Xây dựng hệ thống phân loại tự động họ lecanidae (trùng bánh xe) bằng phương pháp phân tích hình dạng học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TÓM TẮT BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

aN

cD

ho

ai

D

XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TỰ ĐỘNG HỌ
LECANIDAE (TRÙNG BÁNH XE) BẰNG PHƯƠNG
PHÁP PHÂN TÍCH HÌNH DẠNG HỌC

Mã số: B2018-ĐN03-26

an

Chủ nhiệm đề tài: TS. Trịnh Đăng Mậu

g
Đà Nẵng, 11/2020

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẲNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

aN

an

g

CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

XÂY DựNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI Tự ĐỘNG HỌ LECANIDAE (TRÙNG

cD

BÁNH XE) BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÌNH DẠNG HỌC

ai

ho

Mã số: B2O18-ĐN03-26

D

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

HIỆU TRƯỞNG

Đà Nắng, 11/2020
ii

Chủ nhiệm đề tài


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................................. 3
1.1. Giới thiệu về ngành Trùng bánh xe .......................................................................................... 3
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................................................. 3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................................... 4
1.1.3. Họ Lecanidae thuộc ngành Trùng bánh xe ..................................................................... 5
1.2. Phân loại học ngành Trùng bánh xe ......................................................................................... 5
1.2.1. Vai trò của phân loại học và phương pháp phân tích hình dạng trong phân loại học ..... 5
1.2.2. Phân loại tự động các lồi Lecane bằng phương pháp phân tích hình dạng học (geometric
morphometric analysis) ................................................................................................... 6
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 7

D

2.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................................... 7

ai

2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................................... 8

ho

2.2.1. Thu mẫu Trùng bánh xe .................................................................................................. 8

cD

2.2.2. Phân loại Trùng bánh xe ................................................................................................. 8
2.2.3. Số hóa số liệu trắc sinh học và hình dạng học ................................................................ 8

aN

2.2.4. Phương pháp phân tích số liệu ........................................................................................ 8

an

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................................. 9
3.1. Đa dạng loài Trùng bánh xe thuộc họ Lecanidae tại một số tỉnh miền Trung Việt Nam ......... 9

g

3.1.1. Thành phần loài ............................................................................................................... 9
3.1.2. Mức độ đa dạng............................................................................................................. 11
3.1.3. Độ tương đồng .............................................................................................................. 11
3.2. Đặc điểm chuẩn loại Trùng bánh xe thuộc họ Lecanidae ứng dụng trong phương pháp phân
tích hình dạng học.......................................................................................................................... 12
3.2.1. Đa dạng hình thái các lồi Lecane bằng phương pháp hình thái học ........................... 13
3.2.2. Đa dạng hình thái các lồi Lecane bằng phương pháp hình dạng học .......................... 16
3.3. Phần mềm phân loại tự động các lồi Lecane bằng phương pháp phân tích hình dạng học
....................................................................................................................................................... 21
3.3.1. Tiến trình phân tích hình dạng học trên phần mềm ...................................................... 21

3.3.2. Kết quả định danh bằng phần mềm ............................................................................... 22
KẾT LUẬN ................................................................................................................................... 24

iii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Lecanidae là một họ đơn chi, đa dạng nhất của ngành Trùng bánh xe (Rotifera) với
khoảng 163 loài trên tổng số hơn 2.000 loài Trùng bánh xe đã được ghi nhận trên toàn
cầu (Segers, 1995). Chúng phân bố chủ yếu trong các thủy vực nước ngọt, một số cũng
có thể tìm thấy trong sinh cảnh cát (Psammon habitat) (Pejler & Bērziņš, 1994). Cũng
như các loài thuộc ngành Trùng bánh xe, chúng giữ vai trò hết sức quan trọng trong các
hệ sinh thái thủy vực, như là một cầu nối chuyển hóa năng lượng từ nhóm sinh vật sản
xuất sang các loài ở bậc dinh dưỡng cao hơn. Hơn thế nữa, chúng còn được sử dụng như
các sinh vật chỉ thị chất lượng môi trường nước (Sládeček, 1983), sinh vật thử nghiệm
độc tính (Arnold & cs., 2011), và là nguồn thức ăn tự nhiên cho các loài cá bột, ấu trùng
tôm trong nuôi trồng thủy sản (Lubzens, 1987; Ogata & cs., 2011). Do đó, nhu cầu cần

ho

ai

D

định loại các loài Trùng bánh xe thuộc họ Lecanidae là cấp thiết cho việc ứng dụng
chúng vào trong đời sống sản xuất. Tuy nhiên, hệ thống phân loại họ Lecanidae được
đánh giá là tương đối khó cho hầu hết các nhà nghiên cứu bởi vì chúng có sự đa dạng
về hình thái cao, đặc biệt có nhiều nhóm lồi phức (Segers, 1995).

