Luận văn Vận dụng quan điểm tiến hóa để tổ chức dạy học sinh thái học - Sinh học 12 – trung học phổ thông

MỤC LỤC

Lời cảm ơn .i

Danh mục chữ viết tắt .ii

Danh mục các bảng.v

Danh mục các sơ đồ, hình vẽ, biểu đồ.v

MỞ ĐẦU.1

CHưƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.7

1.1. Tổng quan các nghiên cứu liên quan đến đề tài. .7

1.1.1. Tình hình nghiên cứu và dạy học sinh thái trên thế giới .7

1.1.2. Tình hình nghiên cứu và dạy học sinh thái ở Việt Nam.7

1.2. Cơ sở lí luận của đề tài.9

1.2.1.Cơ sở về lí luận dạy học .9

1.2.2. Mối quan hệ giữa tiến hóa và sinh thái học . . .11

1.2.3. Ý nghĩa của việc vận dụng quan điểm tiến hóa để giải thích các vấn đề của

sinh thái. .13

1.2.4. Dạy học sinh thái để rèn luyện năng lực tư duy.22

1.3. Cơ sở thực tiễn . 28

1.3.1. Thực trạng việc vận dụng quan điểm tiến hóa để tổ chức dạy học sinh thái

học- Sinh học 12 hiện nay.28

1.3.2. Thực trạng về chất lượng kiến thức sinh thái, tiến hóa của HS.31

Kết luận chương 1 .33

CHưƠNG 2. VẬN DỤNG QUAN ĐIỂM TIẾN HÓA ĐỂ TỔ CHỨC DẠY

HỌC SINH THÁI HỌC – SINH HỌC 12 – THPT.34

2.1. Phân tích cấu trúc nội dung chương trình phần tiến hóa Sinh học 12 – trung

học phổ thông.34

2.2. Phân tích cấu trúc nội dung chương trình phần sinh thái - Sinh học 12 – trung

học phổ thông.36

2.3. Vận dụng kiến thức đã có về tiến hóa để tổ chức học sinh lĩnh hội kiến thức

sinh thái học.37

2.3.1. Các mục tiêu vận dụng quan điểm tiến hóa.37

2.3.2.Yêu cầu khi vận dụng quan điểm tiến hóa để tổ chức dạy học phần sinh tháiivhoc.47

2.3.2.1. Yêu cầu đối với GV.47

2.3.2.2. Yêu cầu đối với HS.47

2.4.Quy trình vận dụng quan điểm tiến hóa để tổ chức dạy học phần sinh thái hoc.47

2.5. Xây dựng câu hỏi, bài tập phát huy tính tích cực của HS để tổ chức dạy học vận

dụng kiến thức tiến hóa tìm hiểu kiến thức sinh thái học.49

2.5.1 . Cấu trúc của câu hỏi, bài tập.49

2.5.2. Các nguyên tắc xây dựng câu hỏi, bài tập.50

2.5.3. Yêu cầu sư phaṃ của câu hỏi, bài tập.51

2.5.4. Quy trình xây dưṇ g câu hỏi , bài tập theo hướng phát huy tính tích cực của

HS để tổ chức dạy học vận dụng kiến thức tiến hóa tìm hiểu kiến thức sinh tháihọc.52

2.6. Một số giáo án chương thực nghiệm theo hướng nghiên cứu.55

Kết luận chương 2 .55

CHưƠNG 3. THỰC NGHIỆM Sư PHẠM.56

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm.56

3.1.1. Mục đích thực nghiệm.56

3.1.2.Nhiệm vụ thực nghiệm .56

3.2. Tổ chức thực nghiệm.56

3.2.1. Chon trường, chọn lớp.56

3.2.2. Bố trí thực nghiệm.57

3.2.3. Các bước nghiên cứu.58

3.2.4. Xử lí số liệu.59

3.3. Kết quả thực nghiệm .60

3.3.1. Phân tích định lượng các bài kiểm tra.60

3.3.2. Phân tích định tính các bài kiểm tra.65

3.3.3. Đánh giá định tính về sự tiến bộ tư duy.66

Kết luận chương 3.67

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.

