ảnh hưởng của thức ăn đến tăng trưởng, tỷ lệ sống và hệ số thành thục của cầu gai đen (diadema setosum)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN





PHẠM MINH TRÍ





ẢNH HƢỞNG CỦA THỨC ĂN ĐẾN TĂNG TRƢỞNG,
TỶ LỆ SỐNG VÀ HỆ SỐ THÀNH THỤC CỦA
CẦU GAI ĐEN (Diadema setosum)






LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC BIỂN

2013
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN





PHẠM MINH TRÍ




ẢNH HƢỞNG CỦA THỨC ĂN ĐẾN TĂNG TRƢỞNG,
TỶ LỆ SỐNG VÀ HỆ SỐ THÀNH THỤC CỦA
CẦU GAI ĐEN (Diadema setosum)




LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC BIỂN





CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
PGs.Ts. NGÔ THỊ THU THẢO

2013

i
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập tại trƣờng, với những điều kiện học tập, nghiên cứu thuận
lợi đã giúp em hoàn thành tốt chƣơng trình học của mình. Em xin chân thành cảm
ơn Ban chủ nhiệm Khoa Thủy sản, Trƣờng Đại Học Cần Thơ. Cảm ơn các thầy cô
đã hƣớng dẫn và truyền đạt nhiều kiến thức quý báu làm hành trang và là nền tảng
vững chắc cho em trong tƣơng lai.
Em xin chân thành cảm ơn cô PGs.Ts. Ngô Thị Thu Thảo đã tận tình hƣớng dẫn,
chỉ bảo giúp em hoàn thành bài luận văn này. Xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các
bạn lớp Sinh Học Biển K36 và các bạn trong trại Động Vật Thân Mềm, Khoa
Thủy Sản, Đại Học Cần Thơ đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên cho em vƣợt qua khó
khăn trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này.
Tuy vậy, do kiến thức còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót, em
rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của Quý thầy cô và các bạn để luận văn
hoàn thiện hơn.
Chân thành cảm ơn !

ii
TÓM TẮT
Thí nghiệm này đƣợc tiến hành nhằm nghiên cứu ảnh hƣởng của thức ăn đến tăng
trƣởng, tỷ lệ sống và hệ số thành thục của Cầu gai đen (Diadema setosum). Thời
gian thí nghiệm kéo dài 40 ngày, mật độ thả nuôi Cầu gai 4 con/bể, gồm có 3
nghiệm thức với 3 lần lặp lại, nghiệm thức 1: Rong bẹ (Laminaria sp.) và thức ăn
công nghiệp, nghiệm thức 2: Rong câu (Gracilaria sp.) và thức ăn công nghiệp,
nghiệm thức 3: Rong bẹ (Laminaria sp.), Rong câu (Gracilaria sp.) và thức ăn
công nghiệp. Kết quả, tỷ lệ sống đạt cao nhất ở nghiệm thức 2 (83,3±14,4%),
nghiệm thức 1 và 3 đạt 75%, tuy nhiên không có sự khác biệt thống kê (P>0,05).
Tăng trọng của cầu gai giảm ở tất cả các nghiệm thức, nghiệm thức 1 khối lƣợng
trung bình giảm ít nhất (1,7 ± 2,4g), nghiệm thức 3 giảm nhiều nhất (3,4 ± 1,7g)
và nghiệm thức 2 (2,0 ± 3,3g). Tăng trƣởng Cầu gai giảm nhƣng không khác biệt
có ý nghĩa thống kê (P>0,05). Hệ số thành thục của Cầu gai đạt cao nhất ở nghiệm
thức 1 (3,9 ± 2,3%) và tỷ lệ các giai đoạn thành thục cho kết quả tốt nhất: giai
đoạn 1 chiếm 66,6%, giai đoạn 2 chiếm 16,6% và giai đoạn 3 chiếm 16,6%.
Nghiệm thức 2, hệ số thành thục thấp nhất (3,2 ± 2,1%) và tỷ lệ thành thục ở giai
đoạn 1 chiếm 83,3% và giai đoạn 2 chiếm 16,6%. Nghiệm thức 3, hệ số thành thục
đạt (3,4 ± 1,2 %) và 100% Cầu gai có tuyến sinh dục chỉ ở giai đoạn 1. Hệ số
thành thục của Cầu gai không có sự khác biệt thống kê (P>0,05) giữa các nghiệm
thức. Kết quả thí nghiệm cho thấy Rong bẹ và Rong câu là loại thức ăn phù hợp
hơn cho Cầu gai khi nuôi trong bể.

iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN i
TÓM TẮT ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC HÌNH & BẢNG v
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU 1
1.1. Giới thiệu 1
1.2. Mục tiêu đề tài 2
1.3. Nội dung đề tài 2
1.4. Thời gian và địa điểm thực hiện 2
CHƢƠNG II: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1. Giới thiệu chung 3
2.2. Vị trí phân loại 3
2.3. Đặc điểm sinh học sinh trƣởng 4
2.3.1. Đặc điểm hình thái cấu tạo 4
2.3.2. Đặc điểm phân bố 6
2.3.3. Đặc điểm dinh dƣỡng 7
2.3.4. Đặc điểm sinh sản 8
2.4 Một số nghiên cứu sử dụng thức ăn nuôi Cầu gai…….……… …………9
2.5 Sơ lƣợc đặc điểm sinh học của Rong bẹ (Laminaria sp.) và Rong
câu (Gracilaria sp.) ……………………… …………………………….11
CHƢƠNG III: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

3.1. Vật liệu nghiên cứu 14
3.1.1. Dụng cụ thí nghiệm và hóa chất 14
3.1.2. Nguồn nƣớc 14
3.1.3. Nguồn giống Cầu gai 14
3.1.4. Thức ăn cho Cầu gai 14
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 15
3.3. Phƣơng pháp phân tích số liệu 18

iv
CHƢƠNH IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19
4.1 Các yếu tố môi trƣờng 19
4.2 Lƣợng thức ăn tiêu thụ của Cầu gai 21
4.3 Tỷ lệ sống và sinh trƣởng của Cầu gai 22
4.3.1 Tỷ lệ sống 21
4.3.2 Tăng trƣởng của Cầu gai 23
4.4 Hệ số thành thục 23
CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 26
5.1 Kết luận 26
5.2 Đề xuất 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO 27
PHỤ LỤC 31

v
DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG
Hình 2.1: Diadema setosum Leske, 1778 5 5
Hình 2.2: Cấu tạo Cầu gai 5
Bảng 3.1: Thành phần Rong câu, Rong bẹ và thức ăn công nghiệp 16
Bảng 3.2: Khối lƣợng trung bình cầu gai (g) bố trí thí nghiệm 15
Hình 3.1: Hệ thống bể nuôi thí nghiệm 16
Bảng 3.3: Chu kỳ và phƣơng pháp theo dõi các yếu tố môi trƣờng 17
Hình 4.1: Biến động nhiệt độ (
o
C) trong các ngày nuôi 19
Bảng 4.1: Biến động pH trong các ngày nuôi 20
Bảng 4.2: Biến động hàm lƣợng TAN (mg/L) 20
Bảng 4.3: Biến động hàm lƣợng NO2- (mg/L) 21
Bảng 4.4: Lƣợng thức ăn tiêu thụ (g Thức ăn/g Cầu gai/ngày) 22
Bảng 4.5: Tỷ lệ sống (%) của Cầu gai trong quá trình thí nghiệm 23
Bảng 4.6: Biến động khối lƣợng (g) của Cầu gai trong các nghiệm thức 23
Bảng 4.7: Khối lƣợng, đƣờng kính thân và hệ số thành thục (%) của Cầu gai 24
Hình 4.2: Tỷ lệ các giai đoạn thành thục của Cầu gai 24
Hình 4.3: Tuyến sinh dục Cầu gai đen 25

1
CHƢƠNG I
GIỚI THIỆU
1.1. Giới thiệu
Cầu gai (Diadema setosum) đƣợc khai thác và sử dụng chủ yếu làm thực
phẩm. Thành phần trong trứng của Cầu gai rất có giá trị về mặt dinh dƣỡng và giá
trị dƣợc học rất cao. Ngoài giá trị về mặt kinh tế, Cầu gai còn là đối tƣợng của rất
nhiều các công trình nghiên cứu về sinh học-sinh thái, địa lý, trầm tích đến sự di
truyền tiến hóa của loài và cả các nghiên cứu Y học, Dƣợc học giúp ích cho con
ngƣời. Trong trứng Cầu Gai còn có các sắc tố thuộc nhóm Fucoxanthin (nhƣ
Fucoxanthin và Amarouciaxanthin A), nhóm Carotenoid (Lutein, Beta-Carotene),
hợp chất loại Cannabinoid: Anandamide có tác dụng kích thích thần kinh. Từ
những năm 1800, Cầu gai đƣợc xem nhƣ là một sinh vật mô hình truyền thống
trong sinh học phát triển, các nhà nghiên cứu sử dụng Cầu gai tiến hành các thí
nghiệm liên quan đến sinh học, với mục đích những phát hiện trong mô hình này
có thể làm nền tảng để nghiên cứu trên các loài khác và con ngƣời. Cầu gai tím
(Arbacia punctulata) là đối tƣợng làm mô hình trong nghiên cứu độc tính trầm tích