cD

Sự phát triển của khoa học thống kê và khoa học máy tính đã tạo tiền đề cho sự
chuyển đổi cách tiếp cận trong nghiên cứu sinh học. Một hệ quả trong xu hướng đó là

g

an

aN

hệ thống định danh tự động đang ngày được hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi trong
nghiên cứu đa dạng sinh học nói chung và phân loại học nói riêng. Phương pháp nghiên
cứu hình dạng học (Geometric Morphometrics) được phát triển dựa trên cơ sở lý thuyết
là phương pháp hình dạng học kết hợp với các thuật toán thống kê và phần mềm nhận
diện hình ảnh. Khác với phương pháp hình thái học (hay phương pháp trắc sinh học)
chủ yếu là sự đo đạc các kích thước (chiều dài, chiều rộng, góc, tỷ lệ và diện tích),
phương pháp hình dạng học sử dụng thơng tin về hình dạng được tạo bởi tọa độ của các
điểm chuẩn loại (landmark points). Việc sử dụng những phương pháp hình dạng học
dựa vào tọa độ của các điểm chuẩn loại giúp giải quyết nhiều vấn đề khó khăn về đo
đếm của các phương pháp truyền thống và được đánh giá là rất hữu ích cho việc mơ tả
các loài (Zelditch & cs., 2004).
Ở ngành Trùng bánh xe, phương pháp trên cũng đã được áp dụng để nghiên cứu
sự khác nhau trong đa dạng hình thái của mề nghiền (trophi) của các lồi thuộc nhóm
Rotatoria bởi Fontaneto & cs. (2004). Giri & de Paggi (2006) đã sử dụng phương pháp
hình dạng học để đánh giá lại bậc phân loại 2 dưới loài của Brachionus caudatus là: B.
caudatus f. ahlstromi và B. caudatus f. austrogenitus. Bên cạnh đó, cùng với sự phát
triển của phần cứng máy tính, phần mềm và thiết bị công nghệ thông tin, các hệ thống
1

phân loại sinh vật tự động đã được xây dựng, giúp cho q trình định danh diễn ra chính
xác và nhanh chóng hơn. Đến nay, hệ thống định loại tự động đã được ứng dụng thành
cơng trên một số nhóm đối tượng như: thực vật, rêu và côn trùng (Jamil & cs., 2015;
Kumar & cs., 2012) . Những ứng dụng này đặc biệt hữu ích cho cơng tác nghiên cứu cơ
bản, quản lý đa dạng sinh học và trong ứng dụng tri thức của lĩnh vực này vào đời sống
sản xuất. Do vậy, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên cứu “Xây dựng hệ thống phân loại tự
động họ Lecanidae (Trùng bánh xe) bằng phương pháp phân tích hình dạng học”.
2. Mục tiêu
- Đánh giá được đa dạng sinh học họ Lecanidae thuộc ngành Trùng bánh xe ở một
số tỉnh miền Trung Việt Nam.
- Xác định được đặc điểm chuẩn loại (Landmark points) trong phân loại họ
Lecanidae bằng phương pháp hình dạng học.
- Xây dựng được phần mềm phân loại tự động họ Lecanidae bằng phương pháp

ho

ai

3. Nội dung

D

hình dạng học.

