Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo cồn cỏ tỉnh quảng trị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRẦN VĂN HƢỚNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ
VÀ NGUỒN LỢI HẢI MIÊN Ở VÙNG BIỂN VEN ĐẢO TẠI
ĐẢO CỒN CỎ TỈNH QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2015
iii


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

TRẦN VĂN HƢỚNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ
VÀ NGUỒN LỢI HẢI MIÊN Ở VÙNG BIỂN VEN ĐẢO TẠI
ĐẢO CỒN CỎ TỈNH QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành đào tạo:

Nuôi trồng thủy sản

Mã ngành:

60.62.03.01

Quyết định giao đề tài:

1000/QĐ-ĐHNT ngày 07/10/2014

Quyết định thành lập HĐ:
Ngày bảo vệ:
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1: TS. NGUYỄN KHẮC BÁT
2: TS. NGUYỄN TẤN SỸ
Chủ tịch Hội đồng:
Khoa sau đại học

KHÁNH HÒA - 2015
iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan mọi kết quả của luận văn: “Nghiên cứu thành phần loài, đặc
điểm phân bố và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo Cồn Cỏ tỉnh
Quảng Trị” là công trình nghiên cứu của cá nhân và chƣa từng đƣợc công bố trong bất
cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này.
Hải Phòng, ngày 20 tháng 10 năm 2015
Tác giả

Trần Văn Hƣớng

iii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện luận văn, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ của quý
phòng ban trƣờng Đại học Nha Trang, Phòng Nghiên cứu Bảo tồn biển, Viện Nghiên
cứu Hải sản, UBND huyện Cồn Cỏ (Quảng Trị), Đồn biên phòng Cửa khẩu cảng Cồn
Cỏ đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi đƣợc hoàn thành luận văn. Đặc biệt là sự hƣớng
dẫn tận tình của TS. Nguyễn Khắc Bát và TS. Nguyễn Tấn Sỹ đã giúp đỡ tôi hoàn
thành tốt luận văn. Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ này.
Xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài Độc lập cấp nhà nƣớc: “Khảo sát
hiện trạng nguồn lợi hải miên (Porifera) trong hệ sinh thái ven đảo và đánh giá khả
năng cung cấp nguồn nguyên liệu cho y dƣợc” và Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Hải
sản đã cho phép tôi sử dụng mẫu vật, số liệu để thực hiện nghiên cứu này.
Xin chân thành cảm ơn cán bộ trong đoàn công tác là Ths. Đinh Thanh Đạt,
Ths. Nguyễn Văn Hiếu, KS. Nguyễn Hữu Thiện, KS. Nguyễn Văn Thành đã giúp đỡ
và cùng tôi khảo sát thu thập số liệu và phân tích mẫu hải miên.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã
giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, ngày 20 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Trần Văn Hƣớng

iv


MỤC LỤC
Lời cam đoan .............................................................................................................. iii
Lời cảm ơn ................................................................................................................. iv

Mục lục ....................................................................................................................... v
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt ........................................................................... viii
Danh mục bảng ........................................................................................................... ix
Danh mục hình ............................................................................................................ x
Trích yếu luận văn ..................................................................................................... xii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................... 3
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................................... 3
1.1.1. Đặc điểm phân loại ....................................................................................... 3
1.1.2. Nghiên cứu về phân bố sinh thái ................................................................... 4
1.1.3. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học ................................................................. 5
1.1.3.1. Đặc điểm hình thái ngoài và cấu tạo trong của hải miên ....................... 5
1.1.3.2. Đặc điểm sinh trƣởng ........................................................................... 7
1.1.3.3. Đặc điểm dinh dƣỡng ........................................................................... 7
1.1.3.4. Đặc điểm sinh sản ................................................................................ 8
1.1.3.5. Vòng đời .............................................................................................. 8
1.1.4. Vai trò của Hải miên trong Hệ sinh thái ........................................................ 8
1.1.4.1. Tác động của Hải miên tới nền đáy....................................................... 8
1.1.4.2. Vai trò của hải miên đối với y dƣợc ...................................................... 9
1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam .................................................................... 13
1.3. Một số đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng biển Cồn Cỏ, Quảng Trị ................... 14
1.3.1. Vị trí địa lý ................................................................................................. 14
v


1.3.2. Địa hình, địa mạo........................................................................................ 15
1.3.3. Khí tƣợng thủy văn ..................................................................................... 17
1.3.4. Một số đặc điểm và kết quả nghiên cứu đa dạng sinh học và nguồn lợi sinh
vật biển Cồn Cỏ .................................................................................................... 19
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 21

2.1. Thời gian và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 21
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu, phân tích đánh giá ........................................................ 21
2.3. Nguồn số liệu sử dụng ...................................................................................... 23
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................. 24
2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu, mẫu vật ........................................................ 24
2.4.2. Phƣơng pháp phân tích mẫu và xử lý số liệu ............................................... 26
2.4.2.1. Phân tích và xử lý số liệu.................................................................... 26
2.4.2.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................. 28
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................... 30
3.1. Hiện trạng đa dạng thành phần loài .................................................................. 30
3.1.1. Đa dạng thành phần loài ............................................................................. 30
3.1.2. Đặc điểm phân loại ..................................................................................... 33
3.1.2.1. Hình thái ngoài của một số nhóm loài hải miên thƣờng gặp ................ 33
3.1.2.2. Đăc điểm gai xƣơng và vi xƣơng của một số nhóm loài hải miên
thƣờng gặp ...................................................................................................... 34
3.1.3. Một số loài hải miên điển hình .................................................................... 48
3.1.4. Chỉ số tƣơng đồng ...................................................................................... 48
3.2. Đặc điểm phân bố............................................................................................. 49
3.2.1. Phân bố Hải miên theo nền đáy................................................................... 49
3.2.2. Phân bố Hải miên theo độ sâu ..................................................................... 51
vi


