nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng sesarmidae trong rừng ngập mặn cần giờ thành phố hồ chí minh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.87 MB, 157 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

NGUYỄN TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÒNG SESARMIDAE TRONG RỪNG NGẬP MẶN

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM

NGUYỄN TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÒNG SESARMIDAE TRONG RỪNG NGẬP MẶN

CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chun ngành : Cơng nghệ sinh học Mã số : 9.42.02.01

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HOC

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Nguyễn Phú Hòa Người hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS. Vũ Cẩm Lương

TP. Hồ Chí Minh – Năm 2024

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

Nguyễn Tuấn Anh

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

CẢM TẠ

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Phú Hòa, PGS. TS. Vũ Cẩm Lương và PGS.TS. Nguyễn Vũ Phong các thầy, cơ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập, thực hiện và hồn thành luận án.

Tơi chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Khoa học Sinh học và Phịng Sau Đại học - Trường Đại học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tơi tham gia khóa đào tạo.

Chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám đốc Chi nhánh Phía Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực học tập và thực hiện luận án.

Chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và tập thể Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trinh thực hiện luận án.

Chân thành cảm ơn tập thể Khoa Khoa học Sinh học, Các bạn học viên cao học và sinh viên phịng thí nghiệm Sinh học phân tử, khoa Khoa học sinh học đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình thực hiện luận án.

Xin chân thành cảm ơn.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM” được thực hiện từ năm 2018 đến năm 2023 nhằm nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân bố và tập tính tiêu thụ lá rụng của còng thuộc họ Sesarmidae trong các sinh cảnh đặc trưng của rừng ngập mặn (RNM) Cần Giờ, TP. HCM để quản lý, phát triển bền vững sinh cảnh RNM Cần Giờ. Mẫu còng được thu ở RNM Cần Giờ với số tiểu khu khảo sát là 13/24 tiểu khu. Các lồi cịng thuộc họ Sesarmidae được định danh dựa vào hình thái bên ngồi và kỹ thuật sinh học phân tử. Nghiên cứu xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh;

xác định sự tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) trên các điều kiện khác nhau của lá Rhizophora apiculata (lá màu vàng, lá màu nâu đỏ và lá

màu nâu đen) trong 72 giờ thí nghiệm, bao gồm 02 thí nghiệm: thí nghiệm 1 nhằm đánh giá, so sánh tốc độ tiêu thụ lá theo kích thước của cịng khi khơng có sự lựa chọn màu lá; Thí nghiệm 2 đánh giá tốc độ tiêu thụ lá của còng khi có sự lựa chọn với 3 màu lá. Căn cứ kết quả nghiên cứu thu được, tiến hành xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh đặc trưng của cịng ở RNM Cần Giờ.

Kết quả khảo sát tổng số mẫu còng thu thập được ở RNM Cần Giờ gồm 2.222 mẫu trong đó 2.157 mẫu thuộc họ Sesarmidae. Kết quả định danh dựa trên các đặc điểm hình thái ngồi và giải trình tự DNA với những lồi chưa mơ tả được rõ ràng

qua đặc điểm hình thái, đã xác định được 12 lồi. Trong đó, loài Parasesarma sp.

gồm 05 mẫu ký hiệu: M1.1, M1.2, M2.1, M2.2 và M3.2 chưa xác định được lồi chính xác theo hình thái ngồi. Các mẫu này được giải trình tự DNA 16S rRNA trong ty thể với Primer 1471 và 1472 và COI. Kết quả xác định 03 mẫu M1.1, M1.2 và

M2.2 là loài Parasesarma lanchesteri (Tweedie, 1936) và 02 mẫu M2.1 và M3.2 là loài Perisesarma eumolpe (De Haan, 1895) thơng qua giải trình tự DNA.

Căn cứ theo mức ngập của thủy triều và thảm thực vật bao phủ phù hợp cho còng sinh sống, đã phân chia RNM Cần Giờ thành ba sinh cảnh (SC1, SC2 và SC3). Tần số bắt gặp các loài còng trong họ Sesarmidae tại RNM Cần Giờ đạt 93,3% tổng

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

số ô quan sát (70/75 ơ quan sát). Tại những vị trí có tán cây rừng che phủ thì tần số bắt gặp các lồi cịng trong họ Sesarmidae là 100% tổng số ơ quan sát, khơng có tán cây che phủ thì khơng bắt gặp các loài trong họ này. Các lồi cịng trong họ Sesarmidae phân bố mật độ tương đối cao ở SC2 và SC3 lần lượt là 7,6 và 7,3 cá thể/m2. Ở SC1 có cây rừng là 2,3 cá thể/m2 thấp hơn đáng kể so với hai sinh cảnh cịn

lại. Trong đó, 03 loài Perisesarma eumolpe (De Man, 1895), Perisesarma semperi (Bürger, 1893) và Parasesarma bidens (De Haan, 1835) có sự phân bố rộng ở cả 03 sinh cảnh; một số loài phân bố khá tập trung như Episesarma mederi (H. Milne Edwards, 1853), Parasesarma plicatum (Latreille, 1803). Ở SC1, SC2 lồi cịng ưu thế là Perisesarma eumolpe (De Man, 1895) và Parasesarma bidens (De Haan, 1835); SC3 lồi cịng ưu thế là Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) và

Perisesarma semperi (Bürger, 1893).

Chỉ số đa dạng (H’) ở cả 3 SC đều có mức độ đa dạng sinh học thấp, lần lượt là 1,39; 1,48 và 1,49. Chỉ số đồng đều (J’) ở SC1 cao nhất 0,86 và thấp nhất là SC2 0,62. Tính đa dạng (Dv) ở 3 SC đều ở mức trung bình (0,6< Dv<1,5). Chỉ số tương đồng (S) giữa SC1 - SC2 và SC1 - SC3 có thành phần lồi tương đồng, riêng SC2 - SC3 có thành phần lồi rất tương đồng với giá trị là 0,74.

Kết quả thí nghiệm tiêu thụ lá cho thấy, còng Parasesarma plicatum (Latreille,

1803) tiêu thụ lá nâu đen cao nhất, tiếp đến là lá nâu đỏ và sai khác có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại ở cả hai thí nghiệm. Điều này chứng tỏ cịng

Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) ưa thích nhất là lá nâu đen, chỉ tiêu thụ lá

vàng khi khơng có lá nâu đen và nâu đỏ như trong thí nghiệm 1.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

ABSTRACT

The “Research on some biological characteristics of Sesarmidae crabs in Can Gio mangrove forest, Ho Chi Minh City” was conducted from 2018 to 2023 to inves-tigate some biological characteristics, distribution, and leaf consumption habits of Sesarmidae crabs in the typical habitats of Can Gio mangrove forest (MF), Ho Chi Minh City. This research aims to contribute to the management and sustainable de-velopment of Can Gio MF ecosystem. Crab samples were collected from Can Gio MF in 13 out of 24 surveyed sub-compartments. Sesarmidae crabs were identified based on their external morphology and molecular biological techniques. The re-search determined the distribution and density of crabs in different habitats; identified

the leaf consumption of Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) on different tions of Rhizophora apiculata leaves (yellow, reddish brown, and dark brown leaves)

condi-in a 72-hour experiment, condi-includcondi-ing 2 experiments: Experiment 1 evaluated and pared the leaf consumption rate according to the crab size in the absence of leaf color choice; Experiment 2 evaluated the leaf consumption rate on the availability of 3 leaf color choices.

com-A total of 2.222 crab samples were collected from Can Gio MF, out of which 2.157 belonged to the Sesarmidae family. Based on morphological features and DNA sequencing for species not clearly identifiable by morphology, 12 species were iden-

tified. Among these, five samples (M1.1, M1.2, M2.1, M2.2, and M3.2) of the

Para-sesarma sp. species could not be precisely identified as a specific species based on

morphology. These samples were subjected to 16S rRNA mitochondrial DNA quencing using Primers 1471 and 1472 and COI. The results identified samples M1.1,

se-M1.2, and M2.2 as Parasesarma lanchesteri (Tweedie, 1936) and samples M2.1 and M3.2 as Perisesarma eumolpe (De Haan, 1895) based on DNA sequencing.

Based on the inundation level of the tides and suitability of the vegetation cover for crab habitation, Can Gio MF was divided into three habitats (SC1, SC2, and SC3). The frequency of occurrence of crab species in the Sesarmidae family in Can

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Gio MF observation quadrats reached 93.3% of the total observation quadrats (70/75 quadrats). At locations with forest canopy cover, the frequency of occurrence of Sesarmidae crabs was 100% of the total observation quadrats, and without canopy cover, no crabs in this family were encountered. Sesarmidae crabs were distributed at a relatively high density in SC2 and SC3, with 7.6 and 7.3 individuals/m2, respectively. In SC1 with forest cover, there were 2.3 individuals/m2, which was significantly lower than in the other two habitats. Among these, three species,

Perisesarma eumolpe (De Man, 1895), Perisesarma semperi (Bürger, 1893), and Parasesarma bidens (De Haan, 1835), were widely distributed in all three habitats;

some species were distributed quite condensely, such as Episesarma mederi (H. Milne Edwards, 1853) and Parasesarma plicatum (Latreille, 1803). In SC1 and SC2, the dominant crab species were Perisesarma eumolpe (De Man, 1895) and

Parasesarma bidens (De Haan, 1835); in SC3, the dominant crab species were Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) and Perisesarma semperi (Bürger, 1893).

The diversity index (H') in all three SCs showed low biodiversity levels, with values of 1.39, 1.48, and 1.49, respectively. The evenness index (J') was highest in SC1 (0.86) and lowest in SC2 (0.62). The species diversity (Dv) was moderate (0.6 < Dv < 1.5) in all three SCs. The similarity index (S) indicated that SC1 and SC2 shared a similar species composition, while SC2 and SC3 had a very similar species composition with a value of 0.74.