- Khảo sát sự đa dạng sinh học các loài họ Lecanidae ở một số tỉnh miền Trung

cD

Việt Nam.

aN

- Xác định các điểm chuẩn loại (Landmark points) của các loài họ Lecanidae ứng
dụng trong phân loại bằng phương pháp hình dạng học.

g

an

- Số hóa cơ sở dữ liệu hình dạng học của các lồi họ Lecanidae cho phân tích và
xây dựng mơ hình.
- Xây dựng mơ hình phân tích sự khác biệt hình dạng học của các lồi họ Lecanidae
làm cơ sở xây dựng phần mềm phân loại.
- Xây dựng phần mềm phân loại tự động các loài họ Lecanidae bằng phương pháp
hình dạng học.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp dẫn liệu khoa học mới về đa dạng sinh
học họ Lecanidae thuộc ngành Trùng bánh xe cho khu hệ động vật nổi của Việt Nam.
Phần mềm phân loại tự động các loài họ Lecanidae được xây dựng là một trong những
sản phẩm khoa học có thể được sử dụng trong quá trình nghiên cứu, giảng dạy tại các
trường đại học, góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu cho các giảng viên, học viên và
sinh viên trong lĩnh vực phân loại học nói riêng và thủy sinh vật học nói chung.
2


Trong thực tiễn, các sản phẩm của đề tài góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu về đa
dạng sinh học khu hệ động vật nổi ở Việt Nam, phục vụ công tác quản lý, giám sát đa
dạng sinh học, đánh giá chất lượng môi trường nước và ứng dụng trong ngành nuôi trồng
thủy sản.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu về ngành Trùng bánh xe
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trùng bánh xe (TBX hay Luân trùng) được mô tả lần đầu tiên bởi Van
Leeuwenhoek vào năm 1073 và được xếp vào ngành động vật ngun sinh (Protozoa)
(Ricci, 1983). Tiếp đó, Cuvier (1798) mơ tả một số lồi Ln trùng và phân loại chúng

ho

ai

D

vào nhóm "Rotiferes" thuộc lớp "Infusoires" giới động vật. Ông là người đặt nền móng
ý tưởng đầu tiên cho tên gọi của ngành Luân trùng hiện tại (Rotifera). Ngành Luân trùng
được chia làm hai Lớp Pararotaria (chỉ có một bộ Seisonacea) và lớp Eurotatoria - lớp
này được chia thành hai giới lớp Bdelloidea và Mongononta. Ngành có ước tính khoảng
2030 lồi đã được mơ tả trên tồn cầu, trong đó Seisonida (chỉ có 3 lồi), Mongononta

cD

(1570 lồi) và Bdelloidea (461 lồi) (Segers, 2007a).

aN

Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, phân loại nhóm Luân trùng đã
rất phát triển vào những thập niên cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Rất nhiều cơng trình

g

an

lớn, có quy mơ nghiên cứu về Luân trùng đã được xuất bản vào thời gian này như:
Ruttner-Kolisko (1974), “Plankton Rotifers: Biology and Taxonomy”, tác giả là người
đầu tiên thành công trong việc nuôi một số lượng lớn cá thể TBX trong điều kiện phịng
thí nghiệm, qua đó giới thiệu tổng quát về đặc điểm sinh học, sinh sản, chu trình sống
và phân loại của ngành TBX; Nổi bật trong các cơng trình nghiên cứu về TBX ở những
năm 70 của thế kỉ XX là “Rotatoria” của Koste (1978), Ơng đã mơ tả kèm theo hình vẽ
hơn 1000 lồi TBX, tài liệu này hiện nay vẫn được sử dụng cho phân loại học. Sau đó,
cơng trình của Hudson & Gosse (1886), “The Rotifera or Wheel – animalcucle” cũng
đã được công bố.
Nghiên cứu về Luân trùng đầu tiên ở khu vực Đông Nam Á được tiến hành bởi
Semper (1975) với mơ tả của lồi Trochosphaera aequatorialis ở Philippines (trong
Segers, 2001). Một cột mốc quan trọng tiếp theo trong sự phát triển về nghiên cứu Luân
trùng ở khu vực Đơng Nam Á đó là nghiên cứu của Hauer (1937) "Luân trùng ở Sumatra,
Java và Bali". Mặc dù Luân trùng ở khu vực Đông Nam Á được bắt đầu nghiên cứu khá
sớm, nhưng dữ liệu về chúng vẫn còn khá nghèo nàn cho tới ngày nay. Lịch sử nghiên
3