pdf43 trang | Chia sẻ: phuongchi2019 | Ngày: 02/11/2020 | Lượt xem: 59 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Vận dụng quan điểm tiến hóa để tổ chức dạy học sinh thái học - Sinh học 12 – trung học phổ thông, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ài. - Ngƣời GV giỏi không phải là cho HS biết nhiều kiến thức mà là dạy cho HS biết cách tƣ duy, biết cách sử dụng những kiến thức vào các tình huống mới, vào đời sống thực tế. - GV chỉ dạy tốt khi có sự đồng cảm với HS. - Những điều kiện để HS học tập có hiệu quả là sức khỏe, vốn kiến thức, khả năng ghi nhớ, khả năng tƣ duy sáng tạo, phƣơng pháp học tập, điều kiện cơ sở vật chất phục vụ cho học tập, có thầy giỏi. Hiện nay, chúng ta đang thực hiện đổi mới chƣơng trình và SGK phổ thông mà trọng tâm là đổi mới PPDH. Chỉ có đổi mới căn bản PP dạy và học thì mới có thể tạo đƣợc sự đổi mới thực sự trong giáo dục, mới có thể đào tạo lớp ngƣời năng động, sáng tạo. 1.2.1.2. Một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học[3] - Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của ngƣời học. Chuyển trọng tâm hoạt động từ GV sang HS. Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi khám phá. - Cá thể hóa việc dạy học. - Sử dụng tối ƣu các phƣơng tiện dạy học đặc biệt là tin học và công nghệ thông tin. - Tăng cƣờng khả năng vận dụng kiến thức vào đời sống. Chuyển từ lối học nặng về ghi nhớ kiến thức sang lối học coi trọng việc vận dụng kiến thức. - Cải tiến việc kiểm tra - đánh giá theo xu hƣớng không chỉ đánh giá nắm vững kiến thức của học sinh, mà quan trọng hơn là năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề lý thuyết và thực tiễn. - Phục vụ ngày càng tốt hơn hoạt động tự học và phƣơng châm học suốt đời. - Gắn dạy học với nghiên cứu khoa học với mức độ ngày càng cao (theo sự phát triển của HS, theo cấp học, bậc học). 11 1.2.1.3. Dạy học hướng vào người học[2],[7] Cách gọi khác: “Dạy học lấy HS làm trung tâm”. “Dạy học hƣớng tập trung vào HS”. Sau đây là một số nội dung cơ bản của tƣ tƣởng dạy học hƣớng vào ngƣời học : - Mục đích dạy học vì sự phát triển nhiều mặt của HS : * Coi trọng lợi ích, nhu cầu, hứng thú của ngƣời học. * Phát huy cao nhất các năng lực tiềm ẩn của ngƣời học. * Hình thành cho ngƣời học phƣơng pháp học tập khoa học, năng lực sáng tạo, khả năng thích ứng với môi trƣờng - Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo của ngƣời học. - GV không chỉ truyền đạt kiến thức mà quan trọng hơn là tổ chức ra những tình huống học tập kích thích trí tò mò, tƣ duy độc lập, sáng tạo của HS, hƣớng dẫn HS học tập. - Ngƣời học đƣợc tham gia vào quá trình đánh giá, tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau. 1.2.1.4. Dạy học bằng hoạt động của người học[4]. Nội dung cơ bản của xu hƣớng đổi mới phƣơng pháp này là tạo mọi điều kiện cho HS hoạt động càng nhiều càng tốt. Theo lối dạy học cũ, hoạt động của thầy chiếm phần lớn thời gian trên lớp. Trò chủ yếu ngồi nghe một cách thụ động, rất ít khi tham gia vào hoạt động chung của lớp. Trò ít đƣợc phát biểu, càng rất ít khi đƣợc thắc mắc, hỏi thầy những điều không hiểu hay chƣa đƣợc rõ. Ngƣời ta đã tìm cách làm giảm thời gian hoạt động của thầy và tăng thời gian hoạt động của trò trong một tiết học. Với cách tiếp cận đó, thực chất của dạy học bằng hoạt động của ngƣời học là chuyển từ thầy nặng về truyền đạt, trò tiếp thu một cách thụ động sang lối dạy mới, trong đó vai trò chủ yếu của thầy là tổ chức, hƣớng dẫn hoạt động, trò chủ động tìm kiếm, phát hiện ra kiến thức. Đối với nội dung sinh thái, nhƣ đã trình bày, nó