3.2.3. Quan hệ giữa điều kiện môi trƣờng với đặc điểm phân bố........................... 52
3.2.4. Mối quan hệ phân bố giữa Hải miên với các hợp phần đáy khác nhau ........ 54
3.2.4.1. Chỉ số tƣơng đồng Bray - Curtis ......................................................... 54
3.2.4.2. Một số đặc điểm đặc trƣng của hải miên ............................................. 56
3.3. Hiện trạng nguồn lợi......................................................................................... 58
3.3.1. Mật độ, sinh khối ........................................................................................ 58
3.3.1.1. Theo đới rạn ....................................................................................... 58

3.3.1.2. Theo dải độ sâu .................................................................................. 59
3.3.2. Trữ lƣợng tức thời ...................................................................................... 60
3.4. Đề xuất các giải pháp quản lý bảo tồn nguồn lợi hải miên ................................ 60
3.4.1. Giải pháp cơ chế chính sách và hành chính ................................................. 61
3.4.2. Giải pháp tuyên truyền, giáo dục cộng đồng ............................................... 61
3.4.3. Giải pháp đào tạo và hợp tác quốc tế........................................................... 62
Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................... 63
4.1. Kết luận............................................................................................................ 63
4.2. Khuyến nghị ..................................................................................................... 64
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 65
A. Tài liệu tiếng Việt............................................................................................... 65
B. Tài liệu tiếng nƣớc ngoài .................................................................................... 65
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 69

vii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ĐDSH

:

Đa dạng sinh học

ĐVPD

:

Động vật phù du

FAO

:

Tổ chức Nông nghiệp và Lƣơng thực Liên hợp
quốc (Food and Agriculture Organization of the
United Nations)

GPS

:

Hệ thống định vị toàn cầu

HST

:

Hệ sinh thái

IUCN

:

Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (The
International Union for Conservation of Nature)

KT-XH

:

Kinh tế xã hội

NOAA

:

Cơ quan Khí tƣợng và Hải dƣơng Hoa Kỳ
(National Oceanic Atmospheric Agency)

QĐ

:

Quyết định

S

:

Nam (South)

SW

:

Tây Nam (South-west)

TVPD

:

Thực vật phù du

TTg

:

Thủ tƣớng

UBND

:

Uỷ ban nhân dân

UNDP

:

Chƣơng trình phát triển của Liên hợp quốc
(United Nations Development Programme)

UNEP

:

Chƣơng trình Môi trƣờng Liên hợp quốc (United
Nations Environment Programme)

WWF

:

Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên (World Wide
Fund For Nature)

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Đặc điểm các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên .......................................... 6
Bảng 1. 2. Các hoạt chất chống viêm từ Hải miên ..................................................... 10
Bảng 1. 3. Một số hợp chất liên quan đến kháng sinh và diệt nấm đƣợc chiết xuất từ
Hải miên .................................................................................................................... 11

ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Hải miên thẳng đứng (Amphimedon compressa) ......................................... 5
Hình 1. 2. Hải miên dạng bóng (Ircinia strobilina) ...................................................... 5
Hình 1. 3. Hải miên vàng (Cleona celata) ................................................................... 5
Hình 1. 4. Các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên ........................................................... 7
Hình 2. 1. Vị trí các trạm điều tra, nghiên cứu vùng biển ven đảo Cồn Cỏ ................. 22
Hình 2. 2. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ................................................................ 23
Hình 2. 3. Ghi chép và thu thập số liệu trên khung định lƣợng ................................... 25
Hình 2. 4. Cắt lát mẫu và cố định mẫu trên lam kính .................................................. 27
Hình 2. 5. Dụng cụ sử dụng cố định mẫu hải miên sau khi cắt lát .............................. 27
Hình 2. 6. Soi ảnh vi xƣơng và phân loại hải miên ..................................................... 28

Hình 3. 1. Thành phần loài hải miên ven biển đảo Cồn Cỏ......................................... 30
Hình 3. 2. Số lƣợng bộ, họ, giống, loài giữa các lớp hải miên ven biển đảo Cồn Cỏ... 31
Hình 3. 3. Số loài hải miên giữa các bộ tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ....................... 32
Hình 3. 4. Thành phần loài hải miên theo họ tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ ............... 33
Hình 3. 5. Hình thái và màu sắc của một số loài hải miên thƣờng gặp ........................ 34
Hình 3. 6. Hình thái một số loài hải miên thuộc giống Haliclona .............................. 36
Hình 3. 7. Cấu trúc mạng lƣới gai xƣơng của hải miên thuộc giống Haliclona ........... 37
Hình 3. 8. Hình thái ngoài của loài Rhabdastrella globostellata................................. 38
Hình 3. 9. Cấu trúc xƣơng (Skeleton) của nhóm hải miên Ancorinidae ...................... 39
Hình 3. 10. Gai xƣơng đặc trƣng của nhóm hải miên Ancorinidae ............................. 39
Hình 3. 11. Hình thái của nhóm hải miên Chondrilla sp............................................. 40
Hình 3. 12. Cấu trúc vi xƣơng (Oxyasters) đặc trƣng của nhóm Chrondrilla.............. 41
Hình 3. 13. Một số cấu trúc vi xƣơng của hải miên ................................................... 42
Hình 3. 14. Hình thái và cấu trúc xƣơng loài Haliclona (Gellius) cymaeformis .......... 43
x