cứu TBX ở khu vực Đông Nam Á được xem xét và tổng hợp kỹ lưỡng bởi Segers (2001).
Qua nghiên cứu của mình, ơng kết luận rằng, thơng tin nghiên cứu về Luân trùng ở khu
vực còn nghèo nàn. Trong đó, ở một số quốc gia như Brunei, Cambodia và Laos chỉ ghi
nhận ít hơn 10 lồi, trong khi đó Indonesia ghi nhận 200 loài, Malaysia 220 loài, và đặc
biệt Thailand là quốc gia ghi nhận tốt nhất có số lượng loài lên tới 310 loài.
Những năm gần đây, một số nghiên cứu được tiến hành nhằm đánh giá mức độ đa
dạng của Luân trùng ở Laos bởi Segers & Sanoamuang (2007) và ở Cambodia bởi Meas
& Sanoamuang (2008) đã cập nhật số lượng loài ghi nhận các quốc gia này lên lần lượt
là 125 và 129 lồi.

1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu được xem là khá đầy đủ về Luân trùng sớm nhất ở Việt Nam do Shirota
(1966) trong cơng trình “The Plankton of South Viet Nam”. Tiếp theo đó, Đặng & cs.
(1980) đã mơ tả và vẽ hình minh hoạ của 52 lồi Ln trùng nước ngọt, thuộc 16 họ ở

ho

ai

D

Bắc Việt Nam. Đây là công trình nghiên cứu có tính hệ thống, các lồi được mơ tả trong
cơng trình là những lồi phổ biến nên vẫn được sử dụng tham khảo trong phân loại Luân
trùng ở Việt Nam nói chung và miền Bắc Việt Nam nói riêng.

cD

Những năm gần đây, một số cơng trình nghiên cứu về Luân trùng được thực hiện
ở khu vực Trung Bộ và Nam Bộ. Điển hình như Zhdanova (2011) đã khảo sát 4 hồ chứa

g

an

aN

ở tỉnh Khánh Hoà, với 65 lồi Ln trùng được ghi nhận, trong đó có 25 lồi ghi nhận
mới cho Việt Nam. Phan Dỗn Đăng và Lê Thị Nguyệt Nga (2012) đã ghi nhận 49 loài
Luân trùng ở các thuỷ vực nội địa ở Nam Bộ, Việt Nam. Trong đó có 03 lồi được ghi
nhận phân bố mới ở Nam Bộ.

Cơng trình nghiên cứu mới nhất về khu hệ Luân trùng ở Việt Nam do Trịnh Đăng
Mậu & cs. (2013, 2015) khảo sát tại một số thủy vực, tỉnh Thừa Thiên Huế. Trong đó
100 lồi được ghi nhận mới cho khu hệ Luân trùng Việt Nam và 4 loài mới cho khoa
học: Pleosoma asiaticum, Lecane phapi, Lecane dorysimilis, Trichocerca
bauthiemensis. Cơng trình này cũng đã tổng hợp các nghiên cứu trước đây thống kê
được 122 loài Luân trùng đã được biết ở Việt Nam, cùng với 100 ghi nhận mới, nâng
tổng số loài Luân trùng ở Việt Nam lên 222 loài. Tác giả cũng đã nhận định những hạn
chế về các công tác nghiên cứu đối tượng này ở Việt Nam, điều đó được thể hiện số loài
Luân trùng ghi nhận được hiện nay ở Việt Nam thấp hơn nhiều so với các nước lân cận,
đặc biệt là Thái Lan đã ghi nhận khoảng 400 loài.

4


1.1.3. Họ Lecanidae thuộc ngành Trùng bánh xe
Lecanidae là một họ đơn chi (Lecane) đa dạng bậc nhất ngành Trùng bánh xe
(Rotifera) bao gồm khoảng 160 lồi được tìm thấy ở cả môi trường nước ngọt và nước
mặn (Segers, 1995). Chúng có kích thước nhỏ đến trung bình, cơ thể thường có hình trụ,
dẹt theo hướng lưng bụng và được chia thành ba phần: đầu, thân và chân. Phần đầu có
bộ máy tiêm mao là cơ quan đặc trưng của Ln trùng, có chức năng vận chuyển và tạo
dịng nước đưa thức ăn vào trong miệng. Bộ máy tiêm mao có nhiều dạng khác nhau;
được cấu tạo bởi vùng tiêm mao quanh miệng và đai tiêm mao quanh đầu, phần trên
khơng có tiêm mao mà có cơ quan cảm giác. Phần thân có vỏ giáp bao bọc tồn bộ cơ
thể hoặc một phần cơ thể, lớp vỏ này không thấm nước, chỉ bị phân hủy khi chết. Trên
bề mặt vỏ giáp thường có các hoa văn hay phần phụ dạng gai. Hình dạng của vỏ, cách
sắp xếp các gai trên vỏ có ý nghĩa rất quan trọng trong phân loại. Thân có chứa nhiều
nội quan như: cơ quan tiêu hóa, cơ quan sinh sản, hệ thống bài tiết, cơ và dây thần kinh.