chứa đựng các kiến thức sinh học khác, trong đó có kiến thức tiến hóa mà HS đã học. Do đó việc vận dụng quan điểm tiến hóa để tổ chức HS lĩnh hội kiến thức sinh thái là điều cần thiết và mang lại hiệu quả cao trong quá trình giảng dạy. 1.2.2. Mối quan hệ giữa tiến hóa và sinh thái học. 12 Sinh thái học là khoa học nghiên cứu những điều kiện tồn tại của sinh vât trong mối tƣơng tác về mọi mặt giữa các sinh vật với nhau, và giữa các sinh vật ấy với môi trƣờng. Theo quan điểm truyền thống, sinh thái học bao gồm những nội dung cơ bản sau: sinh thái học cá thể, sinh thái học quần thể, sinh thái học quần xã và hệ sinh thái[14]. Mọi hệ sống đều có khả năng tái sinh kế tục thế hệ. Cơ thể sống đƣợc sinh ra vừa mang các đặc điểm của thế hệ trƣớc, vừa mang những đặc điểm mới mà ở bố mẹ không có. Chính đặc điểm bảo thủ và mềm dẻo của di truyền đã làm cho sinh vật không những thích nghi với môi trƣờng sống quen thuộc mà còn trở nên phong phú và đa dạng, tạo nguyên liệu cho quá trình tiến hóa[23]. Tiến hóa đảm nhận quá trình hình thành loài mới và các nhóm đơn vị phân loại trên loài, tạo ra hàng triệu loài sinh vật nhƣ ngày nay. Trong lịch sử tiến hóa, số loài tồn tại cho đến ngày nay ít hơn rất nhiều số loài đã từng có mặt trên trái đất. Quá trình lịch sử lâu dài nhiều loài đã đƣợc hình thành nhƣng giờ đây chỉ còn là hóa thạch. Những loài còn tồn tại đến ngày nay đang sống và không ngừng tiến hóa. Chúng gắn bó với nhau trong các mối quan hệ sinh thái: quan hệ giữa sinh vật với sinh vật, giữa sinh vật với môi trƣờng[23]. Tiến hoá là chủ đề bao trùm toàn bộ sinh học, nó kết hợp tất cả các lĩnh vực sinh học dƣới một phạm trù lí thuyết chung. Sinh thái học đƣợc xem là tích hợp các khoa học sinh học, là vấn đề tổng hợp phức tạp. Với đặc trƣng nhƣ vậy, sự phát triển của sinh thái học phải dựa trên cơ sở của sự ra đời các khoa học sinh học khác nhƣ: sinh lý, sinh hóa, tế bào, di truyền, tiến hóa. Nhƣ vậy, tiến hóa đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích các vấn đề sinh thái học. Đồng thời sự ra đời của sinh thái học cũng góp phần cũng cố lý luận tiến hóa. Nhà nghiên cứu Pháp, Buffon J.L. (1707-1788), đã cho rằng những nguyên tắc cơ bản để từ một loài này tiến hóa thành loài khác là ảnh hƣởng của các yếu tố bên ngoài nhƣ nhiệt độ, khí hậu, thức ăn, Lamarck G.B, là tác giả của thuyết tiến hóa đầu tiên, cho rằng ảnh hƣởng của các nhân tố bên ngoài là một trong những nguyên tắc quan trọng đối với sự thích nghi và sự tiến hóa của sinh vật. 13 Sau đó sự xuất hiện thuyết Đacuyn với tác phẩm nổi tiếng „Nguồn gốc của các loài do CLTN hay là sự bảo tồn của các nòi thích nghi trong đấu tranh sinh tồn” (1859) và một số tác phẩm khác của ông nhƣ “Những kiểu thích nghi của các loài lan đối với sự thụ phấn nhờ sâu bọ” (1862), “Thực vật ăn sâu bọ” (1875), “Về những dạng khác nhau trong các cây thuốc cùng loài” (1877), “Vai trò của giun đất trong sự hình thành đất trồng trọt” (1881)là những bằng chứng hùng hồn cho học thuyết tiến hóa đã giải thích quá trình phát triển của sinh giới theo những quy luật khách quan. Với sự ra đời của học thuyết này nó đƣợc xem là nền móng của sinh thái học. Học thuyết Đarwin bằng con đƣờng CLTN buộc các nhà sinh thái học phải quan sát cơ thể trong mối quan hệ chặt chẽ với môi trƣờng sống của nó nhƣ hình thái, tập tính thích nghi của cơ thể với môi trƣờng sống. Năm 1886, các nhà sinh học Đức Haeckel E. (1831 -1919) đã đề xuất thuật ngữ “sinh thái học” trong cuốn sách “Hình thái chung của các cơ thể” . Ông xác định sinh thái học là khoa học chung về quan hệ giữa sinh