The leaf litter consumption experiment results showed that the crab

Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) consumed the highest amount of dark brown

leaves, followed by reddish brown leaves. There was a statistically significant difference in leaf consumption compared to the other treatments in both experiments.

This suggests that the crab Parasesarma plicatum (Latreille, 1803) strongly prefers

dark brown leaves and only consumes yellow leaves when dark brown and reddish brown leaves are not available, as in Experiment 1.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

1.2. Mối liên hệ của các lồi cịng với hệ sinh thái rừng ngập mặn 8 1.2.1. Hệ sinh thái cửa sông và rừng ngập mặn 8 1.2.2. Tầm quan trọng của hệ sinh thái rừng ngập mặn 9 1.2.3. Những nỗ lực bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn 10 1.2.4. Giới thiệu về rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM 10 1.2.5. Đa dạng thành phần lồi cịng rừng ngập mặn 11 1.2.6. Sự phân bố của các lồi cịng trong rừng ngập mặn 13 1.2.7. Vai trò của còng đối với rừng ngập mặn 14

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

1.2.7.2. Năng suất vật rụng, phân hủy lá rụng trong rừng ngập mặn 14 1.2.7.3. Thu gom và loại bỏ vật chất rơi rụng 15

1.3. Các phương pháp nghiên cứu sinh học phân tử trong phân loại còng 18 1.3.1. Ứng dụng marker phân tử DNA Barcode trong định danh 18

2.3.2. Nội dung 1: Xác định thành phần loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng

2.3.2.1. Xác định đa dạng thành phần lồi cịng rừng ngập mặn Cần Giờ qua các

2.3.2.2. Định danh còng dựa vào giải trình tự 16S rRNA và COI DNA ty thể, 28S-rRNA nhân đối với các loài còng chưa phân biệt được rõ ràng bằng

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 39

3.1. Nội dung 1: Xác định thành phần lồi cịng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập

3.1.1. Kết quả định danh một số loài còng họ Sesarmidae rừng ngập mặn Cần Giờ

3.1.2. Định danh lồi dựa vào trình tự 16S rRNA, COI và 28S rRNA đối với các mẫu còng chưa phân biệt được rõ ràng bằng các đặc điểm hình thái 52 3.1.2.1. Kết quả giải trình tự và so dòng vùng 16S-rRNA của các mẫu còng 52 3.1.2.2. Kết quả giải trình tự và so dịng vùng COI của các mẫu còng 54 3.1.2.3. Kết quả giải trình tự và so dịng vùng 28S-rRNA của các mẫu 56 3.1.3. Xác định đa dạng thành phần lồi cịng ở rừng ngập mặn Cần Giờ 60 3.2. Nội dung 2: Xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của

3.3.2. Tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum 77

3.3.2.1. Tốc độ tiêu thụ từng loại lá riêng lẻ của còng Parasesarma plicatum 77

3.3.2.2. Tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum đối với hỗn hợp

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

3.4. Nội dung 4: Xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh cịng trong rừng ngập mặn

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Organiza-DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 3.1. Hình thái ngồi của cịng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803). 40

Hình 3.2. Hình thái ngồi của cịng Perisesarma semperi (Bürger, 1893). 41

Hình 3.3. Hình thái ngồi của cịng Perisesarma eumolpe (De Haan, 1895). 41

Hình 3.4. Hình thái ngồi của cịng Perisesarma bidens (De Haan, 1835). 42

Hình 3.5. Hình thái ngồi của cịng Episesarma singaporense (Tweedie, 1936). 42 Hình 3.6. Hình thái ngồi của cịng Episesarma versicolor (Tweedie, 1940). 43

Hình 3.7. Hình thái ngồi cịng Neosarmatium bidentatum (Rahayu and Davie,

Hình 3.8. Hình thái ngồi của cịng Neosesarma gemmiferum (Tweedie, 1936). 44 Hình 3.9. Hình thái ngồi của cịng Clistocoeloma merguiense (De Man, 1888). 44 Hình 3.10. Hình thái ngồi của cịng Sarmatium germaini (Milne-Edwards,

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Hình 3.14. Cây phát sinh lồi từ vùng 16S-rRNA xây dựng theo phương pháp

Maximum Likelihood (ML), bootstrap 1.000 lần với giá trị > 60% được

Hình 3.15. Kết quả điện di sản phẩm PCR vùng gen COI các mẫu còng. 55

Hình 3.16. Cây phát sinh lồi dựa vào vùng COI xây dựng theo phương pháp

Maximum Likelihood (ML) của các loài Parasesarma, Perisesarma,

bootstrap 1.000 lần với giá trị > 60% được thể hiện ở các nodes. 56

Hình 3.17. Kết quả điện di sản phẩm PCR vùng gen 28S-rRNA các mẫu cịng. 57

Hình 3.18. Cây phát sinh loài dựa vào vùng 28S-rRNA xây dựng theo phương

pháp Maximum Likelihood (ML) của các loài Parasesarma, Perisesarma,

bootstrap 1.000 lần với giá trị > 60% được thể hiện ở các nodes. 58

Hình 3.19. Sự tiêu thụ lá rụng (theo trọng lượng khô DW) của 01 g còng

Parasesarma plicatum ở các mốc thời gian thí nghiệm. 79

Hình 3.20. Sự tiêu thụ lá rụng của cịng Parasesarma plicatum theo trọng lượng

khô của lá trong từng khoảng thời gian thí nghiệm. 82

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Sự đa dạng các lồi cịng Grapsidae và Sesarmidae trong rừng ngập

Bảng 2.2. Thơng tin mẫu xác định trình tự các gen 16S rRNA, COI mtDNA và

Bảng 2.3. Thông tin primers (Crandall và Fitzpatrick, 1996). 30

Bảng 2.10. Bộ tiêu chí về sinh cảnh đặc trưng của cịng rừng ngập mặn Cần Giờ. 39 Bảng 3.1. Một số đặc điểm hình thái ngồi quan trọng của các lồi thuộc họ

Sesarmidae thu thập được ở rừng ngập mặn Cần Giờ. 49

Bảng 3.2. Kết quả so dịng trình tự 16S-rRNA của 5 mẫu cịng với các trình tự

Bảng 3.5. Thành phần lồi cịng rừng ngập mặn Cần Giờ theo địa hình. 60

Bảng 3.6. Thành phần lồi cịng rừng ngập mặn Cần Giờ theo tiểu khu. 62

Bảng 3.7. Các thông số môi trường tại khu vực khảo sát. 64

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Bảng 3.8. Số lượng miệng hang và số lượng còng theo các sinh cảnh và tiểu khu

Bảng 3.9. Số lượng miệng hang và số lượng còng ở các sinh cảnh. 67

Bảng 3.10. Thành phần lồi và số lượng cịng họ Sesarmidae khảo sát được ở

Bảng 3.13. Các chỉ số đa dạng sinh học của còng họ Sesarmidae ở các sinh cảnh. 73

Bảng 3.14. Kết quả xác định độ ẩm trong lá đước đôi (Rhizophora apiculata). 77

Bảng 3.15. Tốc độ tiêu thụ từng loại lá riêng lẻ của Parasesarma plicatum. 78

Bảng 3.16. Sự tiêu thụ lá rụng của 01 còng Parasesarma plicatum đối với 03 loại

Bảng 3.17. Trọng lượng hao hụt của lá vàng tính theo trọng lượng khô của lá 72

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

MỞ ĐẦU

Mở đầu

Rừng ngập mặn (RNM) là vùng đất ngập nước trong vùng triều giới hạn trong các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Các hệ sinh thái (HST) rừng ngập mặn chiếm ít hơn một phần trăm (1%) của bề mặt trái đất, nhưng về mặt sinh thái, lý học và kinh tế rất quan trọng. RNM là một trong những HST tự nhiên có năng suất sinh học cao nhất (Sandilyan và Kathiresan, 2012). Rừng ngập mặn ở Việt Nam có vai trị quan trọng trong việc đóng góp vào năng suất sinh học vùng cửa sông ven biển, thông qua cung cấp một lượng lớn sinh khối cơ bản để duy trì sự tồn tại của HST cả về ý nghĩa môi trường và kinh tế (Phan Nguyên Hồng và cộng sự, 1999). Bên cạnh đó, RNM cịn có vai trị bảo vệ bờ biển, chống lại xói mịn, chống lại gió bão,... RNM còn là nơi cung cấp thức ăn và là nơi cư trú của nhiều loài thủy sản quan trọng có giá trị thương mại cao. Theo nghiên cứu của Bhowmik và cộng sự (2022) độ che phủ rừng ngập mặn toàn cầu đã giảm 8.600 km2 trong khoảng thời gian từ 1990 đến 2020, với mức suy giảm cao nhất xảy ra ở Nam và Đông Nam Á (3.870 km2) nguyên nhân chính do các hoạt động của con người.

Các mảnh vụn hữu cơ rơi xuống từ rừng ngập mặn là nguồn dưỡng chất cho toàn bộ hệ sinh thái ven bờ. Tuy nhiên cho đến hiện nay, vẫn khơng có nhiều nghiên cứu về q trình giải phóng các thành phần này từ lá phân hủy và những vai trị của các nhóm sinh vật trong rừng ngập mặn. Xác lá bị phân đoạn nhờ hoạt động của ngành thân mềm, lớp chân đầu và nhóm cịng (Chandra và Keith, 2008). Các nhân tố sinh học trong các bãi lầy cửa sông, ven biển đã góp phần đáng kể trong việc hình thành và phân bố rừng ngập mặn. Xáo trộn sinh học là một trong những q trình chính làm thay đổi cấu trúc nền trầm tích cũng như sự phân đới thực vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn. Hoạt động sống của các loài thuộc Brachyura là một yếu tố chính gây ra xáo trộn sinh học rừng ngập mặn (Chandra và Keith, 2008).