Hình 3. 15. Hình thái và cấu trúc xƣơng loài Rhabdastrella globostellata .................. 44
Hình 3. 16. Hình thái và cấu trúc xƣơng loài Neopetrosia exigua............................... 45
Hình 3. 17. Hình thái và cấu trúc xƣơng loài Cinachyrella australiensis .................... 46
Hình 3. 18. Hình thái và cấu trúc xƣơng loài Chondrilla mixta .................................. 47
Hình 3. 19. Phân chia các trạm khảo khảo sát theo vùng địa lý đảo Cồn Cỏ ............... 49
Hình 3. 20. Số loài hải miên đƣợc xác định tại các khu vực ....................................... 50
Hình 3. 21. Phân bố hải miên theo độ sâu khảo sát..................................................... 52
Hình 3. 22. Kết quả tính chỉ số tƣơng đồng của hải miên tại các trạm nghiên cứu ...... 53
Hình 3. 23. Không gian 2 chiều MDS của hải miên tại các trạm nghiên cứu .............. 54
Hình 3. 24. Kết quả tính chỉ số tƣơng đồng của phân bố hải miên với các 9 hợp phần
đáy ............................................................................................................................. 55
Hình 3. 25. Không gian 2 chiều MSD của hải miên với 9 hợp phần đáy..................... 56
Hình 3. 26. Một số hình ảnh thể hiện dặc trƣng của hải miên ..................................... 57

Hình 3. 27. Mật độ và khối lƣợng tập đoàn hải miên phân theo đới rạn ...................... 59
Hình 3. 28. Mật độ và khối lƣợng tập đoàn hải miên phân theo dải độ sâu ................. 60

xi


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Hải miên còn gọi là Bọt biển thuộc ngành đô ̣ng vâ ̣t thân lỗ (Porifera), là động
vâ ̣t đa bào đơn giản và nguyên thủy nhất. Hải miên là động vật sống bám trên nền đáy
hoặc các giá thể cứng cố định và có khả năng ăn lọc, dị dƣỡng. Nƣớc đƣợc lọc đƣa vào
bên trong thông qua lỗ hút nƣớc, thức ăn và các chất dinh dƣỡng đƣợc giữ lại, chấ t thải
đƣơ ̣c đƣa ra ngoài thông qua các lỗ thoát nƣớc.
Trên thế giới, nghiên cƣ́u phân loa ̣i hải miên đ ƣợc tiến hành từ cuố i thế kỷ 19.
Công triǹ h nghiên cƣ́u và hƣớng dẫn phân loại mới nhất có tính t oàn diện , sắ p xế p ,
chuẩ n hóa m ột cách hệ thống là của Hooper và Van Soest [22]. Kết quả cho thấy, hải
miên có khoảng 15000 loài (trong đó có khoảng 8000 loài đã đƣợc mô tả ). Ở Việt
Nam, phân loại Hải miên thực tế còn sơ khai. Việc nghiên cứu đánh giá nguồn lợi
nhóm Hải miên (Porifera) hoàn toàn mới mẻ. Hầu hết các kết quả nghiên cứu tập trung
xác định độ phủ của các thành phần sinh vật đáy khác nhau trong hệ sinh thái rạn san
hô trong đó có nhóm hải miên. Việc nghiên cứu thành phần loài, phân bố và trữ lƣợng
hải miên cũng chƣa đƣợc quan tâm đúng mức.
Nội dung luận văn: “Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố và
nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo Cồn Cỏ tỉnh Quảng trị’’ là một bộ
phận thuộc đề tài độc lập cấp nhà nƣớc: “Khảo sát hiện trạng nguồn lợi hải miên
(Porifera) trong hệ sinh thái ven đảo và đánh giá khả năng cung cấp nguồn nguyên
liệu cho y dược" do TS. Nguyễn Khắc Bát làm chủ nhiệm. Các mục tiêu của luận văn:
(1) Xác định đƣợc hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân bố, độ phủ, ƣớc
tính đƣợc trữ lƣợng một số nhóm loài hải miêm ƣu thế tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ;
(2) Đánh giá đƣợc mối quan hệ tƣơng quan giữa: yếu tố môi trƣờng cơ bản, cấu trúc
nền đáy, các sinh vật đáy với sự phân bố thành phần loài hải miên. Để hoàn thành mục

tiêu đề ra, tác giả đã tiến hành nghiên cứu hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc
điểm phân bố và hiện trạng nguồn lợi một số loài hải miên thƣờng gặp tại vùng ven
đảo tại đảo Cồn Cỏ góp phần bổ sung thông tin thành phần loài, đặc điển phân bố và
trữ lƣợng hải miên ở Cồn Cỏ.
Nghiên cứu hải miên bao gồm khảo sát thành phần loài , mâ ̣t đô ̣, phân bố thành
phầ n loài và trƣ̃ lƣơ ̣ng nguồ n lơ ̣i hải miên th eo các dải đô ̣ sâu khác nhau (từ 0 m đến
xii


21 m nƣớc) trong hê ̣ sinh thái ra ̣n san hô ven đảo đƣợc tiến hành theo phƣơng pháp lặn
quan sát trực tiếp có sử dụng thiết bị SCUBA và đƣợc thực hiện theo qui trình hƣớng
dẫn của English & Baker (1994) có kế t hơ ̣p sƣ̉ du ̣ng khung đinh
̣ lƣơ ̣ng . Mẫu chuẩn để
phân loa ̣i đƣơ ̣c b ảo quản cố định trong cồn Ethanol 900, có ghi nhãn thông tin đầy đủ
etiket để phân tích trong phòng thí nghiệm . Công tác thu và chụp ảnh thêm mẫu xung
quanh khu vực khảo sát làm tƣ liệu bổ sung đa dạng thành phần loài. Phân loại hải
miên trong phòng thí nghiệm loại dựa trên 2 kiểu dạng mẫu phân tích chính là (1) mẫu
gai (đối với các loài có cấu trúc xƣơng) để xác định số lƣợng và hình thái gai bề mặt
hải miên; (2) mẫu cắt lát mô để xác định cấu trúc bộ xƣơng, hệ thống ống dẫn nƣớc và
một số cấu trúc khác theo tài liệu của Hooper và Rope (2003).
Kết quả nghiên cứu đã xác định đƣợc 115 loài hải miên thuộc 66 giống, 38 họ,
19 bộ thuộc lớp hải miên mềm Demospongiae. Hải miên phân bố rộng từ 0 đến 21 m
nƣớc nhƣng tập trung nhiều nhất ở dải độ sâu 3 m đến 10 m. Mật độ phân bố theo đới
rạn dao động từ 4,30 - 16,38 tập đoàn/m2, khối lƣợng dao động từ 89,57 - 109,24 g/m2.
Trữ lƣợng tức thời hải miên thƣờng gặp toàn vùng biển ven đảo Cồn Cỏ khoảng
276,217 tấn.
Từ khóa: Cồn Cỏ, cấu trúc xƣơng, trạm, độ sâu, hải miên, vi xƣơng.