vật và môi trƣờng. Vì vậy ông ủng hộ rất tích cực học thuyết tiến hóa của Đarwin Ch và cho rằng nó đã mở ra một kỉ nguyên mới trong khoa học. Ông cho rằng: “Sinh thái học là môn học nghiên cứu tất cả các mối quan hệ tƣơng tác phức tạp mà Darwin Ch gọi là các điều kiện sống xuất hiện trong cuộc đấu tranh sinh tồn”[6]. Nhƣ vậy, có thể khẳng định lịch sử phát triển của sinh thái học gắn liền với lịch sử phát triển lý luận tiến hóa, lý luận tiến hóa có thể là cơ sở, nền tảng cho sự phát sinh sinh thái học. 1.2.3. Ý nghĩa của việc vận dụng quan điểm tiến hóa để giải thích các vấn đề của sinh thái học. Tiến hóa là chủ đề cốt lõi của sinh học. Sinh thái học là môn học nghiên cứu tất cả các mối quan hệ tƣơng tác phức tạp mà Darwin gọi là các điều kiện sống xuất hiện trong đấu tranh sinh tồn[6]. Học thuyết tiến hóa của Darwin bằng thuyết CLTN đã đặt nền móng cho việc nghiên cứu cơ thể trong mối quan hệ chặt chẽ với môi trƣờng sống nhƣ hình thái, tập tính thích nghi của cơ thể với môi trƣờng. 1.2.3.1. Tiến hóa giải thích cho tính thống nhất và đa dạng của thế giới sống. 14 Tiến hóa là quá trình phát triển lịch sử của sinh giới. Từ một nguồn gốc chung, dƣới tác dụng của các nhân tố bên trong và bên ngoài thông qua CLTN, theo con đƣờng phân li tính trạng, sinh giới đã tiến hóa[23]. Sự thống nhất của sự sống biểu hiện ở hệ thống phân loại và sự giống nhau ở các cấu trúc và cơ chế vi mô. Dựa vào những đặc điểm hình thái giống nhau có thể xếp các sinh vật vào những nhóm nhất định gọi là nhóm phân loại. Nhóm phân loại lớn nhất đƣợc gọi là giới, mỗi giới đƣợc chia nhỏ dần: giới -> giới phụ ->lớp -> bộ -> họ -> giống -> loài. Tất cả các loài sinh vật đều có thể xếp theo hệ thống phân loại này, đây là bằng chứng về sự tiến hóa của sinh giới từ tổ tiên chung ban đầu, từ thấp đến cao. Sự thống nhất thể hiện ở những thành phần cấu tạo nên mỗi cơ thể. Thành phần hóa học của các sinh vật giống nhau từ những nguyên tố tham gia chất sống đến bốn nhóm chất hữu cơ: gluxit, lipit, protein và axit nucleic.Tất cả các sinh vật đều có cấu tạo từ tế bào. Tế bào có biểu hiện đầy đủ các tính chất đặc trƣng của sự sống, nó là đơn vị cơ sở của sự sống[7]. Theo lí thuyết về các cấp độ tổ chức sống, giới hữu cơ là một hệ thống lớn trong đó có những hệ thống con đƣợc sắp xếp từ hệ nhỏ đến các hệ trung lên các hệ lớn: Phân tử  Tế bào  Mô  Cơ quan  Hệ cơ quan  Cơ thể  QT  QX  sinh quyển. Mỗi hệ lớn gồm nhiều hệ nhỏ, mỗi hệ nhỏ lại gồm những hệ nhỏ hơn. Giữa các hệ nhỏ với nhau, giữa các hệ nhỏ với hệ lớn và giữa các hệ với môi trƣờng đều có những mối quan hệ phức tạp[7]. Các quan hệ đó chỉ khi nào là kết quả của quá trình chon lọc tự nhiên, trở thành bền vững tƣơng đối nhờ cơ chế tự điều chỉnh thì mới tạo nên tổ chức sống tƣơng ứng, đảm bảo trật tự tƣơng đối trong mỗi hệ, giúp hệ thực hiện đúng các chức năng sinh học của mình[23]. Đa dạng sinh học bao gồm: sự phong phú về loài sinh vật (đa dạng sinh học về loài), về tài nguyên di truyền của các loài sinh vật (đa dạng sinh học về di truyền), và về các HST (đa dạng sinh học về HST). Đa dạng sinh học về loài là sự phong phú về các loài sinh vật, gồm toàn bộ các loài động vật và thực vật. Đa dạng sinh học về loài đã cung cấp cho con ngƣời mọi yêu cầu về thực phẩm, sức kéo, dƣợc liệu...