Đến nay, hướng nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mã vạch DNA (DNA barcode: là trình tự nucleotide của một chuỗi DNA ngắn, có cùng nguồn gốc tổ tiên)

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

đang được nhiều quốc gia, nhiều nhà khoa học trên thế giới rất quan tâm phát triển, đặc biệt trong những năm gần đây và sẽ là một xu thế nghiên cứu trong thời gian tới. Mã vạch DNA được xem là một công cụ mới, hỗ trợ có hiệu quả trong nghiên cứu về phân loại, phát hiện loài mới, giám định loài và các mẫu có nguồn gốc từ sinh vật sống hoặc đã chết thậm chí đã qua chế biến, vì vậy mã vạch DNA có rất nhiều ứng dụng trong nghiên cứu cũng như thực tiễn (Heber và cộng sự, 2003). Khoảng 20 năm trở lại đây, nhiều nhà khoa học trên thế giới đã ứng dụng mã vạch DNA để hỗ trợ phương pháp mơ tả hình thái và phân loại lồi truyền thống.

Tại Việt Nam cho đến hiện nay, chỉ có vài cơng trình nghiên cứu về lĩnh vực này nhưng chỉ dừng lai ở phương pháp phân loại truyền thống như: Đỗ Văn Nhượng (2003) cung cấp dẫn liệu bước đầu về cua (Brachyura) ở rừng ngập mặn Cần Giờ; Trần Ngọc Diễm My (2011 a,b) nghiên cứu thành phần lồi, vai trị tiêu thụ lá rụng

của còng Perisesarma eumolpe ở vùng gẫy đổ do bão tại tiểu khu 17 rừng ngập mặn

Cần Giờ; Trần Lê Quang Hạ và Trần Ngọc Diễm My (2021) nghiên cứu về chế độ ăn

của còng Perisesarma eumolpe giữa vùng rừng và vùng gẫy đổ 10 năm sau bão; Trần

Ngọc Diễm My và Trần Lê Quang Hạ (2023) nghiên cứu về đa dạng các lồi cịng thuộc phân thứ bộ Brachyura tại tiểu khu 17 rừng ngập mặn Cần Giờ, sau 12 năm phục hồi của rừng do bão. Chính vì vậy, việc đầu tư nghiên cứu giải trình tự gen kết hợp với nghiên cứu hình thái để phân loại, nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sự phân bố, sinh cảnh phù hợp cho còng sinh sống… nhằm duy trì và phát triển các lồi này là phù hợp,đặc biệt trong bối cảnh ứng phó biến đổi khí hậu hiện nay. Trên cơ sở đó, đề tài thực hiện “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng Sesarmidae trong rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh” nhằm có sự đánh giá tổng thể về thành phần loài, sự đa dạng, các sinh cảnh phù hợp cho các lồi cịng họ Sesarmidae sinh sống… hỗ trợ các nhà quản lý trong duy trì và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn là thật sự cần thiết và cấp bách.

Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân bố và tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng thuộc họ Sesarmidae trong các sinh cảnh đặc trưng của rừng ngập mặn Cần

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Giờ, thành phố Hồ Chí Minh để quản lý và phát triển bền vững sinh cảnh rừng ngập mặn Cần Giờ.

Mụctiêu cụ thể

Xác định thành phần loài còng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ qua đặc điểm hình thái và giải trình tự vùng gen 16S rRNA của DNA ty thể, gen cytochrome oxidase subunit I (COI) và 28S rRNA đối với các mẫu chưa xác định được rõ ràng.

Xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ.

Nghiên cứu tốc độ tiêu thụ lá rụng của một loài còng ưu thế đại diện

(Parasesarma plicatum (Latreille, 1803)).

Xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh còng trong rừng ngập mặn Cần Giờ.

Đối tượng và vị trí nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: các lồi cịng thuộc họ Sesarmidae. Vị trí nghiên cứu: rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM.

Phạm vi nghiên cứu

Luận án có phạm vi nghiên cứu về một số đặc điểm sinh học như sau:

- Nghiên cứu các lồi cịng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ. - Chỉ nghiên cứu các sinh cảnh có điều kiện tự nhiên phù hợp cho cịng sinh

sống ở rừng ngập mặn Cần Giờ.

- Chỉ khảo sát tốc độ tiêu thụ lá rụng trên lồi cịng Parasesarma plicatum

(Latreille, 1803) đây là loài ưu thế ở sinh cảnh 3 (là sinh cảnh có mức ngập từ 1,1 m đến 1,8 m, với thời gian ngập từ 2 – 4 ngày/tháng). Lá sử dụng thí

nghiệm là lá cây đước đơi (Rhizophora apiculata) đây là lồi thực vật ưu thế

nhất ở rừng ngập mặn Cần Giờ.

- Ứng dụng kỹ thuật giải trình tự DNA 03 vùng gen 16S-rRNA, COI và rRNA để định danh loài với các mẫu chưa xác định được rõ ràng qua đặc điểm hình thái ngồi.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

28S-Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Luận án cung cấp cơ sở khoa học về thành phần loài, đặc điểm phân bố, sự đa dạng… theo các sinh cảnh rừng ngập mặn và tốc độ tiêu thụ lá rụng của loài

Parasesarma plicatum (Latreille, 1803).

Luận án có ý nghĩa thực tiễn trong công tác quản lý, bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn, thơng qua bộ tiêu chí về sinh cảnh cho các lồi cịng trong họ Sesarmidae có thể hỗ trợ cơng tác quản lý, duy trì và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn cũng như trong quản lý và khuyến cáo khai thác hợp lý những giá trị mà nhóm cịng thuộc họ Sesarmidae mang lại.

Những điểm mới của luận án

Lần đầu ghi nhận được lồi cịng Parasesarma lanchesteri (Tweedie, 1936)

tại RNM Cần Giờ thơng qua đặc điểm hình thái và trình tự 16S rRNA và COI.

Lần đầu ghi nhận trình tự DNA vùng gene 28S-rRNA của loài Parasesarma

lanchesteri (Tweedie, 1936) ở rừng ngập mặn Cần Giờ.

Xây dựng được bộ tiêu chí về sinh cảnh đặc trưng của còng trong họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ theo mức ngập, thời gian ngập của thủy triều, độ phủ của rừng, loại rừng, thành phần các lồi cây, lồi cây ưu thế, đặc điểm mơi trường như nhiệt độ (oC), độ mặn (So/oo), pH.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về đặc điểm sinh học của còng họ Sesarmidae 1.1.1. Phân loại

Giới (Kingdom) Animalia Ngành (Phylum) Arthropoda

Phân ngành (Subphylum) Crustacea Lớp (class) Malacostraca

Bộ (order) Decapoda

Phân bộ (subordo) Pleocyemata

Phân thứ bộ (infraordo) Brachyura (L., 1758) Họ (family) Sesarmidae (Dana, 1851)

Phân thứ bộ cua Brachyura bao gồm 93 họ, 6.793 lồi, là phân thứ bộ có số

lượng loài phong phú nhất trong bộ Decapoda (Peter, 2008). 1.1.2. Một số đặc điểm sinh học của còng

1.1.2.1. Tên gọi

Danh pháp "Brachyura" có nghĩa là "đi ngắn", chỉ ra rằng các lồi này có phần "đi" (thực ra là bụng) rất ngắn, nằm bên dưới và thường bị che đi bởi phần ngực (Ravichandran và cộng sự, 2011).

Danh pháp Brachyura: Phân thứ bộ cua là nhóm bao gồm các loài động vật giáp xác, thân rộng hơn bề dài, mai mềm, mười chân có khớp, hai chân trước tiến hóa trở thành hai càng, vỏ xương bọc ngoài thịt, phần bụng nằm bẹp dưới hoàn toàn, được che bởi phần ngực. Phân thứ bộ cua có nhiều tại tất cả các vùng biển, đại dương. Có lồi sống trong sơng, suối, đồng ruộng, chẳng hạn như các loài trong họ Cua núi (Potamidae) hay họ Cua đồng (Parathelphusidae) và một số loài sống trên cạn (họ Gecarcinidae). Đầu và thân cua được nối liền nhau vào một khối có lớp mai bọc bên ngoài (Sternberg và và cộng sự, 1999).

Tên gọi phổ biến của các loài trong cận bộ này bằng tiếng Việt khá đa dạng

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

như cua, cáy, còng, đam, rạm, dã tràng, ghẹ, cà ra,... nhưng các tên gọi này dường như không phải là các nhóm đơn ngành theo quan điểm của phát sinh loài hiện đại mà chỉ đơn thuần dựa theo hình thái hoặc môi trường sống của chúng.

1.1.2.2. Hình thái và tiến hóa

Cua thường có một bộ xương ngoài dày, chủ yếu canxi carbonate và một cặp càng. Kích thước cơ thể của chúng biến động rất lớn từ vài milimét đến vài mét như cua nhện Nhật Bản với sải chân dài 4 m (Sternberg và và cộng sự, 1999).

Trước đây, Brachyura được xem là một nhóm đơn ngành, nhưng nay được cho rằng có ít nhất hai nhánh tách biệt, một ở Cựu Thế giới và một ở Tân Thế giới (Sternberg và cộng sự, 1999). Những hóa thạch cua cổ nhất có niên đại từ kỷ Jura, mặc dù giống Imocaris ở kỷ Cacbon có thể là cua nguyên thủy (Schram và Mapes, 1984; Schweitzer và Feldmann, 2010).

1.1.2.3. Phân biệt giới tính

Cịng nói chung thể hiện sự biệt hóa giới tính. Con đực thường có càng lớn hơn con cái điều này thể hiện đặc biệt rõ đối với nhóm cịng trong giống Uca (Ocypodidae). Đối với cịng nhỏ, con đực có càng lớn và được sử dụng để liên lạc và đặc biệt là để thu hút con cái (How, 2008).