D

Phần chân có khả năng co giãn cao, có thể phân đốt hoặc khơng phân đốt, trên chân có
thể có các ngón chân, trên ngón chân có mang vuốt.

ai

Lecane có phân bố rộng khắp trên tồn Trái đất, kể cả ở Bắc cực và Nam cực.

aN

cD

ho

Thông thường, Lecane đạt độ đa dạng cao nhất ở các khu vực ven bờ trong các hệ sinh
thái thủy vực ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Hầu hết các loài có phân bố tồn cầu
nhưng một số lồi vẫn có vùng phân bố giới hạn. Các loài thường bắt gặp nhất trong
nhóm này là Lecane closterocerca, L. hamata, L. lunaris (Segers, 1995).

g

an

Trùng bánh xe nói chung và các lồi Lecane nói riêng, chúng có vai trị hết sức
quan trọng trong hệ sinh thái thủy vực, như là một cầu nối chuyển hóa năng lượng từ
nhóm sinh vật sản xuất sang các bậc tiêu thụ cao hơn. Hơn thế nữa, chúng còn được sử
dụng như các sinh vật chỉ thị chất lượng môi trường nước (Sládeček, 1983), sinh vật thử
nghiệm độc tính (Arnold & cs., 2011), và là nguồn thức ăn tự nhiên cho các lồi cá bột,
ấu trùng tơm trong nuôi trồng thủy sản (Lubzens, 1987; Ogata & cs., 2011).
1.2. Phân loại học ngành Trùng bánh xe
1.2.1. Vai trò của phân loại học và phương pháp phân tích hình dạng trong phân loại

học
Phân loại học là môn khoa học tạo ra một hệ thống phân loại bằng cách nhóm và
sắp xếp các sinh vật mang những đặc điểm giống nhau thành các nhóm và các cấp bậc.
Các cấp bậc chính được sử dụng hiện nay là: giới, ngành, lớp, bộ, họ, chi và loài. Carl
Linnaeus - nhà thực vật học người Thụy Điển được coi là người sáng lập hệ thống phân
loại hiện tại, khi ông phát triển một hệ thống gọi là phân loại Linnaean để phân loại sinh
5


vật và danh pháp nhị thức để đặt tên sinh vật. Đến nay, ngành phân loại học ngày càng
được phát triển nhờ sự tiến bộ trong lĩnh vực nghiên cứu tiến hóa, hệ thống hóa…
Phân tích hình thái là cách tiếp cận được sử dụng phổ biến nhất trong phân loại
học. Trong đó, phương pháp mơ tả, so sánh hình thái là phương pháp đơn giản và thường
được áp dụng. Lập luận của phương pháp này sự khác biệt về hình thái có thể là dấu
hiệu của sự khác biệt trong chức năng được thực hiện bởi cùng một bộ phận, sự khác
biệt trong cách phản ứng đối với các yếu tố môi trường, cũng như sự khác biệt trong quá
sinh trưởng, phát triển.
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có thể mơ hồ, khơng chính xác hoặc thậm chí
sai lệch, đặc biệt là khi các hình dạng quá phức tạp và khơng giống với các dữ liệu đã
có. Khi đó, độ chính xác trong phân tích hình dạng được địi hỏi cao hơn, nên phương
pháp hình dạng học (morphometrics) sẽ hiệu quả hơn (Zelditch & cs., 2004). Về cơ bản,
đây là phương pháp định lượng hóa các dữ liệu định tính về hình dạng và thực hiện so

ai

D

sánh hình dạng, định danh thông qua việc áp dụng các phương pháp thống kê như hệ số
tương quan (Pearson, 1895), phân tích phương sai (Fisher, 1935) và phân tích thành
phần chính (Pearson, 1901; Hotelling, 1933). Khác với phương pháp hình thái truyền