hải dƣơng (Jäntschi và Bolboaca, 2008) và nghiên cứu tinh trùng (Lillie, 1915).
Hiện nay, các nhà khoa học đang dùng cầu gai làm đối tƣợng để nghiên cứu về các
bệnh nhƣ: ung thƣ, Alzheimer's, Parkinson và bệnh teo cơ (Muscular dystrophy).
Bên cạnh đó, Cầu gai trong tự nhiên còn đƣợc biết đến với vai trò nhƣ một sinh
vật chỉ thị, kiểm soát sinh học và có ảnh hƣởng lớn đến môi trƣờng sinh thái trong
tự nhiên.
Nghiên cứu về thay đổi khẩu phần ăn đã đƣợc nghiên cứu trên đối tƣợng Cầu
gai. Kết quả của việc thay đổi thành phần và hàm lƣợng thức ăn trong khẩu phần
ăn cũng đã cho thấy những ảnh hƣởng tích cực đến tốc độ tăng trƣởng, tỉ lệ sống,
sinh sản của Cầu gai (Meidel và Scheibling, 1998). Một số nghiên cứu thực
nghiệm cho thấy rằng các cá thể sống trong môi trƣờng với nguồn thức ăn phong
phú (ví dụ thảm tảo bẹ) có sự thành thục sinh dục sớm hơn với kích thƣớc nhỏ hơn
so với Cầu gai sống trong môi trƣờng với phổ thức ăn hẹp (Buchanan, 1966;
Sivertsen và Hopkins, 1995). Nhiều nghiên cứu thực tế và phòng thí nghiệm đã
chứng minh, chất lƣợng và số lƣợng thức ăn có tác động tích cực đến tốc độ tăng
trƣởng của ấu trùng Cầu gai (Raymond và Scheibling, 1987), và cũng ảnh hƣởng

2
đến sức sinh sản và tốc độ tăng trƣởng của Cầu gai trƣởng thành (Ebert, 1968;
Larson et al., 1980; Andrew, 1986). Ngoài ra, một số kết quả nghiên cứu đã chỉ ra
rằng một sự bổ sung của thêm các thành phần dinh dƣỡng có nguồn gốc từ nguồn
động vật (nguồn Protein) trong khẩu phần ăn có thể gia tăng tốc độ tăng trƣởng và
sự phát triển tuyến sinh dục (Levin và Naidenko, 1987; Lawrence et al., 1992;
Fernandez và Caltagirone, 1994).
Trong những năm gần đây, nguồn lợi Cầu gai ở vùng biển Việt Nam đang
đƣợc khai thác với nhiều mục đích khác nhau, dẫn đến số lƣợng Cầu gai suy giảm
nhanh chóng trong những năm tới. Với những lợi ích về kinh tế, y học do Cầu gai
mang lại và nguy cơ bị đe dọa vì khai thác quá mức thì cần tiến hành thêm nhiều
nghiên cứu về sinh học, sinh sản, dinh dƣỡng của Cầu gai. Nhằm đảm bảo nguồn
lợi Cầu gai trong tự nhiên đồng thời bổ sung dữ liệu làm cơ sở cho các nghiên cứu

khác về sau, cũng nhƣ cung cấp thêm thông tin cho các khu bảo tồn và phát triển
nghề nuôi Cầu gai trong tƣơng lai. Do đó, đề tài “Ảnh hưởng của việc thay đổi
khẩu phần ăn đến tỷ lệ sống và sự thành thục của Cầu gai đen (Diadema
setosum)” đƣợc thực hiện.
1.2. Mục tiêu đề tài
Đánh giá ảnh hƣởng của rong biển kết hợp với thức ăn công nghiệp đến sinh
trƣởng, tỉ lệ sống và hệ số thành thục trong quá trình nuôi dƣỡng Cầu gai đen
(Diadema setosum).
1.3. Nội dung đề tài
Nghiên cứu ảnh hƣởng của các loại thức ăn đến sinh trƣởng, tỷ lệ sống và hệ
số thành thục của Cầu gai đen (Diadema setosum).
1.4. Thời gian và địa điểm thực hiện
Từ tháng 06 đến 09/2013, đƣợc tiến hành tại trại Động Vật Thân Mềm, khoa
Thủy Sản, trƣờng Đại Học Cần Thơ.