Đa dạng sinh học về di truyền là sự phong phú về vốn gen nằm trong toàn bộ các loài thực vật và động vật[23]. Bảo vệ đa dạng sinh học về tài nguyên di truyền có nghĩa là bảo vệ nguồn vốn gen nằm trong toàn bộ các loài thực vật và 15 động vật tạo điều kiện cho việc chon lọc, duy trì và phát triển cây, con giống tốt đáp ứng yêu cầu phức tạp và đa dạng của con ngƣời. Đa dạng sinh học về HST là sự phong phú của các HST trên cạn, nƣớc ngọt và biển. Sự sống đã và đang tiến hóa trên trái đất qua hàng tỉ năm, tạo nên sự đa dạng khổng lồ các sinh vật trong qúa khứ và hiện tại. Tuy nhiên, cùng với tính đa dạng, chúng ta tìm thấy những đặc điểm chung. Ví dụ trong khi con cá ngựa, con thỏ, con chim, con cá sấu....rất khác nhau thì xƣơng của chúng cơ bản là giống nhau. Cách giải thích khoa học cho tính thống nhất và đa dạng đó và cho cả tính thích nghi của sinh vật với môi trƣờng của chúng chính là sự tiến hóa[23]. Quan điểm Darwin cho rằng, các sinh vật trên trái đất ngày nay là con cháu đã đƣợc biến đổi từ những tổ tiên chung. Ông cũng cho rằng, con cháu của các loài tổ tiên sống trong các sinh cảnh khác nhau qua hàng triệu năm đã tích lũy các biến dị khác nhau hay các tính trạng thích nghi giúp chúng có đƣợc các cách sống riêng cho mỗi loài. Darwin lập luận rằng, trải qua thời gian dài, hậu duệ có sự biến đổi, rốt cuộc đã dẫn đến một thế giới sống vô cùng đa dạng nhƣ hiện nay. Darwin xem lịch sử sự sống nhƣ một cái cây, với nhiều cành mọc ra từ một thân cây chung có nhiều nhánh ngọn non trẻ. Đỉnh các nhánh tƣợng trƣng cho sự đa dạng của các sinh vật đang sống hiện nay. Mỗi chạc cây tƣợng trƣng cho một loài tổ tiên của tất cả các loài đƣợc tiến hóa từ điểm phân nhánh này[6]. Nói cách khác, chúng ta có thể giải thích các đặc điểm cùng có ở hai loài sinh vật với ý tƣởng cho rằng chúng đã đƣợc truyền lại từ một tổ tiên chung (tính thống nhất) và chúng ta cũng lí giải cho những đặc điểm khác biệt giữa các sinh vật là do đã xảy ra các biến đổi di truyền trong quá trình tiến hóa (tính đa dạng). 1.2.3.2. Mối quan hệ tương tác giữa cơ thể sinh vật với môi trường là phản ứng thích nghi của sinh vật, vừa là sản phẩm vừa là động lực của CLTN . Thích nghi là tập hợp những đặc điểm về hình thái, tập tính, QT và những đặc điểm khác nhằm đảm bảo khả năng tồn tại và phát triển của loài sinh học, trong những điều kiện ngoại cảnh xác định. Khả năng thích nghi hình thành và biểu hiện trong tất cả các giai đoạn của chu trình sống của các cá thể trong loài[15]. Sinh thái học là khoa học nghiên cứu những điều kiện tồn tại của sinh vật trong mối tƣơng tác về mọi mặt giữa các sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trƣờng. 16 Mỗi cá thể, QT, loài sinh vật bất kì nào, kể cả con ngƣời, đều sống trong môi trƣờng đặc trƣng của mình, ngoài mối tƣơng tác đó ra sinh vật không thể tồn tại đƣợc. Sự tƣơng tác giữa các sinh vật và môi trƣờng sống của chúng diễn ra mọi lúc.Ví dụ, sự kiên dẫn tới sự tiến hóa trong thời gian tiến hóa là chọn lọc về kích thƣớc mỏ chim ở đảo Galapagos. Chim sẻ có mỏ to hơn ăn hạt cứng và to, các hạt này có nhiều vào mùa khô hạn. Chim sẻ có mỏ nhỏ hơn chỉ ăn đƣợc hạt mềm và nhỏ, các hạt này thƣờng không có nhiều nên số lƣợng cá thể của chim mỏ nhỏ thƣờng thấp hơn[23]. Số lƣợng cá thể của quần thể là một đặc trƣng của một quần thể có tính hằng số, là hằng số thích nghi cấp độ quần thể. Các đặc trƣng cơ bản của QT, QX, sinh quyển là đối tƣợng nghiên cứu của tiến hóa, của sinh thái học. Sinh vật không chỉ chịu tác động của nhân tố môi trƣờng mà còn trong hoạt động sống của mình, sinh vật còn làm cho các điều kiện môi trƣờng biến đổi. Điều này đƣợc thể hiện rõ nhất về vai trò của sinh vật trong sự hình thành đất. Sự hình thành, phát triển các rạn san hô trong 500 triệu năm qua trong các vùng biển nông ấm tạo nên những đảo, quần đảo khổng lồ trong đại dƣơng đã làm