xiii

MỞ ĐẦU
Hải miên tên thƣờng gọi là bọt biển thuộc ngành động vật thân lỗ (Porifera), là
động vật đa bào đơn giản và nguyên thủy nhất. Chúng đƣợc cấu tạo bởi một vài loại tế
bào sắp xếp theo các lớp khác nhau. Chúng có thể dài 3-4 mm nhƣng cũng có những
loài có thể đạt tới vài mét chiều dài hoặc vài mét đƣờng kính cơ thể. Hải miên là
nguyên liệu chế biến bọt biển có nguồn gốc tự nhiên, dùng trong sinh hoạt gia đình,
phẫu thuật, công nghiệp và mỹ phẩm. Hơn nữa, các chế phẩm chiết xuất từ hải miên
đƣợc dùng trong y dƣợc để điều trị nhiều bệnh nhƣ say nắng, các vết thƣơng, gẫy
xƣơng, cổ trƣớng, đau dạ dày, bệnh truyền nhiễm, các khối u tinh hoàn [21]. Tiềm
năng ban đầu của hải miên đƣợc chứng minh là có số lƣợng lớn các hợp chất có hoạt
tính sinh học đƣợc phát hiện nhƣ một số loài sinh vật biển khác. Hơn 15.000 sản phẩm
sinh học đƣợc chiết xuất từ các loài sống ở biển đã đƣợc thống kê [30], [15],[16],[17]
là bằng chứng cho tiềm năng to lớn của các loài sinh vật sống ở biển.
Với vai trò và ý nghĩa nhƣ vậy nên việc nghiên cứu về nhóm đối tƣợng này là
rất quan trọng. Tuy nhiên trên thế giới, nghiên cứu phân loại Hải miên vẫn còn tồn tại
gây tranh cãi. Các nhà Hải miên học tin rằng, số lƣợng loài thực tế còn cao hơn rất
nhiều lần số loài đã đƣợc phát hiện (15.000 loài) và đƣợc mô tả (khoảng 8.000 loài)
[22]. Ở Việt Nam, công tác phân loại Hải miên thực tế còn rất sơ khai. Việc nghiên
cứu đánh giá nguồn lợi Hải miên (Porifera) hoàn toàn mới mẻ. Hầu hết các kết quả
nghiên cứu nguồn lợi và đa dạng sinh học ở các vùng biển đảo trƣớc đây tập trung
nghiên cứu xác định độ phủ của các hợp phần sinh vật đáy khác nhau trong hệ sinh
thái rạn san hô trong đó có nhóm hải miên. Việc nghiên cứu thành phần loài, phân bố
và trữ lƣợng hải miên cũng chƣa đƣợc quan tâm đúng mức.
Đảo Cồn Cỏ, thuộc tỉnh Quảng Trị là một đảo tiền tiêu có vai trò quan trọng
trong chiến lƣợc phát triển kinh tế - xã hội và an ninh - quốc phòng của nƣớc ta. Vùng
biển xung quanh đảo Cồn Cỏ đƣợc đánh giá là một trong những vùng có mức độ đa
dạng sinh học cao của vịnh Bắc Bộ. Với nguồn lợi sinh vật biển phong phú và đa dạng,
vùng biển đảo Cồn Cỏ đã đƣợc IUCN đề xuất là 1 trong 16 khu bảo tồn biển Việt
Nam. Theo Quyết định số 742/QĐ-TTg ngày 26/5/2010 của Chính phủ [4], vùng biển

đảo Cồn Cỏ là 1 trong 16 khu bảo tồn biển Việt Nam. Để có đƣợc danh mục thành
1


phần loài chính xác, chi tiết đặc điểm phân bố và trữ lƣợng của các loài Hải miên ở
Cồn Cỏ, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thành phần loài, đặc điểm phân bố
và nguồn lợi hải miên ở vùng biển ven đảo tại đảo Cồn Cỏ tỉnh Quảng trị” với mục
tiêu cụ thể sau:
Mục tiêu của luận văn
- Xác định đƣợc hiện trạng đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân bố, độ phủ,
ƣớc tính đƣợc trữ lƣợng một số nhóm loài hải miên ƣu thế tại vùng biển ven đảo Cồn
Cỏ.
- Đánh giá đƣợc mối quan hệ giữa: yếu tố môi trƣờng cơ bản, cấu trúc nền đáy,
các sinh vật đáy với sự phân bố thành phần loài hải miên.
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu hiện trạng đa dạng thành phần loài hải miên tại vùng biển ven đảo
Cồn Cỏ.
- Nghiên cứu đặc điểm phân bố của hải miên.
- Phân tích, đánh giá đƣợc hiện trạng nguồn lợi một số loài hải miên thƣờng gặp
tại vùng biển ven đảo Cồn Cỏ.
Ý nghĩa khoa học của luận văn
 Ý nghĩa khoa học:
- Cập nhật, bổ sung cơ sở khoa học về đa dạng sinh học và phân bố Hải miên ở
vùng biển Cồn Cỏ.
- Cập nhật, bổ sung đƣợc hiện trạng nguồn lợi hải miên ở vùng biển Cồn Cỏ.
 Ý nghĩa thực tiễn:
- Giúp cho các nhà quản lý, cộng đồng cƣ dân có những hiểu biết hơn về đa
dạng sinh học và nguồn lợi sinh vật biển, về vai trò và ý nghĩa của hải miên đối với
môi trƣờng sinh thái, đối với đời sống kinh tế, văn hoá, xã hội của con ngƣời.
- Cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách

trong việc thiết lập khu bảo tồn biển, nhằm bảo tồn, phục hồi, phát triển và sử dụng
hợp lý nguồn lợi sinh vật biển.
2


Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.1.1. Đặc điểm phân loại
- Vị trí phân loại
Giới: Động vật
Ngành : Thân lỗ (Grant in Todd, 1836)
Lớp: Calcarea, Demospongea, Hexactinellida [22]
Libbie Hyman (1940) [22] đã phát hiện ra 5.500 loài hải miên trên toàn thế giới
và phân chia thành 3 lớp: Lớp thân lỗ đá vôi Calcarea, thân lỗ Hexactinellida và lớp
thân lỗ mềm Demospongiae. Theo Ruppert và Barnes [35], ngành Hải miên thuộc giới
động vật trên thế giới có khoảng 5000 loài sống ở biển và 150 loài sống ở nƣớc ngọt.
Cho đế n nay , công trình nghiên cƣ́u mới nhấ t có tính toàn diê ̣n , sắ p xế p , chuẩ n hóa
mô ̣t cách hê ̣ thố ng là hƣớng dẫn phân loa ̣i của Hooper và Van Soest

[22]. Theo công

trình này, hải miên có khoảng 15.000 loài (trong đó có khoảng 8000 loài đã đƣợc mô
tả). Loại trừ các loài đã tuyệt chủng thuộc lớp Archeocyathid , hải miên đƣợc sắp xếp
trong 03 lớp (class) (theo vị trí phân loại trên). Nhƣng trong nghiên cứu gần đây của El
Hassan Belarbi et al [13] thì hiện nay, trên toàn thế giới có khoảng 15.000 loài hải
miên trong đó có 1% sống ở nƣớc ngọt.
- Đặc điểm chung của các lớp thân lỗ
+ Lớp Calcarea (Hải miên đá vôi)
Đặc điểm chung: Lớp thân lỗ đá vôi thƣờng có gai nhỏ trên bề mặt cơ thể, các
gai nhỏ này đƣợc hình thành từ canxi cacbonac và trên mỗi gai nhỏ có từ 3 đến 4 rãnh

riêng biệt. Chiều cao cơ thể của lớp này thƣờng nhỏ hơn 10cm và màu sắc cơ thể
thƣờng là màu xám, vàng, đỏ tím và thuộc 3 kiểu cấu trúc cơ thể là Ascon, Sycon và
Leucon. Chúng phân bố khắp các đại dƣơng nhƣng tập trung chủ yếu ở vùng biển
nông ven bờ.
Thành phần loài: Gồm 2 phân lớp Calcinea và Carcaronea.

3


+ Lớp Demospongiae (Hải miên mềm)
Đặc điểm chung: Cấu trúc cơ thể của lớp thân lỗ mềm chỉ có dạng Leucon đƣợc
hình thành từ gai silic, chúng phân bố từ vùng nƣớc nông đến vùng nƣớc sâu. Lớp thân
lỗ mềm thƣờng là màu sáng.
Thành phần loài: Gồm 5 phân lớp, Monaxonida, Cornacuspongia,
Sclerospongiae, Tetractinomorpha và Ceractinomorpha.
+ Lớp Hexactinellida (Hải miên Silic)
Đặc điểm chung: Cơ thể hình cốc đối xứng với gai silic 6 tia, lớp này sống đơn
lẻ từng cá thể. Cấu trúc cơ thể chủ yếu là dạng syconoid. Chiều cao cơ thể dao động từ
10 - 30cm. Màu sắc cơ thể thƣờng có màu xanh xám. Chúng phân bố tại vùng biển sâu
trên khắp thế giới từ độ sâu 200 - 1.000m.
Thành phần loài: Gồm 2 phân lớp Amphidiscophora và Hexasterophora
1.1.2. Nghiên cứu về phân bố sinh thái
Hải miên phân bố ở khắp các vùng biển trên thế giới, chúng xuất hiện ở tất cả
các dải độ sâu, tại các dải ven bờ không bị ô nhiễm. Đá, vỏ thân mềm, gỗ chìm trong
nƣớc hay vùng rạn san hô là những chất nền tốt để hải miên phát triển. Một số loài hải
miên có khả năng sống trong vùng đáy cát hay đáy bùn nhƣng hầu hết chúng đều ƣa
sống trong vùng nƣớc nông. Tuy nhiên, ở khu vực biển sâu chỉ có các loài thuộc lớp
hải miên thủy tinh phân bố, chúng thƣờng không có hình dạng cơ thể nhất định. Hải
miên thuộc lớp này thƣờng có có cấu trúc cơ thể dạng cốc, dạng tròn lớn và có thể có
dạng bện thừng.

Hải miên bắt gặp rất nhiều tại các vùng rạn thuộc khu vực nhiệt đới. Hầu hết
chúng xuất hiện trong vùng gần bờ, thƣờng phát triển thành các lớp dày hoặc mỏng
trên nền đáy cứng. Hải miên bám đáy mềm thƣờng có dạng thẳng đứng và kích thƣớc
khá cao để tránh bị vùi lấp do điều kiện môi trƣờng. Trong nghiên cứu gần đây của
Ruzicka và Gleason, D. F. [38] tại khu vực ôn đới, khả năng bắt gặp hải miên nhiều
hơn so với các khu vực nhiệt đới nhƣng số lƣợng loài lại ít hơn.