g

an

aN

cD

ho

thống chủ yếu là sự đo đạc các kích thước (chiều dài, chiều rộng, góc, tỷ lệ và diện tích),
phương pháp hình dạng học sử dụng thơng tin về hình dạng bởi dữ liệu là tọa độ của các
điểm chuẩn loại (landmark points). Ưu điểm của phương pháp này là khả năng trích xuất
thơng tin từ dữ liệu hình dạng có cơ sở tốn học từ hệ thống hình học tọa độ các điểm
chuẩn loại, hơn là chỉ đưa ra các nhận định bắt nguồn từ trực giác, quan sát như trong
phương pháp cổ điển (Zelditch & cs., 2004, Dean C. Adams, 2006). Nhờ đó, phương
pháp này đã được ứng dụng rộng rãi để nghiên đa dạng các đối tượng khác nhau, như:
tảo cát (Fránková & cs., 2009), cá (Ibañez & cs., 2007), giáp xác (Rosenberg, 2002),
(Aytekin & cs., 2007), chó (Drake, 2011),... và thậm chí trên cả người (Kieser & cs.,
2007).
1.2.2. Phân loại tự động các loài Lecane bằng phương pháp phân tích hình dạng học
(geometric morphometric analysis)
Sự phân loại các lồi Lecane thường gặp khó khăn do độ đa dạng cao, hình thái có
nhiều sự biến động dưới ảnh hưởng của điều kiện môi trường và yếu tố di truyền, bên
cạnh đó, sự nhầm lẫn dễ xảy ra khi các mẫu vật được cố định không đúng cách. Lecane
thường được phân loại dựa trên đặc điểm của vỏ giáp. So với các nhóm khác thuộc
ngành Luân Trùng, các đặc điểm đặc trưng của vỏ giáp ở nhóm Lecane cung cấp một số
lượng lớn thơng tin hữu ích về đặc điểm hình thái để xem xét trong các nghiên cứu định
danh, phân loại. Hình thái Trophi cũng đã được áp dụng, tuy nhiên nó chủ yếu cung cấp

6


thơng tin bổ sung cho mục đích phân loại và dường như khơng được dùng như một đặc
điểm chính để định danh trên thực tế. Theo Segers (1995), những mô tả đã được công
bố trong các tài liệu cũ là chưa đầy đủ thơng tin hoặc sơ sài, thiếu hình ảnh chi tiết đi
kèm. Do đó, Thơng tin của lồi và các nhận định về phân bố cũng như đặc điểm hình
thái, đặc tính sinh thái của các nhiều lồi Lecane được đề xuất đánh giá lại và cần được
nghiên cứu một cách cẩn thận hơn (Segers, 1995).
Gần đây, phương pháp phân tích hình dạng học cũng đã bắt đầu được áp dụng
trong những nghiên cứu về Lecane. Trong đó, Trịnh Đăng Mậu & cs. (2019) sử dụng
các phương pháp hình dạng học này để phân tích các thơng số hình dạng của một lồi
thuộc chi Lecane mới được phát hiện ở Việt Nam và chứng minh được loài này hồn
tồn khác biệt so với các lồi Lecane khác có sự tương đồng về hình thái như L. arcula,
L. aculeata và L. superaculeata. Trên cơ sở đó, lồi Lecane langsenensis đã được chứng
minh và cơng nhận là lồi mới cho khoa học (Trinh-Dang & cs., 2019).

D

2.1. Vật liệu nghiên cứu

ho

ai

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

aN

cD

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các loài họ Lecanidae thuộc ngành Trùng bánh xe
(Rotifera), giới Động vật (Animalia). Mẫu phân tích được thu tại 61 địa điểm nghiên cứu
là các thủy vực nước ngọt thuộc địa phận các tỉnh: Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam
(Hình 2.1). Thời gian thực hiện từ 8/2018 - 7/2020.

