sự phát triển của di truyền phân tử đã tiết lộ các ghi chép về sự tiến hóa còn lại trong bộ gen của sinh vật: có niên đại khi các loài phân hóa qua đồng hồ phân tử được tạo ra bởi nhịp độ đột biến.[297] Ví dụ, những so sánh trình tự DNA này đã tiết lộ rằng con người và tinh tinh chia sẻ 98% bộ gen của chúng và phân tích một vài vị trí khác nhau trên bộ gen giúp làm sáng tỏ khi tổ tiên chung của các loài này còn tồn tại.[298]

Tiến hóa sự sống

Cây tiến hóa chỉ ra sự phân nhánh của những loài hiện đại từ tổ tiên chung của chúng ở trung tâm.[1] Ba vực chính được tô màu, với vi khuẩn màu xanh dương, vi khuẩn cổ màu xanh lục và sinh vật nhân chuẩn màu đỏ.
  1. ^ Ciccarelli, Francesca D.; Doerks, Tobias; von Mering, Christian và đồng nghiệp (3 tháng 3 năm 2006). “Toward Automatic Reconstruction of a Highly Resolved Tree of Life” (PDF). Science 311 (5765): 1283–1287. Bibcode:2006Sci...311.1283C. ISSN 0036-8075. PMID 16513982. doi:10.1126/science.1123061. Bản gốc lưu trữ (PDF) ngày 4 tháng 3 năm 2016.  Đã bỏ qua tham số không rõ |citeseerx= (trợ giúp)

Các sinh vật nhân sơ đã cư trú trên Trái Đất từ cách đây khoảng 3 đến 4 tỉ năm.[299][300] Không có thay đổi rõ ràng về hình thái hoặc tổ chức tế bào xảy ra ở những sinh vật này trong vài tỷ năm sau đó.[301] Các tế bào nhân chuẩn xuất hiện trong khoảng 1,6 tới 2,7 tỉ năm trước. Sự thay đổi chính yếu tiếp theo trong cấu trúc tế bào xuất hiện khi vi khuẩn bị các tế bào nhân chuẩn bao phủ, trong một mối quan hệ cộng tác gọi là nội cộng sinh (endosymbiosis).[302][303] Vi khuẩn xâm nhập và tế bào chủ sau đó trải qua một sự đồng tiến hóa, trong đó vi khuẩn tiến hóa thành các ty thể hoặc hydrogenosome.[304] Một sự xâm nhập khác của các vi khuẩn lam dẫn đến sự hình thành của lục lạp trong tảothực vật.[305]

Lịch sử sự sống chỉ bao gồm vi khuẩn cổ, sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn đơn bào cho tới tận 610 triệu năm trước khi các cơ thể đa bào bắt đầu xuất hiện trong các đại dươngkỷ Ediacara.[299][306] Sự tiến hóa đa bào xảy ra trong nhiều sự kiện độc lập, trong các sinh vật khác nhau như động vật thân lỗ, tảo nâu, vi khuẩn lam, mốc nhầyvi khuẩn nhầy (myxobacteria, hay niêm khuẩn).[307] Vào tháng 1 năm 2016, các nhà khoa học đã báo cáo rằng, khoảng 800 triệu năm trước, một thay đổi di truyền nhỏ trong một phân tử duy nhất gọi là GK-PID có thể đã cho phép các sinh vật đi từ một sinh vật đơn bào đến đa bào.[308]

Ít lâu sau sự xuất hiện của các sinh vật đa bào đầu tiên này, một mức độ đa dạng sinh học đáng kể đã xuất hiện chỉ trong vòng 10 triệu năm, trong một sự kiện được gọi là sự bùng nổ kỷ Cambri. Trong thời kỳ này, phần lớn các ngành động vật hiện đại đã xuất hiện trong các chứng tích hóa thạch, cùng với những dòng giống độc nhất vô nhị về sau đã tuyệt chủng.[309] Nhiều cách giải thích về sự bùng nổ này đã được đưa ra, trong đó có sự tích lũy oxy trong khí quyển từ sự quang hợp.[310]

Khoảng 500 triệu năm trước, thực vật và nấm tiến từ đại dương lên mặt đất, dần kéo theo động vật chân khớp và các loài động vật khác.[311] Côn trùng đặc biệt phát triển và thậm chí cho đến ngày nay vẫn chiếm đa số các loài động vật.[312] Các loài lưỡng cư đầu tiên xuất hiện khoảng 364 triệu năm trước, theo sau bởi các động vật có màng ốichim sơ khai khoảng 155 triệu năm trước (cả hai đều có dòng dõi từ bò sát), động vật có vú khoảng 129 triệu năm trước, phân họ Người khoảng 10 triệu năm trước và con người hiện đại khoảng 250 nghìn năm trước.[313][314][315] Tuy nhiên, bất chấp sự tiến hóa của các loài động vật lớn này, các sinh vật nhỏ hơn cũng như những loại đã tiến hóa sớm trong quá trình này tiếp tục phát triển thành công và thống trị Trái Đất, với phần lớn sinh khối và số lượng loài thuộc về sinh vật nhân sơ.[181]

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Tiến_hóa http://redpath-staff.mcgill.ca/hendry/QuinnetalEvo... http://doc.rero.ch/record/318722/files/10682_2010_... http://www.blackwellpublishing.com/ridley/classict... http://www.britannica.com/EBchecked/topic/277746/T... http://apnews.excite.com/article/20131113/DAA1VSC0... http://apnews.excite.com/article/20151019/us-sci--... http://www.scientificamerican.com/article/is-the-h... http://aleph.nkp.cz/F/?func=find-c&local_base=aut&... http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:352-opus-34... http://evolution.berkeley.edu/