4


1.1.3. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học
1.1.3.1. Đặc điểm hình thái ngoài và cấu tạo trong của hải miên
a. Hình thái ngoài
Hải miên có hình thái ngoài biến đổi khá đa dạng. Cơ thể chúng có kích thƣớc
bé bằng hạt gạo nhƣng cũng có những loài có thể đạt tới vài mét chiều dài hoặc vài
mét đƣờng kính cơ thể. Một số loài có hình dạng khá cân xứng nhƣng thƣờng thì hải
miên không có hình dạng cơ thể nhất định mà chúng phát triển theo hƣớng thẳng đứng,
kết thành khối, phát triển theo dạng cành hoặc có cơ thể rất lớn. Màu sắc cơ thể hải
miên thƣờng là màu sáng nhƣ xanh, vàng, cam, đỏ và tím.

Hình 1. 1. Hải miên thẳng đứng (Amphimedon compressa) [40]

Hình 1. 2. Hải miên dạng bóng (Ircinia strobilina) [40]

Hình 1. 3. Hải miên vàng (Cleona celata) [40]
5


b. Cấu tạo trong
- Các loại tế bào trong cơ thể: Hải miên là loài có cấu trúc cơ thể rỗng, tổ chức cơ thể

đƣợc cấu tạo từ tầng keo (tầng keo đƣợc hình thành chủ yếu từ các sợi keo). Phần mặt
trong của cơ thể đƣơc bao bọc bởi tế bào cổ áo. Loại tế bào này có dạng hình trụ, hình
nón bao bên ngoài sợi roi. Khi có dòng chảy thì các roi này có tác dụng chuyển nƣớc
vào trong cơ thể hải miên. Tất cả các loài hải miên đều có lỗ hút nƣớc, lỗ hút nƣớc đều
có đƣờng dẫn vào bên trong cơ thể thông qua tầng keo. Tế bào mô bì dẹt hình thành
một lớp vỏ bao bên ngoài cơ thể hải miên phủ bên ngoài tầng keo. Các tế bào mô bì
dẹt này có tác dụng thực bào các loại thức ăn có kích thƣớc lớn không thể chuyển
đƣợc vào xoang trung tâm cơ thể thông qua lỗ hút nƣớc.
- Cấu trúc cơ thể:
Bảng 1. 1. Đặc điểm các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên
Kiểu cấu trúc cơ thể
Ascon
Hình dạng

Kích thƣớc
Cách

Sycon

Leucon

Hình ống, hình bình Hình ống

Đa dạng (tùy thuộc

hoa

vào nơi sống)

Đƣờng kính < 1mm

Đƣờng kính vài cm

đƣờng kính cơ thể lớn

thức Nƣớc từ ngoài đi Nƣớc từ ngoài đi Thành cơ thể dày hơn

luân chuyển vào ống dẫn nƣớc vào ống dẫn nƣớc và có hệ thống phòng
nƣớc
cơ thể

trong trên thành cơ thể đổ trên thành cơ thể, lát phức tạp. Nƣớc từ
trực tiếp vào xoang qua hốc lõm rồi đổ ngoài đi vào ống dẫn
trung tâm.

vào

xoang

tâm.

trung nƣớc trên thành cơ thể,
qua các phòng lát rồi
đổ vào xoang trung
tâm.

6


Hình 1. 4. Các kiểu cấu trúc cơ thể của hải miên 1. Ascon; 2. Sycon, 3. Leucon [35]

Tế bào biểu mô dẹt

Tế bào cổ áo

Tầng keo

Dòng nƣớc

1.1.3.2. Đặc điểm sinh trưởng
Đặc điểm sinh trƣởng của Hải miên biến động theo mùa, mùa hè cao hơn so với
mùa đông. Theo Barthel [8] giải thích đƣợc tốc độ tăng trƣởng cao của Hải miên trong
mùa hè là do nhiệt độ cao làm tốc độ trao đổi chất trong cơ thể Hải miên tăng. Theo
Macmuray vào mùa hè thì hải miên có tốc độ tăng trƣởng cao hơn so với mùa đông.
Vào mùa hè, ảnh hƣởng của yếu tố sinh thái (nhiệt độ, dòng chảy, độ sâu) và nguồn
thức ăn phong phú đã tác động đến tố c đô ̣ sinh trƣởng của cơ thể.
1.1.3.3. Đặc điểm dinh dưỡng
Hải miên có khả năng ăn lọc, dị dƣỡng. Môi trƣờng nƣớc tồn ta ̣i các mảnh vụn
có chứa chất dinh dƣỡng. Khi nƣớc đƣợc đƣa vào bên trong thông qua lỗ hút nƣớc, tại
đây thức ăn và các chất dinh dƣỡng đƣợc giữ lại, chấ t thải đƣơ ̣c đƣa ra ngoài thông
qua các lỗ thoát nƣớc. Dòng nƣớc đi vào bên trong cơ thể Hải miên là do sự vận động
của tiêm mao của tế bào cổ áo. Các tế bào cổ áo bắt giữ và hấp thu các mảnh thức ăn.
Thức ăn đƣợc hấp thu tại tế bào cồ áo trong vòng 2 giờ [31]. Thông thƣờng, các mảnh
vụn hữu cơ thƣờng phải có kích thƣớc nhỏ hơn 50µm. Tế bào cổ áo có khả năng hấp
thụ các mảnh nhỏ hữu cơ có kích thƣớc nhỏ nhất và những mảnh vụn hữu cơ mà Hải
miên không sử dụng đƣợc thì đƣợc thải bỏ ra bên ngoài thông qua lỗ thoát nƣớc.
Hải miên là loài không có tính ăn chọn lọc. Vi khuẩn, thực vật phù du, các mảnh
vụn hữu cơ và các loại thức ăn chƣa phân hủy đều có thể là thức ăn cho chúng [32].
7