Hình 1.1. Nắp bụng của con còng đực (A) và cái (B). 1.1.2.4. Tập tính di chuyển và thức ăn

Cịng thường di chuyển theo chiều ngang, bởi vì khớp nối của chân làm cho dáng đi xiên hiệu quả hơn (Sleinis và Silvey, 1980). Tuy nhiên, một số cịng có thể bị

về phía trước hoặc phía sau như: các lồi trong họ Raninidae, loài Libinia emarginata

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

và Mictyris platycheles (Sleinis và Silvey, 1980). Một số loài còng trong các họ

Portunidae và Matutidae, cũng có khả năng bơi lội, đặc biệt họ Portunidae đơi chân bị cuối cùng của chúng được biệt hóa giống như dạng mái chèo (Weis, 2012).

Cịng là động vật ăn tạp thiên về thực vật (Chandra và Keith, 2008) và ăn bất kỳ loại thực phẩm nào khác, bao gồm động vật thân mềm, giun, động vật giáp xác khác, nấm, vi khuẩn và chất nhầy, tùy thuộc vào tính sẵn có của thức ăn. Đối với đa số các loài, chế độ ăn hỗn hợp bao gồm cả thực vật và động vật giúp chúng có sự tăng trưởng nhanh nhất và hoạt động tốt nhất (Tracy và cộng sự, 2003). Tuy nhiên, một số loài chuyên biệt hơn trong chế độ ăn của chúng. Một số ăn sinh vật phù du, một số ăn chủ yếu là động vật có vỏ như trai, sị… và một số thậm chí bắt cá (Weis, 2012).

1.1.2.5. Đặc điểm sinh sản và vòng đời

Còng thu hút bạn đời thơng qua kích thích tố (Pheromones), phương tiện thị giác, âm thanh hoặc rung. Pheromones được sử dụng bởi hầu hết các lồi cịng sống dưới nước, trong khi còng trên cạn và bán cạn thường sử dụng các tín hiệu thị giác, chẳng hạn như những con còng đực rung càng, cọ càng vào nhau để thu hút con cái. Đa số các lồi cịng thuộc phân thứ bộ cua Brachyura có sự thụ tinh trong và giao phối giữa bụng với bụng. Đối với nhóm cịng nói chung q trình giao phối diễn ra ngay sau khi con cái đã lột xác và vỏ vẫn cịn mềm. Con cái có thể lưu giữ tinh trùng trong một thời gian dài trước khi sử dụng nó để thụ tinh cho trứng. Sau khi trứng được thụ tinh, trứng rụng vào phần bụng được che bởi nắp bụng, con cái mang trứng cho tới khi trứng nở (Patterson và cộng sự, 2009).

Khi sự phát triển phơi đã hồn tất, con cái giải phóng ấu trùng mới nở vào trong môi trường nước, ấu trùng mới nở như là một phần của sinh vật phù du. Các ấu trùng zoea nhỏ bơi tự do có thể nổi và trơi theo dòng nước. Ấu trùng zoea của hầu hết các lồi cịng phải tự tìm thức ăn nhưng với một số nhóm cịng ấu trùng zoea có thể được cung cấp đủ dinh dưỡng để có thể tiếp tục sống sau khi được giải phóng ra khỏi bụng cịng mẹ (Patterson và cộng sự, 2009).

Mỗi lồi có một số giai đoạn zoea cụ thể, được phân chia bằng các lần lột xác, trước khi chúng biến thái sang giai đoạn megalopa giống như một con còng trưởng thành, ngoại trừ có bụng (đi) nhơ ra phía sau. Sau một lần lột xác nữa, chúng trở

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

thành còng con và sống bám ở dưới đáy (Weis, 2012).

Hình 1.2. Vòng đời của còng (Josileen, 2015)

Khi đã trở thành còng con, chúng vẫn sẽ phải tiếp tục lột xác nhiều lần nữa để trở thành còng trưởng thành (Hình 1.2). Bởi vì, cơ thể chúng được bao phủ bởi một lớp vỏ cứng, nếu không sẽ ngăn chặn sự phát triển. Sau khi lột xác, lớp vỏ mới rất mềm chúng phải trú ẩn cho đến khi vỏ mới của chúng được cứng lại (Weis, 2012).

1.2. Mối liên hệ của các lồi cịng với hệ sinh thái rừng ngập mặn 1.2.1. Hệ sinh thái cửa sông và rừng ngập mặn

Nghiên cứu của Pariona (2017) rừng ngập mặn được tìm thấy ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới ven biển và đặc trưng với cây rừng ngập mặn đặc biệt thích nghi để phát triển trên vùng nước lợ của khu vực ven biển. Rừng ngập mặn là mơi trường sống đặc biệt mà ở đó các lồi thực vật tăng trưởng trong vùng nước ven biển, bờ sơng và các cửa sơng. Hệ rễ các lồi thực vật rừng ngập mặn có cấu tạo đặc biệt để sống và thích nghi trong điều kiện bán ngập của vùng triều. Cây rừng ngập mặn đã thích nghi với mơi trường đất thiếu oxy và có thể hấp thu các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống. Ngoài ra, chúng cịn có thể tồn tại trong nước với hàm lượng muối cao và mực nước liên tục thay đổi.

Theo định nghĩa của Pritchard (1967) cửa sông là một thủy vực ven bờ nửa khép kín, liên hệ trực tiếp với biển và ở đó nước biển hịa trộn có mức độ với nước ngọt đổ ra từ các dòng lục địa bởi hoạt động của thủy triều (Nguyễn Đình Mão và Vũ

Trứng

Ấu trùng

Hậu ấu trùng

Còng con Còng trưởng thành

Vòng đời của còng

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Trung Tạng, 2016). Vùng cửa sông rất đa dạng về sinh cảnh và nơi sống của các loài sinh vật gồm nấm, vi khuẩn, các loài thực vật và tảo, các loài động vật từ động vật không xương sống đến có xương sống, những sinh vật tham gia vào q trình phân hủy vật chất, khép kín một chu trình sinh học ở đới biển ven bờ.

Thực vật rừng ngập mặn được coi là cây có nhiều khả năng sống sót trong vùng nước có độ mặn cao và ơxy trong đất thấp. Mặc dù với sự thích nghi cao đó nhưng rừng ngập mặn không thể chịu đựng được nhiệt độ thấp và chỉ có thể được tìm thấy ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Pariona, 2017).

Khoảng 118 quốc gia trên thế giới có rừng ngập mặn với tỷ lệ lớn nhất ở châu Á (42%), thứ hai là Châu Mỹ gồm Bắc và Trung Mỹ (15%), Nam Mỹ (11%), tiếp theo là Châu Phi (2%), Châu Đại Dương (12%). Trong đó, Indonesia có diện tích rừng ngập mặn lớn nhất trên thế giới với tổng diện tích rừng ngập mặn lớn hơn 9.000 dặm vng (Pritchard, 1967).

1.2.2. Tầm quan trọng của hệ sinh thái rừng ngập mặn

Một trong những vai trò quan trọng nhất mà rừng ngập mặn mang lại là chúng như một rào cản giữa đại lục và đại dương. Với vị trí độc đáo này, những khu rừng này thường nằm trên tuyến đầu của thời tiết cực đoan và các cơn bão. Hơn nữa, hệ thống rễ dày đặc của thực vật rừng ngập mặn hoạt động như “bẫy” trầm tích và ngăn chặn xói mịn (Pariona, 2017).

Rừng ngập mặn như là môi trường nuôi dưỡng của một số lồi cá thương mại, giúp duy trì quần thể, hỗ trợ các hệ sinh thái lân cận và nghề thủy sản ven bờ. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số lượng lớn các loài cá dựa vào rừng ngập mặn để sống như: 133 loài ở Queensland của Úc, 128 ở Philippines, 119 ở Malaysia, 83 ở Kenya và 59 ở Puerto Rico. Rừng ngập mặn cũng là điểm du lịch phổ biến, giúp các nền kinh tế địa phương phát triển bằng cách cung cấp thêm nguồn thu nhập.

Theo nghiên cứu của Pariona (2017) rừng ngập mặn là một trong những vùng

sinh thái nhiệt đới và cận nhiệt đới bị đe dọa nhất trên thế giới. Trên thực tế, cho tới hiện nay khoảng 35% môi trường sống ngập mặn đã bị phá hủy. Ở Ấn Độ, Philippines và Việt Nam con số đó là 50%. Rừng ngập mặn đang bị suy giảm nhanh hơn so với rừng nhiệt đới ở châu Mỹ.

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Biến đổi khí hậu và ơ nhiễm cũng là mối đe dọa lớn đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn. Ơ nhiễm từ các khu vực đơ thị và thuốc trừ sâu từ đất nông nghiệp rửa trôi theo sông và tập trung ở rừng ngập mặn, điều này có tác động tiêu cực đến cả hệ động, thực vật sống trong các hệ sinh thái này. Biến đổi khí hậu đã góp phần làm mực nước biển dâng cao trên toàn thế giới, điều này gây xáo trộn cho hệ sinh thái rừng ngập mặn. Các vùng sinh thái này cần mức nước tương đối ổn định để tồn tại (Pariona, 2017).

1.2.3. Những nỗ lực bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn

Để công nhận tầm quan trọng của môi trường sống ngập mặn, các tổ chức phi lợi nhuận quốc tế, chính phủ và cộng đồng đã cùng nhau làm việc để bảo tồn và khôi phục các hệ sinh thái độc đáo này. Ngoài ra, một số hiệp ước và hiệp định quốc tế đã đề cập đến việc bảo vệ và khôi phục lại môi trường sống ngập mặn như: Cơng ước Ramsar có 110 quốc gia thành viên và hoạt động để bảo vệ cho hệ sinh thái đất ngập nước (bao gồm cả rừng ngập mặn) (Pariona, 2017). Nhiều khu vực trên thế giới cũng thiếu kiến thức về rừng ngập mặn và tầm quan trọng về môi trường của chúng. Để chống lại điều này, nhiều tổ chức đã bắt đầu các sáng kiến giáo dục cộng đồng cùng với những nỗ lực nhằm phục hồi sinh cảnh rừng ngập mặn (Pariona, 2017).