cho diện mạo của trái đất thay đổi rất lớn. Thảm thực vật làm cho đất tơi, xốp, tăng độ ẩm và mùn bã hữu cơ. Những con giun đất không chỉ cày xới đất để làm nơi sống mà còn nuốt mùn bã và đất để lựa chon thức ăn, sau đó thải “phân giả” giàu chất hữu cơ khác[23] Darwin gọi chúng nhƣ những “chiếc lƣỡi cày vĩnh cửu” của đất[6]. Mỗi đặc điểm thích nghi là sản phẩm của chon lọc tự nhiên trong hoàn cảnh nhất định nên chỉ có ý nghĩa hơp lí tƣơng đối trong hoàn cảnh đó[8]. Nếu tác động của các yếu tố vƣợt khỏi ngƣỡng thích nghi của sinh vật, buộc sinh vật rơi vào tình trạng diệt vong nếu chúng không phát tán đến môi trƣờng có những điều kiện thích ứng cho sự tồn tại hoặc phát sinh những biến đổi hình thái, cấu tạo, chức năng và tập tính cho phù hợp với điều kiện môi trƣờng sống mới. Lịch sử hình thành và phát triển của thế giới sinh vật đã chứng minh điều đó. Trong quá trình tiến hóa, thích nghi của các loài diễn một cách từ từ, chậm chạp dƣới sự kiểm soát của quy luật CLTN. Những sự thích nghi nhƣ vậy có thể đƣợc xuất hiện dần dần theo thời gian khi chon lọc tự nhiên làm tăng tần số những alen làm tăng khả năng sống sót và sinh sản. Khi tỷ lệ các cá thể có các đặc điểm thích nghi tăng lên thì sự phù hợp của loài với môi trƣờng đƣợc cải thiện tức là sự tiến hóa thích nghi đang xảy ra. 17 1.2.3.3. Diễn thế sinh thái là sự phản ánh quá trình phát sinh, phát triển, tiến hóa hoặc tan rã của các hệ sống. Diễn thế sinh thái là sự biến đổi tuần tự của QX qua các giai đoạn khác nhau, từ dạng khởi đầu đƣợc thay thế bởi các dạng tiếp theo và cuối cùng dẫn đến một QX tƣơng đối ổn định[15]. Sự phát triển của HST thƣờng gọi là diễn thế sinh thái và đƣợc định nghĩa: đó là quá trình phát triển theo thứ bậc của QX liên quan với những biến đổi của cấu trúc thành phần loài và của các quá trình phát triển tiến hoá tiếp diễn theo thời gian và theo hƣớng xác định. Diễn thế xảy ra do môi trƣờng thay đổi vƣợt ngƣỡng về yếu tố vật lý, sinh học làm cho QX biến đổi dần theo một chuỗi liên tục, theo chiều hƣớng tạo ra hệ cân bằng mới hoặc phá vỡ cân bằng dẫn đến tan rã. Lịch sử phát triển của sinh vật trên trái đất gắn liền với sự biến đổi của môi trƣờng vật lí, hóa học. Sự tiến hóa của sinh vật thúc đẩy sự biến đổi tƣơng ứng của môi trƣờng vật lí, hóa học.Vì vậy, có thể coi đây là quá trình diễn thế sinh thái của sinh quyển qua các giai đoạn khác nhau với thời gian hàng tỉ năm. Theo Odum E.P và Vũ Trung Tạng ,sự tiến hoá của sinh quyển – HST khổng lồ, lớn nhất và duy nhất – đƣợc tạo nên bởi sự phát sinh và tiến hóa của sinh vật. Sự tiến hoá của sinh quyển từ môi trƣờng trống trơn, trái đất chƣa có sự sống, tầng ozon chƣa hình thành, sau đó sự phát sinh phát triển của sinh vật ngày càng đa dạng, đặc biệt là sự xuất hiện của thực vật có đặc trƣng tổng hợp chất hữu cơ từ ánh sáng mặt trời. Sự xuất hiện của thực vật làm thay đổi bộ mặt của trái đất, lƣợng oxi tăng lên nhờ sản phẩm của quá trình quang hợp, do đó tầng ozon đã hình thành. Sự xuất hiện của thực vật đã làm thay đổi chế độ dinh dƣỡng từ dị dƣỡng sang tự dƣỡng và chế độ tự dƣỡng trở nên thống trị khắp hành tinh. Sự xuất hiện ồ ạt của thực vật trên cạn đủ đảm bảo cho sự xuất hiện của những nhóm động vật lớn nhƣ: bò sát cổ đại, chim, thú và cuối cùng là con ngƣời- hình thức tiến hóa cao nhất của sinh giới. Các di tích hóa thạch cho thấy trƣớc kia sinh vật có dạng rất khác nhau và trong quá trình tiến hóa đã đạt đến trình độ hiện đại nhƣ ngày nay. Từ đó có thể rút ra rằng cấu trúc QX và khí hậu trƣớc kia là cơ sở để hiểu biết các QX hiện đại.Về bản chất