3
CHƢƠNG II
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung
Cầu Gai (hay còn gọi là Nhum biển) với đặc điểm của vỏ bọc bên ngoài
giống nhƣ một con nhím nhỏ, bề mặt vỏ có rất nhiều các gai nhọn. Cầu gai có tên
tiếng Anh là Sea urchin, thuộc ngành động vật da gai (Echinodermata), lớp Cầu
Gai (Echinoidea). Theo Thái Trần Bái (2009), Cầu Gai có khoảng 800 loài
hiện còn sống và phân bố khắp các đại dƣơng và 2.500 loài đã tuyệt chủng. Một số
loài thực sự có giá trị kinh tế nhƣ: Hemicentrotus pulcherrimus, Authoeidaris
erassispina Hằng năm, nhu cầu về Cầu gai trên thị trƣờng thế giới là tƣơng đối
lớn, Cầu gai đƣợc xuất khẩu chủ yếu sang Nhật Bản, Pháp, Mỹ, Ôxtrâylia Ở
vùng biển Việt Nam, thƣờng gặp Cầu Gai ở bờ đáy đá, các vùng san hô. Hiện đã

biết hơn 70 loài thuộc các chi Salmacis, Temnopleurus, Diadema, Clypeaster.
Một số loài có giá trị kinh tế cao nhƣ: Strongylocentrotus sp. (Cầu Gai xanh),
S. nudues (Cầu Gai đỏ), Tripneustes gratilla (Cầu Gai sọ dừa), Diadema setosum
(Cầu gai đen), Heterocentrotus mammillatus (Cầu gai bút chì hay Nhum Đá). Hiện
nay, nhiều nƣớc trên thế giới có thể chủ động kiểm soát đƣợc các giai đoạn nuôi
Cầu gai, điển hình nhƣ: Nhật Bản, Pháp, Mỹ, Ôxtrâylia đã tiến hành nuôi với
quy mô lớn và đạt đƣợc hiệu quả kinh tế cao. Một số vùng ở Trung Quốc nhƣ:
Liêu Ninh, Hải Nam, Quảng Đông bắt đầu phát triển việc nuôi Cầu gai.
2.2. Vị trí phân loại
Ngành : Echinodermata
Lớp : Echinoidea
Bộ : Diadematoida
Họ : Diadematidae
Giống : Diadema
Loài : Diadema setosum (Leske, 1778)

4

Hình 2.1: Diadema setosum (Leske, 1778)
2.3. Đặc điểm sinh học sinh trƣởng của Cầu gai
2.3.1 Hình thái cấu tạo
Là một lớp thuộc ngành Da gai, Cầu gai mang các đặc điểm điển hình của
ngành. Theo Thái Trần Bái (2010), cơ thể Cầu gai trƣởng thành hình cầu, hình đĩa
hay hình trứng, bề mặt cơ thể toả ra rất nhiều gai nhỏ ra xung quanh, có tính chất
đối xứng toả tròn bậc 5, tính chất đối xứng toả tròn của động vật da gai trƣởng
thành thể hiện ở cấu tạo ngoài và sự sắp xếp của các nội quan. Định hƣớng cơ thể
theo kiểu cực miệng và cực đối miệng nằm trên một trục đối xứng, cực tiếp xúc
với giá thể đƣợc gọi là cực miệng, phía đối diện đƣợc gọi là cực đối miệng. Có 2
loại gai là gai thƣờng (gai di chuyển) làm nhiệm vụ vận chuyển và gai kìm (cặp)
để làm chức phận tự vệ. Gai kìm rất linh hoạt, có chứa chất độc, là cơ quan thu dọn

rác bám vào thân động vật cầu gai và để bảo vệ cơ thể rất hiệu quả.


5
Thành cơ thể gồm 3 lớp:
Lớp tế bào biểu mô ngoài cấu tạo một tầng, có tiêm mao vận động để tạo nên
dòng nƣớc đƣa thức ăn và ôxy cung cấp cho cơ thể và thải chất cặn bã ra ngoài.
Trong lớp biểu mô này còn có các tế bào tuyến tiết chất nhầy, chất dính, chất độc
hay chất phát sáng.
Lớp mô liên kết tạo thành 3 tầng khác nhau là tầng cơ trong cùng, tầng mô liên
kết ở giữa và tầng biểu mô có bộ xƣơng giáp với biểu mô ngoài.
Lớp biểu mô thành thể xoang gồm các tế bào biểu mô có tiêm mao.
Xoang cơ thể (thể xoang) rất phát triển. Dịch thể xoang bao quanh nội quan, có
thành phần rất giống với nƣớc biển. Ngoài ra, trong dịch thể xoang có nhiều Protein,
tế bào thực bào và các tế bào sắc tố. Chức năng của thể xoang là vận chuyển chất
dinh dƣỡng và thải các chất cặn bã. Mặt khác, thể xoang có sự phân hoá về cấu tạo,
đảm nhận các chức năng khác nhau, gồm hệ thống ống dẫn nƣớc - hệ chân ống, hệ
tuần hoàn (hệ xoang máu giả) và phức hệ cơ quan trụ .
Phức hệ cơ quan trụ là cơ quan đặc trƣng ở động vật da gai, ở các Cầu gai
phức hệ cơ quan trụ rất phát triển, cấu tạo gồm có các bộ phận là các ống dẫn nƣớc
hình trụ chạy dọc có cấu tạo xốp, có khả năng tạo ra các tế bào amip, tham gia bài
tiết và các tấm sàng có khả năng lọc nƣớc.
Hệ chân ống rất phát triển, xoang cơ thể lớn chứa đầy dịch. Hệ thống ống dẫn
nƣớc là một cấu tạo đặc trƣng có nguồn gốc từ túi thể xoang của ấu trùng. Hệ
thống ống dẫn này lấy nƣớc từ môi trƣờng ngoài thông qua tấm sàng là cơ quan
lọc nƣớc nằm ở cực đối miệng. Hệ thống ống dẫn nƣớc gồm có ống dẫn nƣớc vòng
quanh hầu, từ đó toả ra các ống dẫn nƣớc phóng xạ. Số lƣợng chân ống có thể tới
2.000 cái, chúng hoạt động phối hợp với nhau khi di chuyển nhờ điều chỉnh áp lực
trong hệ ống dẫn nƣớc.
Hệ tuần hoàn và hệ xoang máu giả là đặc điểm rất đặc trƣng của động vật da