1.2.4. Giới thiệu về rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM

Số liệu thống kê của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2023, Cần Giờ với diện tích 34.672,79 ha rừng ngập mặn, chiếm hơn 1/2 diện tích tự nhiên tồn huyện, sau 30 năm phục hồi và phát triển (được UNESCO công nhận là “Khu dự trữ sinh quyển” thế giới đầu tiên ở Việt Nam) đã tạo nên một hệ sinh thái tự nhiên với nhiều chủng loại động thực vật phong phú và đa dạng. Hiện trạng tổng thể của rừng ngập mặn Cần Giờ hiện nay phần lớn là diện tích đã trồng thành rừng, cịn lại khoảng trên 20% là diện tích rừng tự nhiên và rừng tái sinh. Theo thông tin từ Ban quản lý khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ Năm 2022, hệ động vật rừng ngập mặn Cần Giờ có giá trị cao về mặt bảo tồn đa dạng sinh học với 157 loài thực vật, trong đó có 35 lồi cây rừng ngập mặn, 55 loài động vật nổi, 55 loài động vật đáy, 18 lồi tơm, 69 lồi cá. Ở nước ta hiện nay, các cơng trình nghiên cứu về cịng (nhóm động vật đặc trưng và có mối quan hệ tương hỗ, mật thiết đối với RNM) còn rất khiêm tốn, chỉ có khoảng vài cơng trình được cơng bố về đối tượng này như: Dẫn liệu bước đầu về cua (Brachyura)

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

RNM Cần Giờ, Kết quả nghiên cứu thành phần lồi họ cua vng (Grapsidae) vườn Quốc gia Xuân Thủy của Đỗ Văn Nhượng (2003); Trần Ngọc Diễm My và cộng sự

(2011a,b) so sánh thành phần và tỉ lệ thức ăn của còng Perisesarma eumolpe giữa

vùng rừng và vùng gãy đổ RNM Cần Giờ; Trần Lê Quang Hạ và Trần Ngọc Diễm

My (2021) nghiên cứu về chế độ ăn của còng Perisesarma eumolpe giữa vùng rừng

và vùng gẫy đổ 10 năm sau bão; Trần Ngọc Diễm My và Trần Lê Quang Hạ (2023) nghiên cứu về đa dạng các lồi cịng thuộc phân thứ bộ Brachyura tại tiểu khu 17 rừng ngập mặn Cần Giờ, sau 12 năm phục hồi của rừng do bão.

1.2.5. Đa dạng thành phần lồi cịng rừng ngập mặn

Các lồi cịng trong họ Grapsidae, họ Sesarmidae thuộc phân thứ bộ Brachyura, được tìm thấy phổ biến trong môi trường ven biển và các môi trường sống ẩm ướt khác ở vùng ôn đới, nhiệt đới trên toàn thế giới. Lee (1998) cung cấp các đánh giá tồn diện đầu tiên của cịng ở rừng ngập mặn, mô tả sự xuất hiện của 61 họ và họ phụ còng trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, với Ocypodidae và Grapsidae là hai họ quan trọng nhất về đơn vị phân loại. Tác giả đã ghi nhận có tối đa 46 lồi thuộc phân thứ bộ cua Brachyura tại rừng ngập mặn ở Malaysia, trong đó 29 lồi thuộc họ Grapsidae, thể hiện sự đa dạng hơn so với các cơng bố trước đó của Stimpson (1907) và Sasekumar (1974) cho cùng một khu vực địa lý nói chung, nhưng kém hơn các báo cáo gần đây về sự đa dạng các loài thuộc họ Grapsidae ở rừng ngập mặn Indo - Thái Bình Dương. Theo Tan và Ng (1994) ghi nhận có 51 lồi thuộc họ Grapsidae, trong đó riêng Sesarmidae có 44 loài tại Singapore và rừng ngập mặn bán đảo Malaysia. Sự phong phú loài cao cũng đã được ghi nhận cho Grapsidae và Sesarmidae ở rừng ngập mặn ở Hồng Kông với 26 loài và Úc với 37 loài. Hệ sinh thái rừng ngập mặn Indo - Thái Bình Dương cho thấy hầu hết các loài trong họ Grapsidae đều thuộc họ phụ Sesarmidae. Cho đến gần đây các nhà khoa học trên thế giới đã thống nhất, tách họ phụ Sesarmidae ra thành một họ riêng là Sesarmidae thuộc phân thứ bộ Brachyura (Bảng 1.1).

Theo Kamal (2024) Nghiên cứu mơ tả thành phần lồi, tính đa dạng, tính đồng đều và ưu thế trong khu vực thảm thực vật ngập mặn ở huyện Koto XI Tarusan, Tây Sumatera, Indonesia. Đa dạng sinh học của các họ còng trong phân thứ bộ Brachyura:

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Ocypodidae và Sesarmidae, được phân tích bằng chỉ số Shannon-Wiener (H’). Bốn chỉ số được tính tốn cho các lồi cịng thuộc họ Ocypodidae và Sesarmidae gồm: nhận dạng lồi, chỉ số đa dạng Shannon-wiener (H'), độ đồng đều và ưu thế. Kết quả

cho thấy có 6 lồi cịng chiếm ưu thế thuộc 02 họ Ocypodidae và Sesarmidae là: Uca

bellator, U. rosea, Perisesarma eumolpe, P. plicatum, Sarmatium germani và Sesarma curoense. Trong đó, họ Sesarmidae có số lượng lồi phong phú nhất (Di).

Tuy nhiên, độ đa dạng (H') có giá trị trung bình, độ đồng đều (E) có giá trị cao. Sự ưu thế (D) giá trị thu được được trong phân loại thấp. Điều kiện các thông số môi trường ở vùng thảm thực vật ngập mặn được xếp vào loại môi trường tốt. Hai loại thể nền được tìm thấy bao gồm: thể nền bùn bùn và thể nền bùn cát.

Bảng 1.1. Sự đa dạng các lồi cịng Grapsidae và Sesarmidae trong rừng ngập mặn. Địa điểm Grapsidae

spp.

Sesarmidae

N. Pacific 50 11 Stimpson (1907) Selangor, Malaysia 13 12 Sasekumar (1974) Australian Man-

groves

45 37 Davie (1982) Indo-Malaysian 26 25 Jones (1984) Malaysian-Singa-

pore

51 44 Tan and Ng (1994)

Sunderban, India 6 4 Chakraborthy và Choudhury (1992) Pichavaram, India 15 8 Ravichandran and Kannupandi (2004)

Cơng trình của Đỗ Văn Nhượng (2003) dẫn liệu bước đầu về cua (Brachyura) RNM Cần Giờ bắt đầu triển khai từ năm 1995, khu vực nghiên cứu tại rừng ngập mặn Cần Giờ và huyện Nhà Bè TP. HCM, cơng trình đã ghi nhận 49 lồi cua (bao gồm cả các loài cua nước ngọt) trong đó họ Grapsidae 12 lồi. Cơng trình của Đỗ Văn Nhượng và Hoàng Ngọc Khắc (2004) nghiên cứu họ cua vuông (Grapsidae) trong hệ sinh thái rừng ngập mặn huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định đã ghi nhận 28 lồi cua vng Grapsidae thuộc 11 giống, 3 phân họ, trong đó phân họ Sesarmidae có 21 lồi. Cơng trình của Trần Ngọc Diễm My và cộng sự (2011b) thuộc Trường Đại học Khoa

học tự nhiên TP. HCM so sánh thành phần và tỉ lệ thức ăn của còng Perisesarma

eumolpe giữa vùng rừng và vùng gãy đổ RNM Cần Giờ, cơng trình được thực hiện

tại khu vực gẫy đổ do bão Durian năm 2006 trong tiểu khu 17 đã ghi nhận được 19

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

lồi cịng thuộc 13 giống, 7 họ trong đó họ Sesarmidae có 10 loài. Trần Ngọc Diễm My và Trần Lê Quang Hạ (2023) nghiên cứu thành phần lồi cịng Brachyura tại tiểu khu 17 rừng ngập mặn Cần giờ sau 12 năm phục hồi do bão đã ghi nhận được 26 lồi thuộc 16 giống, 10 họ. Trong đó, họ Sesarmidae chiếm số lượng lớn nhất với 11 loài (42,31%); Lê Văn Thọ và cộng sự (2020) nghiên cứu thành phần lồi và sự phân bố của cịng thuộc phân thứ bộ Brachyura ở Cù Lao Dung, Sóc Trăng ghi nhận 34 lồi thuộc 7 giống, 7 họ. Trong đó, họ Sesarmidae có 7 lồi.

1.2.6. Sự phân bố của các lồi cịng trong rừng ngập mặn

Độ mặn và nhiệt độ cùng với các chất nền phù hợp là những yếu tố liên quan đến sự phân bố của còng. Ravichandran và cộng sự (2011) đã nghiên cứu các vùng phân bố của các lồi cịng thuộc họ Grapsidae và Ocypodidae liên quan đến tác động của thủy triều và thời gian ngập của thủy triều; phân bố và phân vùng của còng được

dựa trên thể nền, mức độ và thời gian ngập của trủy triều. Cịng ma Ocypode

macrocera ưa thích thể nền cát, trong khi các loài thuộc giống Macropthalmus ưa

thích thể nền bùn. Nhóm cịng trong giống Uca thường bắt gặp trong thể nền khô hoặc nhiều cỏ, vị trí cao và thể nền bùn. Nhóm cịng Ocypode đã được tìm thấy bên

trên vùng cao triều, trong khi các lồi thuộc họ Ocypodiae được tìm thấy trong nền bùn bên dưới mức thủy triều thấp (Ravichandran và cộng sự, 2011).

