I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
A. Khái niệm về quần thể.
– Các cá thể không thể tồn tại 1 cách độc lập mà phải sống trong 1 tổ chức xác định mới có thể sinh sản, chống kẻ thù và khai thác tốt nhất nguồn thức ăn từ môi trường. Tổ chức đó là quần thể sinh vật.
– Quần thể là nhóm cá thể của 1 loài, phân bố trong vùng phân bố của loài vào 1 thời gian nhất định, có khả năng sinh sản (hữu tính, vô tính, trinh sản) để sinh ra các thế hệ mới hữu thụ. Ví dụ: Sen trong đầm, đàn voi Châu Phi… là những quần thể.
B. Các mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể.
1. Quan hệ hỗ trợ.
– Sự tụ họp hay sống bày đàn là hiện tượng phổ biến trong sinh giới, nhất là nhiều loài côn trùng, chim, cá, tre nứa, lau, sậy… Trong nhiều trường hợp, quần tụ chỉ là tạm thời ở những thời gian nhất định như các con sống quây quần bên cha mẹ hoặc các cá thể họp đàn để sinh sản, săn mồi hay chống kẻ thù.
– Sống trong đàn, cá thể nhận biết nhau bằng các mùi đặc trưng, màu sắc đàn (các chấm, vạch màu trên thân của cá) hoặc bằng các vũ điệu (ong).
– Trong bầy đàn, các cá thể có nhiều đặc điểm sinh lí và tập tính sinh thái có lợi như: giảm lượng tiêu hao oxy, tăng cường dinh dưỡng, có khả năng chống lại những tác động bất lợi cho đời sống… Hiện tượng đó được gọi là “hiệu suất nhóm”. Ví dụ: khả năng lọc nước của 1 số loài thân mềm (Sphaerium corneum) thay đổi theo số lượng cá thể:
|
Số lượng (con) |
1 |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
Tốc độ lọc nước (ml/giờ) |
3,4 |
6,9 |
7,5 |
5,2 |
3,8 |
– Ong, kiến, mối sống thành xã hội theo kiểu mẫu hệ với sự phân chia thứ bậc và chức năng rất rõ ràng. Kiểu sống xã hội của những loài trên mang tính bản năng, rất nguyên thủy và cứng nhắc. Ở người, nhờ có bộ não phát triển và dựa trên sự kế thừa kinh nghiệm qua các thế hệ nên tổ chức xã hội mềm dẻo và linh hoạt, thích nghi rất cao với mọi tình huống xảy ra trong môi trường.
2. Quan hệ cạnh tranh
– Khi mật độ quần thể vượt quá “sức chịu đựng” của môi trường, các cá thể cạnh tranh với nhau, làm tăng mức tử vong, giảm mức sinh sản, do đó, kích thước quâng thể giảm, phù hợp với điều kiện môi trường. Đó là hiện tượng “tự tỉa thưa” thường gặp ở cả động thực vật. Vào mùa sinh sản, các cá thể đực của nhiều loài tranh giành nhau con cái hoặc những con cái (ở cò) trong đàn cạnh tranh với nhau giành nơi thuận lợi để làm tổ… Đó là những hình thức chọn lọc tự nhiên, nâng cao mức sống sót của quần thể.
– Bên cạnh quan hệ cạnh tranh còn tồn tại các kiểu quan hệ khác trong quần thể:
+ Kí sinh cùng loài: Sống ở biển sâu, do nguồn thức ăn rất hạn hẹp, không thể nuôi nổi quần thể đông với cả 2 giới tính có số lượng như nhau, ở quần thể cá sống sâu (Edriolychnus schmidti và Ceratias sp), con đực rất nhỏ, biến đổi về hình thái cấu tạo, sống kí sinh vào con cái, chỉ để thụ tinh trong mùa sinh sản, nhằm giảm sức ép lên nguồn thức ăn hạn hẹp.
+ Ăn thịt đồng loại: Một số loài động thực vật còn ăn thịt lẫn nhau. Ở cá vược châu Âu, con non ăn động vật nổi, con trưởng thành là cá dữ, ăn cá. Khi nguồn thức ăn của cá trưởng thành bị suy kiệt vì 1 lí do nào đó, cá chuyển sang ăn thịt con mình để tồn tại. Khi nguồn thức ăn được cải thiện, cá nhanh chóng sinh sản, khôi phục số lượng. Cá mập thụ tinh trong, phôi phát triển trong buồng trứng, các phôi nở trước ăn trứng chưa nở và phôi nở sau, do đó, lứa con ra đời chỉ 1 vài con nhưng rất khỏe mạnh.