gai. Điển hình có vòng tuần hoàn quanh miệng, có năm ống tuần hoàn phóng xạ.
Ngoài ra có vòng tuần hoàn đối miệng và các ống tuần hoàn đi vào tuyến sinh dục.
Vòng quanh miệng và vòng đối miệng nối với nhau bằng phức hệ cơ quan trụ. Ở
động vật da gai không có mạch máu mà chỉ khe xoang, do vậy hoạt động tuần

6
hoàn thực sự không có. Hệ xoang máu giả là một bộ phận của thể xoang, bao gồm
vòng máu giả quanh miệng, các ống máu giả đi vào các vùng phóng xạ. Chức năng
của hệ máu giả là nuôi dƣỡng hệ thần kinh.
Hệ thần kinh cấu tạo theo kiểu ba mạng thần kinh, cấu tạo đối xứng toả tròn.
Bộ phận chủ yếu là mạng thần kinh miệng hay là hệ thần kinh ngoài nằm ở mặt
miệng. Gồm có vòng thần kinh trung tâm bao quanh hầu, thực quản và các dây thần
kinh phóng xạ nằm ở lớp biểu mô. Từ các dây phóng xạ có hai dây thần kinh đi tới
nội quan, chức năng chủ yếu là thụ cảm. Mạng thần kinh dƣới da nằm phía dƣới
mạng thần kinh miệng kém phát triển, điều khiển sự vận động của nội quan. Mạng
thần kinh đối miệng hay mạng thần kinh trong có mối liên hệ với biểu mô thể
xoang.
Cơ quan cảm giác nhìn chung kém phát triển. Cơ quan thị giác và thăng bằng
chuyên hoá ở dạng đơn giản. Bên cạnh đó có các tế bào cảm giác nhƣ xúc giác,
khứu giác và vị giác nằm rải rác ở chân ống, tua miệng.
Cơ quan hô hấp chuyên hoá là 5 đôi mang phân nhánh nằm quanh miệng,
thực chất là biến đổi của các phần xoang cơ thể.
Hệ tiêu hoá không có đối xứng toả tròn, ống tiêu hoá dài, uốn khúc, đƣợc
dính vào thành cơ thể nhờ các màng treo ruột.
Hệ sinh dục cấu tạo đơn giản, tuyến sinh dục phân tính dạng vòng, bao quanh
ruột sau (con non), con trƣởng thành thì hình túi.
Động vật da gai không có cơ quan bài tiết. Sự bài tiết chủ yếu do các tế bào
amip trong xoang cơ thể đảm nhận.
Gai có cấu trúc bằng Canxi, rỗng và chứa đầy độc tố và các cơ quan bên ngoài
của Cầu gai khi bị mất đều có thể mọc lại.

2.3.2. Đặc điểm phân bố
Cầu gai có mặt ở hầu hết các vùng biển trên thế giới nhƣ: Biển Địa Trung
Hải, vùng biển Bắc và Nam Đại Tây Dƣơng, vùng Ven Thái Bình Dƣơng…. Đa số
Cầu gai sống ở nơi đáy biển ấm, chỗ có đáy đá, dƣới các rạn san hô và khu vực có
hệ thảm cỏ biển, rong biển phát triển nhƣ: Laminaria sp., Hypnea sp., Gracilaria