Dựa trên thảm thực vật, rừng ngập mặn Pichavaram ở Ấn độ có thể được phân chia thành các khu vực sau: Khu đước, khu mắm, khu sú và không bị nhiễm mặn hoặc khu hơi mặn. Trong các khu vực này, khu mắm tần số bắt gặp các lồi cịng là nhiều

nhất và số lượng ít nhất là khu vực khơng bị nhiễm mặn. Lồi Cardisoma carnifex

được tìm thấy phổ biến trong tất cả các khu trừ khu đước, trong khi đó nhóm còng

thuộc các giống: Thalamita, Charybdis và Ptychognathus là các loài chỉ bắt gặp trong

khu đước (Ravichandran và cộng sự, 2011).

Chakraborthy và Choudhary (1992) đã tìm thấy trong vùng trung triều số lượng tối đa của các lồi cịng trong phân thứ bộ Brachyura và đại diện chủ đạo là các loài trong hai họ Sesarmidae và Ocypodidae.

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố và sự phong phú của Uca spp., quan

trọng nhất là thể nền, độ mặn và cạnh tranh trong hệ thống sinh học. Nhiệt độ dao

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

động, biến đổi độ mặn, nguồn nước và lượng mưa có thể là một yếu tố quan trọng trong việc điều chỉnh các kiểu phân bố của còng. Khi nhiệt độ trong hang cịng khơng biến động liên quan đến nhiệt độ của khơng khí và đất, nhiệt độ khơng phải đóng một vai trị lớn trong các phân vùng của còng (Chakraborthy và Choudhary, 1992).

1.2.7. Vai trò của còng đối với rừng ngập mặn 1.2.7.1. Kĩ sư hệ sinh thái

Theo nghiên cứu của Lee (1998) thông qua các hoạt động đào hang của còng làm xáo trộn sinh học đất ảnh hưởng đến tính chất hóa học trầm tích đất, địa hình và sinh địa hố học bằng cách thay đổi phân bố kích thước hạt và tăng lưu thơng khơng khí trong đất ngập mặn thiếu oxy, thơng qua các hang của chúng giúp khơng khí đến được độ sâu mà nếu không sẽ rất thiếu ôxy để các sinh vật sống sót. Chúng ảnh hưởng đến điều kiện khử oxy hóa và làm giảm nồng độ sulfide trong trầm tích thơng qua hoạt động đào hang (Kristensen và cộng sự, 2008). Còng đào hang cũng cung cấp một cơ chế hiệu quả để trao đổi nước giữa các bề mặt thiếu oxy và nằm phía trên nước thủy triều trong q trình đó chúng giúp đỡ trong việc quy định độ mặn trong trầm tích (Gillikin và Schubart, 2004). Kristensen và cộng sự (2008) chỉ ra rằng việc đào hang do còng kết hợp với động vật đáy khác như tuyến trùng, giun nhiều tơ và các lồi cá thịi lịi cũng có thể ảnh hưởng sâu sắc đến chu kỳ dinh dưỡng và môi trường vật lý và hóa học của RNM.

Cịng như là “bẫy” năng lượng trong rừng ngập mặn do đó góp phần tới sản xuất thứ cấp và tăng số lượng các chất dinh dưỡng do các hoạt động đào hang của chúng (Lee, 1998). Hang cịng tạo vi mơi trường sống (microhabitat) cho khu hệ động vật khác (Gillikin and Schubart, 2004) như sự kết hợp của động vật đào hang nhỏ như các loại ấu trùng còng Callianassids, giun nhiều tơ và chân bụng trong phạm vi hang của các lồi cịng Sesarmidae trưởng thành (Thongtham và Kristensen, 2005).

1.2.7.2. Năng suất vật rụng, phân hủy lá rụng trong rừng ngập mặn

Năng suất vật rụng còn gọi là năng suất lượng rơi có thể định nghĩa là trọng lượng của vật liệu rơi xuống bao gồm các cơ quan của thực vật, gọi là thành phần của vật rụng như cành, lá, hoa, trái tính trên một đơn vị diện tích bề mặt đất trong một khoảng thời gian nhất định (Đỗ Hoàng Chung, 2010). Năng suất vật rụng là thành phần

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

quan trọng nhất của năng suất sơ cấp phía trên mặt đất. Theo tính tốn năng suất vật rụng thường chiếm hơn một nửa mạng lưới năng suất sơ cấp phía trên mặt đất. Sự khác biệt về năng suất vật rụng có thể bởi sự khác nhau về khí hậu, dinh dưỡng đất, sinh khối và chế độ nước.

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của quần xã thưc vật, hiện tượng cành, lá, chồi liên tục bị rơi rụng do chức năng sinh lý hay do tác động của điều kiện môi trường, sự rơi rụng này diễn ra thường xuyên và liên tục. Lượng vật chất này tham gia tích cực vào chu trình tuần hồn vật chất, có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá dòng năng lượng của hệ sinh thái (Bùi Thị Nga và Scheffer, 2004). Toàn bộ phần rơi rụng này được gọi là vật rụng. Người ta thường dùng đơn vị: g trọng lượng khô/m2/năm; kg/ha/năm hay tấn/ha/năm.

Theo Bernhard và cộng sự (2002), vật rụng thực hiện ba chức năng chính trong hệ sinh thái: Năng lượng đầu vào cho vi sinh vật đất; chất dinh dưỡng đầu vào cho quá trình dinh dưỡng ở thực vật và nguyên liệu đầu vào cho hình thành hữu cơ trong đất. Hai chức năng đầu tiên được hồn thành thơng qua q trình phân giải và khống hố, chức năng thứ ba thơng qua phân huỷ và mùn hố. Những chức năng trên có liên quan đến các q trình chính trong đất, chẳng hạn như hoạt động sinh học, tuần hoàn chất sinh dưỡng và cấu trúc.

1.2.7.3. Thu gom và loại bỏ vật chất rơi rụng

Việc loại bỏ các lá rụng bởi còng và đưa chúng đến hang của mình từ nền rừng ngập mặn là rất quan trọng trong thu gom vật chất rơi rụng trong rừng ngập mặn và chu trình các chất dinh dưỡng trong rừng (Lee, 1998; Tracy và cộng sự, 2003). Mặc dù các lồi cịng trong họ Sesarmidae và các lồi trong họ Ocypodidae có thể tiêu thụ lên đến 100% lá rụng ngập mặn, tỷ lệ tiêu hóa lá cây của cịng nói chung là thấp (< 50%) và khoảng 60% khối lượng khô của vật liệu tiêu thụ được bài tiết qua phân và được tái sử dụng bởi động vật không xương sống đáy trong chuỗi thức ăn coprophagus, do đó tăng cường đa dạng sinh học và chức năng của rừng ngập mặn (Lee, 1998; Tracy và cộng sự, 2003).

Các lồi cịng rừng ngập mặn được phân loại như các “kỹ sư” ghép nối trong đó chúng có thể thay đổi mơi trường bằng cách chuyển đổi các vật liệu sống từ trạng

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

thái này sang trạng thái khác thông qua hoạt động cơ học và các hoạt động khác. Kết hợp hoạt động của chúng về vật chất rơi rụng đảm bảo việc lưu giữ năng suất rừng ngập mặn trong hệ sinh thái (Chakraborthy and Choudhary, 1992; Lee, 1998; Gillikin and Schubart, 2004).

Thơng qua phân tích thành phần thức ăn của dạ dày, Malley (1978); Leh và Sasekumar (1985) chứng minh tầm quan trọng của vật liệu vụn rừng ngập mặn trong chế độ ăn của một loạt các loài trong họ Grapsidae ở Ấn Độ - Thái Bình Dương, do đó gợi ý về vai trị của nhóm cịng trong việc ln chuyển và sản xuất vật chất chính của rừng ngập mặn. Các thí nghiệm trong phịng thí nghiệm của Camilleri (1989) đã

chứng minh rằng lồi cịng Sesarma erythodactyla có khả năng xử lý một lượng lớn

lá rụng ngập mặn và đã cung cấp những bằng chứng đầu tiên, trực tiếp rằng hoạt động kiếm ăn của các lồi cịng thuộc họ Grapsidae ở ngập mặn là một mắt xích quan trọng trong dòng chảy năng lượng của hệ sinh thái rừng ngập mặn. Còng rừng ngập mặn được cho là một liên kết rất quan trọng trong mạng lưới thức ăn vụn, tạo thuận lợi cho vận chuyển chất dinh dưỡng cho sinh vật rừng khác mà nếu không sẽ bị mất đi bởi hoạt động của thủy triều.

Hoạt động sống của cịng trên bề mặt trầm tích góp phần thúc đẩy chu trình dinh dưỡng và hỗ trợ thực vật phát triển, do đó chúng đóng một vai trị quan trọng trong việc kiểm soát tăng trưởng thảm tảo trong thể nền rừng ngập mặn và các hoạt động sinh học của chúng là nền tảng cho sự tăng trưởng của cây ngập mặn và cuối cùng để tái phát triển rừng ngập mặn (Lee, 1998).

Còng tham gia tiêu thụ hạt giống của cây rừng ngập mặn do đó nó cịn đóng góp vai trị quan trọng trong việc xác định cấu trúc quần thể thực vật thông qua ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cây con trong rừng ngập mặn (Lee, 1998). Cây rừng ngập mặn và các lồi cịng khác nhau đã phát triển một mối quan hệ tương hỗ, còng được hưởng lợi từ việc các lồi cây tạo mơi trường sống thích hợp trong khi các loài cây ngập mặn được hưởng lợi từ giảm cạnh tranh giữa thực vật rừng ngập mặn thơng qua các lồi ăn thịt có chọn lọc trên cây (Lee, 1998).