g

an
Hình 2.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu.
7


2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Thu mẫu Trùng bánh xe
Tại mỗi địa điểm nghiên cứu, mẫu Luân trùng được thu bằng vợt thu mẫu sinh vật
phù du có kích cỡ mắt lưới 50µm. Tại thủy vực, đặt vợt ngập dưới nước cách bề mặt từ
15-20 cm và kéo vợt theo hình số tám hoặc zíc zắc. Lưới sau khi được lấy lên khỏi mặt
nước được lắc đều để chỉ giữ lại phần động vật có kích thước lớn hơn 50 µm năm phía
trong lưới. Sau đó, chuyển phần mẫu thu được vào bình đựng mẫu và cố định ngay lập
tức với dung dịch formaldehyde 4% (thực hiện bằng cách thêm vào mẫu một lượng dung
dịch formaldehyde 38% cho tới khi mẫu đạt 4% formaldehyde).
2.2.2. Phân loại Trùng bánh xe
Phương pháp kiểm tra mẫu chi tiết được thực hiện bằng cách lấy các mẫu phụ
(subsamples). Các mẫu phụ được phân chia bằng cách sử dụng các micropipet miệng
rộng sau khi đảm bảo mẫu được lắc đều. Mỗi mẫu phụ được cho vào buồng đếm thủy

ho

ai

D

tinh có kích thước 50x20x1 mm, và sẽ được quan sát dưới các vật kính 10x và 20x của
kính hiển vi Olympus CH30. Mẫu vật Luân trùng được tách ra và cho vào một lam kính,
sau đó được nhỏ một giọt glycerine. Sau đó, các mẫu vật được chọn được chuyển lên

cD

trên một lam kính mới bằng micropipet để phân tích chi tiết hơn. Do đó, các mẫu vật có
thể được kiểm tra ở độ phóng đại 400 lần mà khơng dùng lamen. Các tài liệu chính được

g

an

aN

sử dụng trong việc định loại Trùng bánh xe bao gồm: Koste (1978a, 1978b), Koste &
Shiel (1987, 1989a, 1989b, 1990a, 1990b), Shiel & Koste (1992), Nogrady & Pourriot
(1995), Segers (1995a, 1995b, 2002a, 2002b), De Smet (1997, 2002), Jose de Paggi
(2002), Hollowday (2002), và Radwan & Bielańska-Grajner (2002). Quá trình định loại
sử dụng hệ thống phân loại của Segers (2007b).
2.2.3. Số hóa số liệu trắc sinh học và hình dạng học
Hình ảnh mẫu vật được chụp dưới kính hiển vi quang học BX51 có lắp đặt camera
DP12. Dữ liệu hình ảnh được đo đạc kích thước bằng phần mềm ImageJ (Rasband,
1997) và số hóa các điểm chuẩn loại (landmarks) bằng phần mềm tpsDig (Rohlf, 2010).
2.2.4. Phương pháp phân tích số liệu
Tất cả các phân tích thống kê được tiến hành với phần mềm R, sử dụng một số gói
phân tích chun dụng (packages): vegan (Oksanen & cs., 2013), geomorph (Adams &

Otárola-Castillo, 2013) và shapes (Dryden, 2014). Phần mềm ứng dụng được viết trên
môi trường R và java.

8


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đa dạng loài Trùng bánh xe thuộc họ Lecanidae tại một số tỉnh miền Trung
Việt Nam
3.1.1. Thành phần loài
Qua khảo sát các mẫu vật được thu thập tại các thủy vực nước ngọt thuộc các tỉnh:
Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu đã ghi nhận 71 loài Luân
trùng thuộc họ Lecanidae với tên khoa học được thể hiện tại Bảng 3.1. Tổng số lượng
loài ghi nhận được trong nghiên cứu này đạt đến 43,56% trong tổng số 163 loài Luân
trùng họ Lecanidae đã được ghi nhận và mô tả trên toàn cầu (Segers, 1995). Đây cũng
là nghiên cứu đầu tiên tập trung vào họ Lecanidae tại Việt Nam, mặc dù vai trò của
chúng trong cấu trúc và chức năng của quần xã Luân Trùng đã được đề cập trong các
nghiên cứu trước đó.
Bảng 3.1. Thành phần lồi họ Lecanidae trong các thủy vực nghiên cứu.