7
sp. và chúng thƣờng phân bố theo chiều thẳng đứng từ vùng giữa triều đến vùng
biển khơi. Cầu gai thƣờng phân bố ở vùng biển có độ mặn tƣơng đối cao khoảng
28‰, nhiệt độ bảo đảm 12°C trở lên, dòng thủy triều lƣu thông và điều kiện tránh
gió tốt, nƣớc biển trong, môi trƣờng sạch. Cầu gai đen Diadema setosum là một
loài phân bố rộng, phạm vi phân bố trải dài trên toàn bộ vùng biển thuộc khu vực
Ấn Độ Đƣơng đến Thái Bình Dƣơng, Vịnh Suez, Vịnh Aquapa, theo chiều dọc từ
phía Bắc đến Nam Biển Đỏ và phía đông đến bờ biển Úc (James và Pearse 1971,
Lessios et al., 2001). Một số còn có thể đƣợc tìm thấy về phía bắc Nhật Bản và
khu vực phía nam của bờ biển đông châu Phi (Yokes et al., 2006). Giống nhƣ các
loài Cầu gai khác, Diadema setosum và một số loài thuộc Họ Diadema thƣờng
phân bố ở các rạn san hô và nơi hệ thực vật biển phát triển nhƣ thảm cỏ biển, cung
cấp môi trƣờng sống thuận lợi và nguồn thức ăn dồi dào. Ở Việt Nam, Cầu Gai
phân bố rộng khắp các vùng ven biển nhƣ: Ninh Thuận, Bình Thuận, vùng biển
Nha Trang - Khánh Hòa, Phú Quốc, Hà Tiên - Kiên Giang, vùng biển Côn Đảo.
2.3.3. Đặc điểm dinh dưỡng
Cầu gai là động vật sống đáy di chuyển bằng cách bò trên nền đáy thủy vực,
san hô, ăn chất mùn bã hữu cơ và các sinh vật nhỏ khác. Thức ăn của Cầu gai khác
nhau chủ yếu là rong tảo, các loài phổ biến trong các rạn san hô (Coppard et al.,
2006). Tập tính dinh dƣỡng của Cầu gai còn phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng
sống, đôi khi chúng ăn luôn cả các động vật không xƣơng sống khác nhƣ: Hải
sâm, Nghêu, Sò, Giun nhiều tơ, Bọt biển…. Cầu gai Strongylocentrotus
droebachiensis có thức ăn ƣa thích là rong bẹ Laminaria sp., nhƣng thƣờng trong
thành phần thức ăn bao gồm cả các loài tảo và rong biển khác và cả các thức ăn có

nguồn gốc động vật (Himmelman và Steele, 1971). Thành phần trong thức ăn của
Cầu gai còn thay đổi theo từng giai đoạn phát triển. Giai đoạn ấu trùng thức ăn chủ
yếu là các loài tảo đơn bào nổi nhƣ: Isochrysis galbana, Chaetoceros sp. tiếp theo
giai đoạn sống đáy ăn tảo đáy nhƣ Navicula sp., Nitszchia sp. Đến giai đoạn
trƣởng thành thức ăn chủ yếu của Cầu gai là rong biển, cỏ biển nhƣ: Sargassum
sp., Laminaria sp., Gracilaria sp.… Một số nghiên cứu cho thấy Rong biển là thức
ăn ƣa thích và có tác động tích cực đến sự tăng trƣởng, thành thục và sinh sản của
Cầu gai cả giai đoạn ấu trùng và Cầu gai trƣởng thành. Rong bẹ Laminarian có tác
động tích cực lên tăng trƣởng và sinh sản Cầu gai khi đƣợc sử dụng nhƣ nguồn
thức ăn duy nhất (Vadas 1977; Keats et al., 1983). Theo Shimabukuro (1987), chỉ

8
số về tốc độ tăng trƣởng và thành thục sinh sản của Cầu gai tăng khi chuyển từ ăn
tảo sang ăn rong biển trong cùng điều kiện nuôi.
2.3.4. Đặc điểm sinh sản
Cầu gai là loài phân tính và thụ tinh ngoài, tuy nhiên việc phân biệt giới tính
rất khó do đặc điểm hình thái bên ngoài giữa con đực và cái của Cầu gai rất giống
nhau và không có sự khác biệt. Cấu trúc tuyến sinh dục đơn giản, phân tính rõ
ràng và có cấu trúc dạng vòng bao quanh ruột non ở con non, còn Cầu gai trƣởng
thành dạng túi. Quá trình thụ tinh diễn ra bên ngoài môi trƣờng, trứng và tinh
trùng đƣợc giải phóng vào môi trƣờng nƣớc thông qua lỗ sinh dục. Tinh trùng và
trứng khi đƣợc phóng ra môi trƣờng nƣớc có dạng nhƣ vệt khói, lan tỏa theo dòng
nƣớc, quá trình thụ tinh diễn ra khi trứng kết hợp đƣợc với tinh trùng và hình
thành hợp tử. Hợp tử phát triển ngoài qua giai đoạn ấu trùng Echinopluteus đặc
trƣng của Lớp Cầu gai. Ấu trùng Echinopluteus trải qua nhiều giai đoạn biến thái
hình thành Cầu gai trƣởng thành. Theo nghiên cứu của Kawamura và Taki (1965)
và Kawamura (1973), loài Cầu gai Strongylocentrotus intermedius sẽ tham gia
sinh sản lần đầu khi đƣờng kính cơ thể đạt khoảng 15 - 20 mm hoặc 2 năm tuổi
trong vùng nƣớc nông, 30 - 35 mm hoặc 3 năm tuổi ở vùng nƣớc sâu với loài
Strongylocentrotus nudus. Cầu gai đen Diadema setosum thành thục với khối