Cịng trong rừng ngập mặn có thể tăng cường vận chuyển cacbon hữu cơ (OC) từ lá cây vào đất tuy nhiên, sự thay đổi của chúng theo sự khác biệt về kích thước

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

cịng vẫn chưa được biết rõ. Thí nghiệm cho cịng Parasessarma plicatum ăn lá cây Trang hình trứng ngược (Kandelia obovata) trong phịng thí nghiệm kéo dài 32 ngày

để đánh giá ảnh hưởng của các kích cỡ cịng khác nhau đối với sự tích lũy OC trong đất rừng ngập mặn. Tỷ lệ tích lũy OC trung bình trong đất do còng lớn, vừa và nhỏ qua quá trình tìm kiếm thức ăn là 21,11, 16,11 và 0,77 mg C/cá thể/ngày, tương ứng với tỷ lệ loại bỏ OC khỏi lá rụng là 62,60%, 51,37% và 2,19%. Còng lớn và vừa tiêu thụ lá rụng lớn hơn và tốc độ tích lũy OC trong đất do còng lớn và vừa cao hơn. Những con còng nhỏ tiêu thụ lá rụng nhỏ nhất và gần như chỉ được sử dụng cho sự tăng trưởng và trao đổi chất của chúng. Những kết quả này nhấn mạnh vai trò sinh thái quan trọng của việc tìm kiếm thức ăn thơng qua tiêu thụ lá rụng của còng, đặc biệt là những lồi có kích thước lớn và trung bình, trong sự tích lũy OC trong đất rừng ngập mặn, điều này hỗ trợ cho việc ước tính khả năng lưu giữ carbon trong đất rừng ngập mặn (Varghese, 2023).

Theo Sudharaka và cộng sự (2023) ảnh hưởng của sinh vật đáy đến tốc độ luân chuyển lá rụng được coi là yếu tố quan trọng để điều chỉnh động lực của carbon hữu cơ trong đất (SOC) ở rừng ngập mặn. Trong số các sinh vật đáy, các loài thuộc họ

sesearmidae (như Neosarmatium smithi, Episessarma versicolor và Perisesarma cf.

guttatum) đóng góp rõ ràng vào q trình này nhưng cơ chế này chưa được biết rõ.

Để định lượng sự tương tác này, nghiên cứu được thực hiện tại một khu rừng ngập mặn phía nam Sri Lanka. Lượng SOC giữa các địa điểm dao động từ 8,20 ± 2,05 đến 18,52 ± 4,63 kg/m2. Các phân vùng sinh thái (ví dụ như: vùng bị xáo trộn và ít bị xáo trộn nhất) do những thay đổi trong sử dụng đất và các hiện tượng ô nhiễm ảnh hưởng đến sự biến đổi của các thơng số lý hóa giữa các mơi trường sống. Theo đó, q trình lắng đọng SOC tăng lên khi mật độ và sinh khối còng cao nhất ở những địa điểm ít bị xáo trộn. Mật độ của cây rừng ngập mặn cho thấy mối quan hệ tuyến tính trung bình với sinh khối cịng; điều này chứng tỏ rừng ngập mặn như là nhà cung cấp môi trường sống.

1.2.7.4. Hỗ trợ các hệ sinh thái lân cận

Theo Lee (1998), Cannicci và cộng sự (2008) báo cáo rằng còng rừng ngập

mặn Chiromantes spp. và sâm đất Phascolosoma arcuatum đã được tìm thấy trong

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

ruột của các loài cá bắt gặp trong rừng ngập mặn khi thủy triều lên cao. Còng trưởng

thành là thức ăn cho các loài chim đang bị đe dọa như chim choi choi Dromas ardeola

(Lee, 1998). Cịng rừng ngập mặn là lồi chủ chốt nếu loại bỏ các loài này sẽ làm thay đổi cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái và nếu loại bỏ còng ở một khu vực gây ra sự gia tăng đáng kể sulfua và nồng độ amoni, do đó ảnh hưởng đến năng suất và sản lượng sinh sản của thực vật (Kristensen và cộng sự, 2008).

Một khía cạnh vai trò sinh thái của còng rừng ngập mặn mà phần lớn bị bỏ quên trong quá khứ là sự đóng góp của các lồi cịng đến dịng chảy của sinh khối động vật giữa rừng ngập mặn và nhiều hơn nữa là hệ thống xa bờ (Lee, 1998). Hầu hết cịng rừng ngập mặn ấp trứng và phóng thích các ấu trùng đã phát triển vào trong mơi trường nước, các ấu trùng thường mất khoảng vài tuần ở các vùng nước gần bờ và sau đó chúng quay trở lại rừng ngập mặn khi trưởng thành. Tầm quan trọng của lưu lượng sinh khối động vật này như một phần của sự trao đổi vật chất giữa rừng ngập mặn và các hệ thống liền kề nhưng, vấn đề này cho đến nay vẫn chưa được xác định.

1.3. Các phương pháp nghiên cứu sinh học phân tử trong phân loại còng 1.3.1. Ứng dụng marker phân tử DNA Barcode trong định danh

Mã vạch DNA (DNA barcode) là một khái niệm mới được đưa ra bởi Heber và cộng sự (2003). Mã vạch DNA là trình tự nucleotide của một chuỗi DNA ngắn, có cùng nguồn gốc tổ tiên (orthologous), trong đó có vùng ít bị thay đổi (rất ổn định – bảo thủ) và có vùng dễ thay đổi trong q trình tiến hóa. Dựa vào mức độ thay đổi trong trình tự DNA này để đánh giá sự sai khác di truyền giữa các sinh vật. Như vậy, mã vạch DNA là một phương pháp định danh mới sử dụng một đoạn DNA chuẩn ngắn nằm trong hệ genome của sinh vật đang nghiên cứu, nhằm xác định sinh vật đó thuộc về loài nào. Đến nay, hướng nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu mã vạch DNA đang được nhiều quốc gia, nhiều nhà khoa học trên thế giới rất quan tâm phát triển, đặc biệt trong những năm gần đây và sẽ là một xu thế nghiên cứu trong thời gian tới. Mã vạch DNA được xem là một cơng cụ mới, hỗ trợ có hiệu quả trong nghiên cứu về phân loại, phát hiện loài mới, giám định lồi và các mẫu có nguồn gốc từ sinh vật

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

sống hoặc đã chết thậm chí đã qua chế biến, vì vậy mã vạch DNA có rất nhiều ứng dụng trong nghiên cứu cũng như thực tiễn (Heber và cộng sự, 2003).

Nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra, có nhiều đoạn DNA đặc trưng được sử dụng làm DNA mã vạch, các đoạn DNA mã vạch có thể là những đoạn DNA nằm ở trong nhân (nuclear DNA - nDNA), như: 18S, 5,6S, 26S, 5S spacer và vùng ITS; nằm ở ty thể (Mitochondrial DNA - mtDNA), như: Cytb và vùng kiểm soát (control region); nằm ở lục lạp (Chloroplast DNA - cpDNA), như: matK, rcbL, atpβ, ndnF (Gwendolyn và cộng sự, 2008). Mỗi đoạn mã vạch DNA có những đặc trưng riêng và có khả năng phân biệt sinh vật ở các mức độ khác nhau. (Gwendolyn và cộng sự, 2008). Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng đã khuyến cáo, chưa có đoạn DNA nào được sử dụng làm mã vạch chung cho tất cả các lồi sinh vật. Vì vậy, việc lựa chọn những đoạn DNA (gen) đặc trưng để làm mã vạch và việc phối hợp giữa các đoạn mã vạch DNA là rất cần thiết và đem lại hiệu quả cao (Hà Văn Huân và cộng sự, 2015). Ở động vật, vật liệu di truyền có trong nhân và một số ít trong ty thể. Ti thể được xem như trung tâm cung cấp năng lượng của tế bào. Do ty thể nằm trong tế bào chất của giao tử cái (trứng) vì thế các gene trên DNA ty thể (mtDNA) tuân theo quy luật di truyền theo tế bào chất (Birky và cộng sự, 1989). MtDNA ít bị tác động của mơi trường nên ít bị biến dị di truyền. Dựa vào những đặc điểm nêu trên, mtDNA được ứng dụng rộng rãi trong các kỹ thuật sinh học phân tử. Đặc biệt là vùng mã hóa các phân tử ribosomal RNA (16S rRNA và 12S rRNA) rất được quan tâm ứng dụng phục vụ trong công tác nghiên cứu sự phát sinh loài và định danh loài do chúng có tính bảo tồn cao và kích thước vừa phải thuận lợi cho việc phân lập, giải trình tự và phân tích trình tự vật liệu di truyền (Nguyễn Kiều Dợi, 2007).

Trình tự DNA ti thể (mtDNA) của gen cytochrom b (cyt b) và 16S rRNA (16S) là một trong những marker hiệu di truyền được sử dụng rộng rãi nhất để xác định loài cá. Chúng đã được áp dụng rộng rãi trong kiểm soát hải sản, nhận dạng trứng, kiểm soát thủy sản, và phân định lồi. Tuy nhiên, trong q trình phát triển một hệ thống nhận dạng thống nhất cho các loài động vật, mã vạch DNA phát triển được xem như một marker hiệu để phân biệt là chọn lọc DNA. Mã vạch DNA này là chuỗi của đoạn “Folmer fragment”, một phần đa hình của gen tiểu đơn vị cytochrom oxydase ty thể

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

(COI), có thể được sử dụng để xác định các lồi có liên quan chặt chẽ cũng như phân loại cao hơn trong nhiều taxon động vật (Kochzius và cộng sự, 2010).