đây là quá trình diến thế sinh thái nguyên sinh. 18 Tóm lại, "thế" của diễn thế, cho dù có quá trình tiếp diễn nhanh nhƣ thế nào thì về cơ bản vẫn giống với "thế" phát triển tiến hoá lâu dài của sinh quyển: tăng cƣờng kiểm soát môi trƣờng vât lý (hay đồng cân bằng với môi trƣờng) với ý nghĩa là hệ thống đạt đƣợc khả năng bảo vệ tối đa đối với những biến đổi sâu sắc của môi trƣờng. Sự phát triển của HST rất giống với cá thể phát sinh. Sự đa dạng về loài tăng dần lên kể từ khi sự sống bắt đầu hình thành trên trái đất. Sự gia tăng không đƣợc đều đặn, nhƣng cũng có những giai đoạn mà sự hình thành loài tiếp diễn ở mức rất cao, tiếp sau đó là những giai đoạn có những sự thay đổi tối thiểu và những thời kỳ lại có hiện tƣợng tuyệt chủng hàng loạt (Sepkoski and Raup, 1986; Wilson, 1989). Sự tuyệt chủng hàng loạt lớn nhất xảy ra vào cuối kỷ Perma - 250 triệu năm trƣớc Công nguyên, vào thời điểm này có khoảng 77-96% số loài động vật biển bị tuyệt chủng . Có thể có nhiều nhiễu động đã xảy ra nhƣ hoạt động của núi lửa đã biến đổi sâu sắc khí hậu trên thế giới làm cho nhiều loài không còn điều kiện thích hợp để tiếp tục tồn tại. Sau đó phải có một quá trình tiến hóa kéo dài suốt 50 triệu năm để có thể hồi phục đƣợc tổng số họ sinh vật đã mất trong kỷ Perma. Sự tuyệt chủng của các loài xảy ra ngay cả khi không có những sự nhiễu động lớn. Thuyết tiến hóa chứng minh rằng do cạnh tranh nên loài chiến thắng đã đẩy loài chiến bại đến sự tuyệt chủng bằng việc trấn áp, xua đuổi và ăn thịt. Loài chiến thắng có thể tiến hóa trở thành loài mới tuỳ thuộc vào những điều kiện biến đổi của môi trƣờng hay do đột biến ngẫu nhiên làm thay đổi bộ gen của loài. Hiện chúng ta cũng chƣa có hiểu biết đầy đủ về các yếu tố quyết định sự phồn thịnh hay suy thoái của một loài, nhƣng ít nhất cũng có thể khẳng định rằng sự tuyệt chủng là một hiện tƣợng nằm trong chu trình vận động tự nhiên tƣơng tự nhƣ là sự hình thành loài. Sự gia tăng hoặc suy giảm của các nhóm sinh vật ƣu thế phản ánh sự trôi dạt lục địa, sự tuyệt chủng hàng loạt và sự lan tỏa thích nghi.Trong quá trình dị diễn thế, loài ƣu thế của QX đóng vai trò chìa khoá và thƣờng làm cho điều kiện môi trƣờng vật lý biến đổi đến mức bất lợi cho chính bản thân, nhƣng lại thuận lợi cho sự phát triển của một loài ƣu thế khác, có sức cạnh tranh cao hơn thay thế. Sự thay thế liên tiếp các loài ƣu thế trong QX cũng chính là sự thay thế kế tiếp cho đến QX cuối cùng, cân bằng với điều kiện vật lý - khí hậu của tiểu vùng. 19 1.2.3.4. Sản phẩm của CLTN là hình thành các tổ chức sống thích nghi nhờ khả năng tự điều chỉnh. CLTN làm tăng cƣờng những đặc điểm làm tăng cơ hội sống sót và hiệu quả sinh sản của một cá thể. Ở tất cả các loài có sự cân bằng giữa mức độ sống sót với các đặc điểm nhƣ tần số sinh sản, số lƣợng con sinh ra, và sự chăm sóc con cái của bố mẹ. Các đặc điểm ảnh hƣởng tới thời gian sinh sản và tử vong của sinh vật (từ khi sinh ra tới khi sinh sản và chết) làm nên lịch sử đời sống của sinh vật. Lịch sử đời sống của sinh vật là sản phẩm của tiến hóa, phản ánh sự phát triển, hoạt động sinh lý và tập tính của sinh vật đó. Đó chính là các đặc trƣng sinh thái có tính hằng số của các hệ sống: cơ thể, QT, QX, sinh quyển. Mọi cấp độ tổ chức sống là một tâp hợp các bộ phận cấu thành, đều đƣợc hình thành qua quá trình lịch sử lâu dài của mối tƣơng tác qua lại giữa các nhân tố sinh thái trong môi trƣờng sống của nó với nhau và với cấp độ tổ chức sống đó. QT là một nhóm các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khu vực nhất định. Các cá thể trong mỗi