lƣợng trung bình 35 – 80g (Alsaffar et al., 2000) và kich thƣớc trung bình 40mm
(Coppard et al., 2006). Theo Fuji (1960), nghiên cứu về phát triển tuyến sinh dục
trên hai loài Cầu gai Strongylocentrotus nudus và Strongylocentrotus intermedius
cho kết quả: sự thành thục của tuyến sinh dục chia thành 5 pha:
Pha 0 (Pha trung tính): tuyến sinh dục là lớp màng rất mỏng. Trong giai đoạn
này chƣa cho thấy có sự khác biệt về giới tính.
Pha I (Pha phát triển và phục hồi): quá trình phát triển buồng trứng và phục
hồi khả năng sinh sản đối với Cầu gai sau khi tham gia sinh sản.
Pha II (Pha sinh trƣởng): tuyến sinh dục thƣờng có màu nâu đỏ, ở giai đoạn
này vẫn chƣa thấy đƣợc khác biệt giữa buồng trứng và buồng tinh.
Pha III (Pha tiền thành thục): gia tăng đáng kể về kích thƣớc và trọng lƣợng
tuyến sinh dục của cả con đực và con cái so với pha II. Có sự khác biệt về hình
thái và màu sắc giữa con đực và con cái: Buồng trứng con cái Strongylocentrotus

9
nudus có màu vàng nâu và loài S. intermedius màu nâu đỏ. Buồng tinh của con
đực ở cả hai loài đều có màu trắng hay trắng kem.
Pha IV (Pha thành thục): tốc độ tăng trƣởng và chỉ số tuyến sinh dục của cả
con đực và cái đạt mức cao nhất, khối lƣợng và kích thƣớc tuyến sinh dục đạt tối
đa. Tuyến sinh dục hoàn thiện về hình thái, màu sắc, đây cũng là đặc điểm để phân
biệt giới tính.
Pha V (Pha sinh sản): tuyến sinh dục lúc này chỉ còn là một lớp màng mỏng
và có màu nâu trắng ở cà con đực và cái. Không có sự khác biệt đáng kể về hình
thái giữa buồng trứng và buồng tinh.
Theo Phạm Thị Dự (2001) và Shimabukuro (1991) mùa vụ sinh sản của Cầu
gai bắt đầu từ tháng 7 và kết thúc vào tháng 1 năm sau. Một số kết quả nghiên cứu
khác cho rằng Cầu gai sinh sản quanh năm và tập tính sinh sản phụ thuộc vào vị trí
phân bố của quẩn thể, loài Cầu gai Diadema setosum phụ thuộc vào nhiệt độ trong
mùa sinh sản, nhiệt độ cao hơn 25°C là điều kiện tốt cho sự sinh sản (Pearse và
John, 1974). Theo Alsaffar et al. (2000), Cầu gai Diadema setosum có sức sinh

sản cao nhất trong những tháng mùa hè khi nhiệt độ nƣớc biển cao nhất là giữa 24
- 28°C. Ở Philippines quần thể Cầu gai Diadema setosum không có thời điểm sinh
sản cụ thể, mùa vụ sinh sản diễn ra quanh năm (Tuason và Gomez, 1979).
2.4 Một số nghiên cứu sử dụng thức ăn nuôi Cầu gai
Cầu gai đƣợc biết đến với nhiều lợi ích về kinh tế, Y học, Dƣợc học, là mô
hình sống lí tƣởng cho các nghiên cứu về các quá trình sống, sự phát triển tiến hóa
sinh vật. Hiện nay, nhiều nƣớc trên thế giới đã và đang tiến hành nhiều đề tài
nghiên cứu với Cầu gai là đối tƣợng chính trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Meidel
và Scheibling (1999), nghiên cứu ảnh hƣởng của các loại thức ăn và khẩu phần ăn
đến sự thành thục sinh sản và tăng trƣởng của cầu gai Strongylocentrotus
droebachiensis, kết quả cho thấy chỉ số tuyến sinh dục (GI) có sự khác biệt giữa
các nghiệm thức, cao nhất ở nghiệm thức 1 (NT1): Rong bẹ 6 ngày/tuần và thịt
Vẹm tƣơi 1 ngày/tuần và thấp nhất ở nghiệm thức 3 (NT3): Rong bẹ 1 ngày/tuần.
Đƣờng kính tăng trƣởng của Cầu gai lớn nhất ở NT1 và nhỏ nhất ở NT3, ở NT2:
cho ăn Rong bẹ 7 ngày/tuần và NT4: không cho ăn (có giá thể trong bể nuôi -
encrusting coralline algae) có sự tăng trƣởng nhẹ về kích thƣớc. Tỷ lệ sống đạt 95
– 100% ở tất cả các nghiệm thức, nhƣng thấp hơn ở NT4. Seymour et al. (2013),