1.1.3.4. Đặc điểm sinh sản
Một số loài hải miên bắt đầu sinh sản khi chúng đƣợc vài tuần tuổi trong khi nhiều
loài khác phải vài năm tuổi thì mới thành thục sinh dục [36]
Hải miên có khả năng tái sinh, có thể là do sự hoán đổi của các tế bào của chúng,
và chúng thiếu các mô đặc biệt. Hải miên bị thƣơng có thể tái tạo mô và xƣơng để thay
thế cho phần bị thƣơng. Những khả năng tƣơng tự cho phép một số loài sinh sản vô
tính bằng cách phân đoạn. Các loài hải miên có thể vỡ ra, trôi đi, sau đó tạo nơi cƣ trú
mới. Sự hình thành của chồi nhỏ là một hình thức sinh sản vô tính. Hình thức sinh sản
này đƣợc phổ biến cho hải miên nƣớc ngọt, nhƣng hiếm có trong loài sinh vật biển.
Các chồi nhỏ dày đặc, hình cầu cứng chứa các tế bào di động đƣợc bảo vệ bởi sợi keo
và cá gai đặc biệt. Trong hải miên nƣớc ngọt, những hình cầu này sống sót qua mùa
đông và sau đó tạo thành một bản sao mới trong mùa xuân. Đôi khi, hải miên sinh sản
hữu tính. Khi các kích thích là thích hợp, các tế bào trong các cơ thể hải miên trở thành
tinh trùng, đƣợc đổ vào trong nƣớc. Tinh trùng vào các cơ thể hải miên khác nhau, nơi
chúng bị bắt giữ và chuyển sang các tế bào mà sau đó di chuyển qua các mô để gắn
vào trứng. Trứng đã thụ tinh dễ dàng phát triển thành ấu trùng, một tế bào hình cầu với
lông mao ở bên ngoài. Ấu trùng cuối cùng thoát ra khỏi và bơi trong một vài giờ trƣớc
khi lắng xuống đáy nơi chúng bắt đầu một hải miên mới [36].
1.1.3.5. Vòng đời
Hải miên sống tại khu vực ôn đới sống đƣợc ít nhất vài năm, nhƣng tại khu vực
nhiệt đới và một số loài sống biển sâu có thể sống tới 200 năm. Một số loài Hải miên
bắt đầu sinh sản khi chúng đƣợc vài tuần tuổi trong khi nhiều loài khác phải vài năm
tuổi thì mới thành thục sinh dục.
1.1.4. Vai trò của Hải miên trong Hệ sinh thái
1.1.4.1. Tác động của Hải miên tới nền đáy
- Ăn mòn sinh học: Hải miên ở dạng đơn bào thƣờng có khả năng ăn mòn sinh
học, ăn mòn các hợp chất đá vôi của san hô ở dạng rắn thành những mảnh nhỏ hơn
hoặc có khả năng ăn mòn các mảnh nhỏ này thành các hạt trầm tích [37]. Trong hệ
sinh thái thì chỉ tiêu để đánh giá mức độ phát triển của san hô là gần nhƣ luôn có sự
cân bằng giữa sự phát triển của san hô với sự ăn mòn của Hải miên gây ra [20].

8


- Tạo san hô, phục hồi giá thể và tạo giá thể bền vững: Tác giả Wuff cho rằng
Hải miên có khả năng tạo ra sự liên kết những mảnh nhỏ san hô loài Porites. Khi
Cacbonat trong san hô có thể phát triển lên và tăng số lƣợng do hải miên tăng có khả
năng gắn kết các phần này với nhau. Wuff cũng nhận thấy rằng khi số lƣợng Hải miên
tăng lên thì kết cấu của san hô sẽ vững chắc hơn nhiều, kết cấu này vững chắc hơn so
với đặt san hô trong khu vực không có Hải miên đơn bào phân bố.
1.1.4.2. Vai trò của hải miên đối với y dược
Hải miên có vai trò rất lớn trong cuộc sống nhƣ là nguyên liệu chế biến bọt biển
có nguồn gốc tự nhiên, dùng trong sinh hoạt gia đình, phẫu thuật, công nghiệp và mỹ
phẩm. Ngày nay hơn 15.000 sản phẩm khác nhau đƣợc tạo ra nhờ Hải miên và trong
những năm gần đây hàng trăm hợp chất mới đƣợc phát hiện [15,16,17]. Hầu hết các
hợp chất hoạt tính sinh học từ Hải miên có thể đƣợc phân loại nhƣ các hợp chất kháng
viêm, kháng u, ức chế miễn dịch, ức chế thần kinh, kháng virus, chống sốt rét, kháng
sinh, chống nhiễm trùng. Các sản phẩm hóa học từ hải miên rất đa dạng. Ngoài ra, với
các nucleotit bất thƣờng, các loại tecpen có hoạt tính sinh học, sterol, các chuỗi cyclic
pép tít, các hợp chất từ an - kan, axit béo, peroxit và các dẫn xuất của axit amin
(thƣờng là các dẫn xuất halogen) đã đƣợc chiết xuất từ Hải miên.
 Chiết xuất thuốc chống viêm
Hải miên đƣợc chứng minh là một loài có chứa các hợp chất kháng viêm (bảng
1). Manoalide là một trong những sesterterpenoids đầu tiên đƣợc phân lập từ hải miên
(Laffariella variabilis) và chiết xuất ra thuốc kháng sinh [12].
- Cơ chế: Dựa vào hiện tƣợng ức chế sự phóng thích các axit arachidonic gây
viêm từ phospholipid màng tế bào [19], nếu nồng độ axit arachidonic tăng lên, trong
nội bào sẽ điều chỉnh tổng hợp các hợp chất gây viêm trung gian nhƣ protaglandin và
leukotrienes, từ đó gây hiện tƣơng viêm nhiễm.
Tác dụng của thuốc phospholipase A2 không chỉ biết đến từ hợp chất
Manoalide (IC50=3,9μM) từ loài hải miên thuộc bộ Dictyoceratida có tên Luffariella