RNA ribosome 16S (hay 16S rRNA) là thành phần của tiểu đơn vị nhỏ 30S của ribosome prokaryotic liên kết với trình tự Shine-Dalgarno. Các gen mã hóa cho nó được gọi là gen 16S rRNA và được sử dụng để tái tạo lại các phylogenies, do tốc độ tiến hóa chậm của vùng gen này. Carl Woese và George E. Fox là hai trong số những người tiên phong sử dụng 16S rRNA trong phát sinh học vào năm 1990.

1.3.2. Phương pháp giải trình tự

Với sự phát triển của cơng nghệ, việc giải trình tự gen khơng cịn q khó khăn đối với việc xác định trình tự cho mục đích định danh một lồi.

Maxam và Gilbert (1977) đã phát minh được một phương pháp hóa học để có thể giải trình tự một đoạn DNA. Phương pháp hóa học xác định trình tự DNA của Maxam và Gilbert trên thực tế không phải dễ thực hiện vì cần phải xác định khá nhiều thơng số tối ưu cho thí nghiệm, trong đó khó nhất là phải xác định được nồng độ giới hạn nhất của các chất hóa học sao cho khi xử lý mẫu DNA thì trên mỗi đoạn DNA chỉ có một base bị biến đổi để ứng với mỗi vị trí của base bị biến đổi thì sẽ có một mạch đơn có đầu đánh dấu 32P được tách ra. Chính vì sự phức tạp này, phương pháp Maxam Gilbert hiện nay ít được sử dụng, mà thay vào đó các nhà khoa học dùng phương pháp enzyme với nhiều ưu điểm vượt trội hơn.

Phương pháp enzyme được Sanger và cộng sự (1977) phát minh, và ngày hôm nay phương pháp này càng ngày càng được hoàn thiện và thực hiện dễ dàng tại các phịng thí nghiệm.

Để giải trình tự, người ta dùng phương pháp điện di trên gel polyacrylamide biến tính. Với phương pháp đánh dấu mồi hay các dNTP bằng đồng vị phóng xạ 32P hay 35S thì sau khi điện di, cũng giống như phương pháp của Maxam và Gilbert, người ta phát hiện các vạch điện di bằng kỹ thuật xạ ký tự ghi, và từ các vạch này giải được trình tự của đoạn DNA.

Các phịng thí nghiệm hiện nay đều dùng phản ứng giải trình tự bằng phương pháp enzyme, nhưng khi làm giải trình tự thì thường dùng các máy tự động không dùng kỹ thuật xạ ký tự ghi như trước đây. Để thực hiện được giải trình tự bằng máy

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

tự động thì các mạch DNA đơn sản sinh trong ống phản ứng giải trình tự phải được đánh dấu huỳnh quang để các vạch điện di của các mạch đơn này phát sáng khi đi qua một chùm tia sáng laser. Các thế hệ máy về sau ngày càng có những chương trình đi kèm để chẳng những có thể hiển thị tự động các ký tự hố học của trình tự DNA mà cịn giúp các nhà nghiên cứu có thể: (1) Phát hiện các chi tiết cần thiết trên trình tự như mã khởi đầu, mã kết thúc, vùng đọc mở (ORF: Open Reading Frame), trình tự đặc hiệu cho các enzyme cắt giới hạn (restriction enzyme), các dấu ấn di truyền... các chi tiết này rất cần thiết để lập bản đồ gen...(2) Phiên dịch trình tự trong vùng đọc mở (tức là vùng trình tự có ý nghĩa) thành trình tự acid amin của một protein, nhờ đó có thể xác định, phỏng đốn, hay làm cơ sở ban đầu để hiểu được chức năng của gen...(3) Tự động so sánh trình tự DNA trong thí nghiệm hay một trình tự DNA nạp vào máy, hay có thể trình tự acid amin của protein, với các trình tự khác đã có trong ngân hàng dữ liệu để phát hiện được sự tương đồng với trình tự đã biết, nhờ đó làm cơ sở để xác định gen và chức năng gen.

Schubart và cộng sự (2006) các lồi cịng họ Sesarmidae rất đa dạng và đang cần tiếp tục được hiệu chỉnh và bổ sung thành phần, danh pháp. Khoảng 20 năm trở lại đây, các kỹ thuật dựa trên DNA đã được sử dụng để hỗ trợ phương pháp mơ tả hình thái và phân loại loài truyền thống. Những dấu hiệu di truyền này giúp xác định mối quan hệ di truyền giữa các loài (Schubart và cộng sự, 2006), sự hiểu biết về nguồn gốc của các loài và việc xác định niên đại cũng như sự tiến hóa và thích nghi. Ở Đơng Phi, trong 15 năm qua, sử dụng tích hợp các kỹ thuật phân tử và hình thái đã mơ tả về hai lồi cịng mới thuộc chi Perisesarma (hiện đã chuyển sang chi Parasesarma) và Neosarmatium (Gillikin và Schubart, 2004).

Cannicci và cộng sự (2017) sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử để xác định một

lồi cịng rừng ngập mặn mới thuộc chi Parasesarma, P. gazi sp. nov., thu thập ở

rừng ngập mặn của Tanzanian và Kenya. Các tác giả đã mơ tả hình thái của các lồi

mới và so sánh nó với P. leptosoma. Các tác giả đã sử dụng dữ liệu di truyền tương

ứng với các chỉ thị DNA của ty thể và nhân để xác định quan hệ của các loài mới trong họ Sesarmidae. Các sản phẩm PCR được giải trình tự và được chỉnh sửa thủ cơng với chương trình CHROMAS v.1.55 (Technelysium Pty Ltd, Queensville,

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Australia) và căn chỉnh với BioEdit v.7.2.5. Tính tốn khoảng cách di truyền trung bình giữa các lồi bằng phần mềm MEGA 6.0.6 (Kumar và cộng sự, 2004) với một mơ hình nucleotide đơn giản (số lượng thay thế), với các mẫu đồng nhất giữa các dòng và tỷ lệ đồng nhất giữa các vị trí.

Sự phù hợp phát sinh gen giữa các phần dữ liệu COI, 16S và 12S đã được kiểm tra bằng cách sử dụng thử nghiệm chênh lệch độ dài không phù hợp (ILD) được triển khai trong phiên bản PAUP 4.0 là thử nghiệm đồng nhất phân vùng. Đối với thử nghiệm này đã sử dụng bổ sung taxon ngẫu nhiên (Cannicci và cộng sự, 2017).

Hai phương pháp suy luận phát sinh gen đã được áp dụng cho bộ dữ liệu COI + 16S + 12S kết hợp: Khả năng tối đa (ML) sử dụng PAUP 4.0 và Bayesian Inference (BI) như được thực hiện trong MrBayes v.3.2.6 (Huelsenbeck và Ronquist, 2001). Do tỷ lệ đột biến và độ phân giải thấp hơn, bộ dữ liệu 28S chỉ được phân tích bằng BI. Đối với ML, các tham số của mơ hình tiến hóa được đề xuất đã được triển khai trong PAUP 4.0. Cây phát sinh di truyền khởi đầu ML thu được thông qua bổ sung từng bước và lặp lại mười lần, với mỗi lần lặp lại bắt đầu bằng một thứ tự đầu vào ngẫu nhiên của chuỗi. Hỗ trợ Clade được lấy từ 500 lần sao chép bootstrap (Felsenstein, 1985). Các phân tích BI được tính tốn với bốn chuỗi MCMC cho 2.000.000 thế hệ, tiết kiệm một cây cứ sau 500 thế hệ (với sản lượng tương ứng là 4.000 cây). -LnL đã hội tụ về giá trị ổn định sau 8.000 thế hệ. Do đó, 8.000 thế hệ đầu tiên đã bị loại bỏ khỏi phân tích và xác suất sau được xác định bằng cách xây

dựng sự đồng thuận quy tắc đa số 50% của các cây còn lại. Sesarmoides longipes đã

được sử dụng như là nhóm ngồi trong các phân tích phát sinh gen (Schubart và cộng sự, 2006).

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Đối tượng nghiên cứu: các lồi cịng thuộc họ Sesarmidae.

2.2. Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Nghiên cứu thành phần lồi cịng thuộc họ Sesarmidae ở rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM.

- Nhiên cứu định danh một số lồi cịng họ Sesarmidae rừng ngập mặn Cần Giờ dựa vào hình thái bên ngoài.

- Định danh bằng giải trình tự DNA đối với các lồi cịng chưa phân biệt được rõ ràng bằng các đặc điểm hình thái.

- Xác định đa dạng thành phần lồi cịng ở rừng ngập mặn Cần Giờ.

Nội dung 2: Xác định sự phân bố và mật độ còng trong các sinh cảnh của rừng ngập mặn Cần Giờ.

Nội dung 3: Khảo sát tốc độ tiêu thụ lá rụng của còng Parasesarma plicatum (Latreille, 1803).

Nội dung 4: Xây dựng bộ tiêu chí về sinh cảnh cịng trong rừng ngập mặn Cần Giờ.

</div>

nghiên cứu một số đặc điểm sinh học còng sesarmidae trong rừng ngập mặn cần giờ thành phố hồ chí minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

<b>NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÒNG SESARMIDAE TRONG RỪNG NGẬP MẶN </b>

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM

<b>NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÒNG SESARMIDAE TRONG RỪNG NGẬP MẶN </b>

<b>CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </b>

<b>LỜI CAM ĐOAN</b>

<b>CẢM TẠ </b>

<b>TÓM TẮT </b>

<b>ABSTRACT </b>

<b>Organiza-DANH SÁCH CÁC HÌNH </b>

<b>DANH SÁCH CÁC BẢNG </b>

<b>MỞ ĐẦU </b>

<b>Chương 1 TỔNG QUAN </b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về