– Những kiểu quan hệ: cạnh tranh, kí sinh cùng loài, ăn thịt đồng loại giữa các cá thể trong quần thể là những trường hợp không phổ biến và không dẫn đến sự tiêu diệt loài mà giúp cho loài tồn tại và phát triển 1 cách hưng thịnh.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Bài 1. Quần thể sinh vật là gì? Nêu quá trình hình thành một quần thể sinh vật.
Hướng dẫn giải
1) Quần thể sinh vật là gì?
Quần thể là một nhóm cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm nhất định và có khả năng giao phối sinh ra con cái. Những loài sinh sản vô tính hay trinh sản thì không qua giao phối.
2) Quá trình hình thành một quần thể sinh vật:
Một quần thể sinh vật được hình thành trong tự nhiên thường trải qua các giai đoạn sau:
– Đầu tiên một nhóm cá thể cùng loài, vì nguyên nhân nào đó phát tán đến môi trường mới.
– Những cá thể thích nghi với môi trường sẽ tồn tại, sinh sản làm số lượng cá thể tăng lên; một số kém thích nghi sẽ bị tiêu diệt hoặc tiếp tục di cư.
– Sự phát triển của các cá thể thích nghi hình thành các mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh dần dần tạo sự ổn định của quần thể đối với hoàn cảnh sống mới không gian mà quần thể tồn tại gọi là nơi sinh sống.
Bài 2. Trình bày các mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể sinh vật.
Hướng dẫn giải
Các cá thể trong một quần thể có hai mối quan hệ sinh thái cơ bản là: quan hệ hỗ trợ và quan hệ cạnh tranh.
I. Quan hệ hỗ trợ:
Xảy ra khi gặp điều kiện sống thuận lợi, các cá thể trong quần thể hỗ trợ lẫn nhau, để dễ dàng tìm kiếm thức ăn, chỗ ở, tăng khả năng tự vệ và sinh sản. Nhờ đó chúng thích nghi hơn với môi trường sống.
1) Các ví dụ ở thực vật:
a) Cây liền rễ: Hiện tượng cây sống quần tụ, các rẽ nối liền nhau giúp chúng sử dụng nước và khoáng có hiệu quả. Cây liền rễ sinh sản và chịu hạn tốt hơn cây mọc riêng rẽ.
b) Cây mọc theo nhóm: Có biểu hiện hiệu quả nhóm, giúp chúng chịu đựng gió bão và hạn chế thoát nước tốt hơn cây sống riêng rẽ.
2) Các ví dụ ở động vật:
a) Sự phân công hợp lí trong bầy, đàn, tổ của động vật khi quần tụ: Chẳng hạn sự phân công trách nhiệm của ong thợ, ong đực, ong chúa trong một tổ ong mật.
b) Tác động của hiệu quả nhóm:
– Động vật đi kiếm ăn theo bầy, đàn. Nhờ đó khả năng kiếm ăn, tự vệ và sinh sản được tăng lên.
Ví dụ: Khi gặp nguy hiểm, trâu rừng xếp thành vòng tròn, sừng đưa ra ngoài, bảo vệ những con non và già yếu ở giữa.
II. Quan hệ cạnh tranh:
Xảy ra khi mật độ cá thể trong quần thể tăng lên quá cao, nguồn sống của môi trường không đáp ứng đủ cho số cá thể trong quần thể. Lúc đó những cá thể trong quần thể cạnh tranh để giành thức ăn, chỗ ở, con đực, con cái, ánh sáng…
1) Ở thực vật:
– Do cạnh tranh, những cây yếu sẽ bị đào thải khỏi quần thể, làm giảm mật độ đến mức hợp lí.
– Hiện tượng tự tỉa cành trong tự nhiên: Khi cây bị thiếu ánh sáng các cành bị che khiất chết đi và tự rơi rụng.
2) Ở động vật:
a) Tăng độ tử vong giảm sức sinh sản: Khi số lượng cá thể trong quần thể tăng cao, thức ăn và chỗ ở bị thiếu hụt dẫn đến đói kém, bệnh tật làm tăng độ tử vong. Mặc khác sức sinh sản sẽ giảm xuống. Qua nghiên cứu cho thấy sức sinh sản của quần thể đạt hiệu quả khi quần thể có mật độ cá thể ổn định.
b) Ăn thịt đồng loại: Xảy ra khi quá thiếu thức ăn.
Ví dụ: Gà ăn trứng của mình sau khi vừa đẻ xong. Vào mùa đông, một số ong đực trong tổ ong mật bị giết chết.
Nhờ cạnh tranh sinh học cùng loài đã thúc đẩy loài tồn tại và phát triển một cách bền vững.