variabilis mà còn từ hợp chất topsentin thuộc nhóm hợp chất bis-indolealknloid [23].
Hợp chất này kháng viêm giảm đau rất cao. Hiện nó đang đƣợc thử nghiệm lâm sàng
trên pha 1. Mặc dù chƣa có mặt trên thị trƣờng thuốc nhƣng nó đƣợc coi là một chất
9


chuẩn trong việc kìm hãm PLA2. Tuy nhiên cơ chế ảnh hƣởng của chúng đến quá trình
viêm là khác nhau. Hải miên có chiết xuất terpenoid có tác dụng ức chế enzym
lipoxygenase một loại enzym xúc tác các phản ứng gây viêm. Các sản phẩm của hải
miên có tác dụng kháng viêm là các chất gây ức chế chọn lọc nhƣ các chất ức chế
enzym gây bệnh vảy nến hay bệnh thấp khớp. Các loại thuốc kháng viêm không chứa
gốc steroid thƣờng gây thêm nhiều tác dụng phụ nhƣ nguy cơ xuất huyết tiêu hóa và
biến chứng thận [11] (bảng 1.2).
Bảng 1. 2. Các hoạt chất chống viêm từ Hải miên [11]
Hợp chất

Manoalide

Dysidotronic axit

Ircinin-1 và -2

Lớp hợp chất

Cyclohexane
sesterterpenoid

Drimane

Chất ức chế

variabilis /

phospholipase

Dictyoceratida

A2

Dysidea sp /

Ircinia Oros /

sesterterpenoid

Dictyoceratida

MR

sesterterpenoid

Scalaradial

Luffariella

mạch hở

Cheilantane

Topsentin

Hoạt tính

sesquiterpenoid Dendroceratida

Petrosaspongiolides

Spongidines AD

Loài/bộ

chất ức chế
phospholipase
A2

nigra /

phospholipase

Dictyoceratida

A2

alkaloid

Dictyoceratida

Scalarane

A2

chất ức chế

spongia sp /

alkaloid

phospholipase

Petrosaspongia

Pyridinium

Bis-indole

chất ức chế

chất ức chế
phospholipase
A2

Topsentia

chất ức chế

genitrix /

phospholipase

Halichondrida

A2

Cacospongia

chất ức chế

10

Tài liệu
tham khảo
Bennet, 1987

Giannini,
2000

Ciminoe,
1972

Randazzo
1998a

De Marino
2000

Jacobs 1994

De Carvalho

Hợp chất

Loài/bộ

Hoạt tính

sesterterpene

scalaris /

phospholipase

và Jacobs,

Dictyoceratida

A2

1991

Fasciospongia

chất ức chế

hang /

phospholipase

Dictyoceratida

A2

Cacospongionolide

Sesterterpene

B

lacton

Jaspaquinol

Subersic axit

Tài liệu

Lớp hợp chất

Jaspis

Diterpene
benzenoid

splendens /
Astrophorida

tham khảo

Garcia
Pastor 1999

chất ức chế

Carroll. Năm

Lipoxygenaza

2001

Diterpene

Suberea sp. /

Chất ức chế

benzenoid

Verongida

Lipoxygenaza

Carroll 2001

 Chiết xuất hợp chất kháng sinh và diệt nấm
Trong thời gian gần đây, nhiều nghiên cứu về kháng sinh đã đƣợc thực hiện và
phát hiện nhiều hợp chất tạo kháng sinh cho cơ thể, trong đó hợp chất tách chiết từ Hải
miên chiếm tỷ lệ đáng kể (Bảng 1.3). Theo Burkholder & Ruetzler [9], 18 loài trong
tổng số 31 loài hải miên đƣa vào nghiên cứu có khả năng chống vi trùng và có một số
phản ứng mạnh lại một loạt các vi khuẩn gram dƣơng và gram âm. Hợp chất
arenosclerins A-C đƣợc tách chiết từ loài Arenosclera brasiliensis đã có phản ứng

kháng sinh trên 12 loài vi rút phân lập từ bệnh viện [39].
Bảng 1. 3. Một số hợp chất liên quan đến kháng sinh và diệt nấm đƣợc chiết xuất
từ Hải miên [38]
Hợp chất
Discodermins B,
C, and D
Topsentiasterol

Thuộc loại hợp
chất
Cyclic peptide

Loài/bộ Hải miên
Discodermia
kiiensis/ Lithistida

Sulfated sterol

Topsentia
11

Kiểu tác

Tài liệu

dụng

tham khảo

Diệt khuẩn

Diệt

Matsunaga
et al., 1985
Fusetani et


sulfates A-E

sp./Halichondrida

khuẩn/diệt

al., 1994

nấm (D and
E)
Arenosclerins A,
B, & C

Arenosclera
Alkylpiperidine

brasiliensis/Haplos

Diệt khuẩn

clerida

Torres et

al., 2002

ImidazoAxinellamines

Axinella

azoloimidazole

B-D

sp./Halichondrida

Diệt khuẩn

Urban et
al., 1999

alkaloid
Acanthosterol I
&J

Oceanapiside

Sulfated sterol

sp./Dendroceratida

Bisaminohydroxy-

Oceanapia

lipid

phillipensis/

glycoside
Polyether
Spongistatin

Acanthodendrilla

macrolide
lactone
Oxazole-

Leucascandrolide

containing

A

polyether

Diệt nấm

Diệt nấm

Tsukamoto
et al., 1998
Nicolas et

al., 1999

Haplosclerida
Hyrtios erecta/

Diệt nấm

Pettit et al.,

Dictyoceratida

1998

Leucascandra

D_Ambros

caveolata/
Calcarea

macrolide

12

Diệt nấm

io et al.,
1996