10
nghiên cứu đánh giá loại thức ăn ƣa thích, khả năng tiêu thụ thức ăn và quá trình
phát triển tuyến sinh dục ở Cầu gai Tripneustes gratilla thực hiện trên 4 loài rong:
là Sargassum flavicans và Cystoseira trinodis (Rong nâu), Hypnea pannosa, và
Laurencia intricata (Rong đỏ) và khẩu phần kết hợp giữa các loài cho kết quả trái
ngƣợc nhau. Rong nâu và khẩu phần kết hợp cho kết quả cao nhất về sinh trƣởng
và sự gia tăng tuyến sinh dục. Hai loài Rong đỏ khi cho ăn riêng thì chỉ tiêu sinh
trƣởng của cầu gai rất kém nhƣng khi cho ăn kết hợp với rong nâu thì cải thiện
đáng kể về sinh trƣởng, đƣờng kính cơ thể và sự gia tăng tuyến sinh dục. Kalam
Azad et al. (2011), nghiên cứu ảnh hƣởng khẩu phần ăn và nhiệt độ đến độ tiêu
hóa, khả năng hấp thu, đồng hóa, khối lƣợng và chất lƣợng tuyến sinh dục của loài
Cầu gai tím (Strongylocentrotus purpuratus). Thí nghiệm bố trí với ba nghiệm

thức cho ăn bằng ba loài Rong: Macrocystis integrifolia, Nereocystis luetkeana và
Saccharina latissima và một nghiệm thức cho ăn bằng thức ăn chế biến, kết hợp
với ba mức nhiệt độ khác nhau: 8,0 ± 0,4, 12,3 ± 0,3 và 16,2 ± 0,4°C. Kết quả, tỷ
lệ tiêu hóa, khả năng hấp thụ và hiệu quả đồng hóa bị ảnh hƣởng đáng kể bởi cả
nhiệt độ và khẩu phần ăn, ở nghiệm thức cho ăn bằng thức ăn chế biến và mức
nhiệt độ 16,2 ± 0,4 °C cho kết quả tốt hơn so với các nghiệm thức cho ăn bằng
Rong bẹ và mức nhiệt độ thấp. Khối lƣợng tuyến sinh dục và chỉ số tuyến sinh dục
lớn hơn đáng kể ở nghiệm thức cho ăn bằng thức ăn chế biến so với nghiệm thức
đƣợc cho ăn bằng ba loài Rong bẹ và ít sự khác biệt giữa các nghiệm thức cho ăn
bằng Rong bẹ. Theo Christopher et al. (2004), nghiên cứu ảnh hƣởng khẩu phần
ăn, kích cỡ Cầu gai đến khối lƣợng và chất lƣợng tuyến sinh dục của Cầu gai xanh
(Strongylocentrotus droebachiensis), thời gian thí nghiệm 6 tuần với các nghiệm
thức cho ăn bằng thức ăn chế biến và Rong bẹ (Laminaria longicruris hoặc
Laminaria digitata) ở các nhóm kích cỡ: 30,0 – 39,9, 40,0 – 49,9, 50,0 – 59,9 và
60,0 – 73,0 mm. Kết quả cho thấy, khối lƣợng tuyến sinh dục ở nghiệm thức cho
ăn bằng thức ăn chế biến cao hơn đáng kể so với nghiệm thức cho ăn bằng Rong
bẹ và ở nhóm kích cỡ 40,0–49,9mm khối lƣợng tuyến sinh dục cao nhất, kế đến là
nhóm có kích cỡ 50,0–59,9 và 30,0–39,9mm. Chất lƣợng tuyến sinh dục về màu
sắc, mùi vị ở nghiệm thức cho ăn bằng Rong bẹ và nhóm Cầu gai kích thƣớc lớn
cho kết quả tốt hơn nghiệm thức cho ăn bằng thức ăn chế biến và nhóm có kích cỡ
nhỏ. Nghiệm thức cho ăn bằng thức ăn chế biến, tuyến sinh dục mềm hơn và chứa
nhiều nƣớc hơn so với khi cho ăn bằng Rong bẹ. Một số kết quả nghiên cứu thực
nghiệm của Buchanan (1966), Sivertsen và Hopkins (1995) cho thấy Cầu gai sống
trong môi trƣờng có thành phần thức ăn phong phú thì sớm thành thục sinh dục
hơn, kích thƣớc nhỏ hơn so với Cầu gai sống trong môi trƣờng nghèo thức ăn.