QT sử dụng cùng nguồn sống, cùng chịu ảnh hƣởng của các nhân tố môi trƣờng, có sự tƣơng tác với các thành viên khác và giao phối với nhau duy trì nòi giống[15]. QT có thể tiến hóa khi CLTN tác động lên các biến dị di truyền của các cá thể từ đó làm biến đổi tần số của các alen tạo thành kiểu gen của QT, kiểu gen đó tƣơng tác với các yếu tố môi trƣờng hình thành các đặc trƣng có tính hằng số của QT nhƣ: số lƣợng cá thể, tỉ lệ tăng trƣởng, tỉ lệ đực cái, nhóm tuổi, sức sinh sản, tỉ lệ tử vong... Nhƣ vậy, quá trình lịch sử hình thành các mối quan hệ nhƣ trên là nhờ CLTN, từ đó các cá thể trong QT tự thiết lập đƣợc mối quan hệ với nhau và với môi trƣờng, thể hiện ở sự thích nghi của nhóm cá thể đó với môi trƣờng sống. Khi một nhóm cá thể cùng loài thích nghi với môi trƣờng sống của nó thì mới có thể thực hiện đƣợc các chức năng sinh học của một tổ chức sống nhƣ: trao đổi chất, sinh trƣởng và phát triển, sinh sản..v.v. Từ đó dẫn tới sự hình thành các đặc trƣng của cơ QT sinh vật mà không có ở các cá thể riêng lẻ cũng nhƣ tập hợp các cá thể. Với những đặc trƣng mà cá thể không bao giờ có đƣợc nhƣ: tỉ lệ giới tính, nhóm tuổi, mật độ cá thể, kích thƣớc của QT, biến động số lƣợng của QT. Những đặc trƣng của QT đƣợc xem là những thông số có khả năng biến đổi thích nghi 20 trong một mức phản ứng nhất định với biến cố của môi trƣờng, duy trì sự ổn định cho cả hệ thống. Đó là sự ổn định tƣơng đối. Chẳng hạn điều kiện dinh dƣỡng của một QT nào đó tăng hay giảm thì lập tức mức sinh trƣởng của các cá thể trong QT tăng nhanh hay chậm lại. Theo nó là dãy tuổi sinh trƣởng lần đầu thu hẹp và hay mở rộng và tốc độ sinh sản của các cá thể tăng lên hay giảm đi một cách tƣơng ứng, do đó, kích thƣớc QT đạt đƣợc trạng thái cân bằng với nguồn sống của môi trƣờng. Nhƣ vậy nhờ CLTN mà mỗi QT sinh vật hình thành khả năng thích nghi riêng với môi trƣờng sống. Tóm lại, các cá thể của QT sinh vật tự thiết lập mối quan hệ với nhau và với môi trƣờng sống cùng với những đặc trƣng riêng quan hệ mật thiết với nhau. Đó chính là sự thích nghi của nhóm cá thể với môi trƣờng sống của nó, và là điều kiện sống còn để nhóm cá thể cùng loài thực hiện chức năng sống của QT. Dấu hiệu này chính là điều kiện đủ để phân biệt QT sinh vật với tập hợp ngẫu nhiên các cá thể sinh vật cùng loài. QX sinh vật là tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau, cùng sinh sống trong một không gian nhất định chứ không phải là một tập hợp máy móc của các sinh vật cùng sống trong một sinh cảnh[20]. QX là một tổ chức sống đƣợc hình thành trong một quá trình lịch sử nhất định, có cấu trúc tƣơng đối ổn định với những đặc trƣng cơ bản về độ đa dạng loài, thành phần loài và sự phân bố trong không gian của QX, giữa các thành phần trong QX và giữa QX với môi trƣờng có sự trao đổi về chất và truyền năng lƣợng. Các sinh vật trong QX thích nghi với môi trƣờng sống của chúng, có mối quan hệ sinh thái chặt chẽ với nhau, biểu hiện qua các quan hệ sinh thái hỗ trợ và đối kháng lẫn nhau, có mối quan hệ gắn bó với nhau và với môi trƣờng sống của chúng thành một hệ thống nhất và do vậy QX có cấu trúc tƣơng đối ổn định[15]. Những đặc điểm đó chính là các đặc trƣng có tính hằng số sinh học của hệ QX. Bằng con đƣờng CLTN trong điều kiện môi trƣờng thay đổi theo thời gian và không gian, các sinh vật tự dƣỡng và dị dƣỡng vừa tiến hóa, vừa củng cố di truyền của chúng nhờ quan hệ tƣơng hỗ. Sự chọn lọc có đó tiến hành trong phạm vi từng nhóm, từng bậc

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf05050002757_4466_2006188.pdf
Tài liệu liên quan