D

1. Lecane abanica Segers, 1994

18. Lecane doryssa Harring, 1914

ai

2. Lecane acanthinula (Hauer, 1938)

19. Lecane elsa (Hauer 1931)

ho

20. Lecane eswari Dhanapathi, 1976

4. Lecane agilis (Bryce, 1892)

21. Lecane furcata (Murray, 1913)

5. Lecane arcula Harring, 1914

22. Lecane grandis (Murray 1913)

aN

cD

3. Lecane aculeata (Jakubski, 1912)

6. Lecane batillifer (Murray, 1913)

23. Lecane haliclysta Harring & Myers,
1926

an

7. Lecane bifurca (Bryce, 1892)

24. Lecane hamata (Stokes, 1896)

9. Lecane bulla (Gosse, 1851)

25. Lecane hastata (Murray 1913)

10. Lecane climacois Harring & Myers,
1926

26. Lecane hornemanni (Ehrenberg,
1834)

11. Lecane closterocerca (Schmarda,
1859)

27. Lecane inermis (Bryce, 1892)

g

8. Lecane blachei Bērziņš, 1973

12. Lecane cornuta (Müller, 1786)

29. Lecane isanensis Sanoamuang &
Savatenalinton, 2001

13. Lecane crepida Harring 1914
14. Lecane curvicornis (Murray, 1913)
15. Lecane decipiens (Murray, 1913)
16. Lecane donneri Chengalath
Mulamoottil, 1974

28. Lecane inopinata Harring & Myers,
1926

&

17. Lecane dorysimilis Trinh Dang,
Segers & Sanoamuang, 2015

30. Lecane junki Koste, 1975
31. Lecane kunthuleensis Chittapun,
Pholpunthin & Segers, 2003
32. Lecane lateralis Sharma, 1978
33. Lecane leontina (Turner, 1892)
9


34. Lecane ludwigii (Eckstein, 1883)

53. Lecane ruttneri Hauer, 1938

35. Lecane luna (Müller 1776)
36. Lecane lunaris (Ehrenberg, 1832)

54. Lecane scutata (Harring & Myers,
1926)

37. Lecane minuta Segers, 1994

55. Lecane signifera (Jennings 1896)

38. Lecane mitis Harring & Myers,
1926

56. Lecane simonneae Segers, 1993

39. Lecane monostyla (Daday, 1897)

58. Lecane spiniventris Segers, 1994

40. Lecane namatai Segers & Mertens,
1997

59. Lecane stenroosi (Meissner 1908)

41. Lecane nitida (Murray, 1913)

61. Lecane subtilis Harring & Myers,
1926

57. Lecane sola Hauer, 1936

60. Lecane stichoclysta Segers, 1993

42. Lecane obtusa (Murray 1913)
43. Lecane papuana (Murray 1913)

62. Lecane superaculeata Sanoamuang
& Segers

44. Lecane paxiana Hauer, 1940

63. Lecane syngenes (Hauer, 1938)

D

45. Lecane pertica Harring & Myers,
1926

64. Lecane tenuiseta Harring, 1914

ai

46. Lecane phapi Trinh Dang 2019

ho

65. Lecane thailandensis Segers &
Sanoamuang, 1994

47. Lecane punctata (Murray, 1913)

66. Lecane thalera (Harring & Myers,
1924)

49. Lecane quadridentata (Ehrenberg,
1830)

67. Lecane thienemanni (Hauer, 1938)
68. Lecane undulata Hauer, 1938

an

50. Lecane rhenana Hauer, 1929

aN

cD

48. Lecane pyriformis (Daday, 1905)

69. Lecane unguitata (Fadeev, 1925)

52. Lecane robertsonae Segers, 1993

71. Lecane yatseni Wei & Xu, 20

g

51. Lecane rhytida Harring & Myers,
1926

70. Lecane ungulata (Gosse, 1887)

10


3.1.2. Mức độ đa dạng

D

Hình 3.1. Đường cong tích lũy và các chỉ số ước đốn độ giàu lồi Ln trùng
thuộc họ Lecanidae tại một số tỉnh miền Trung Việt Nam.

cD

ho

ai

Đường cong tích lũy lồi và chỉ số ước đốn độ giàu loài được sử dụng để đánh
giá tiềm năng đa dạng loài Luân trùng tại khu vực nghiên cứu (Hình 3.1). Kết quả phân
tích cho thấy, mức độ đa dạng loài khá cao của khu vực nghiên cứu thể hiện qua hệ số
góc của đường cong tích lũy lồi đạt giá trị 16,02 và trung bình cứ mỗi địa điểm thu mẫu

g

an

aN

có khoảng 1 lồi ghi nhận mới cho khu vực nghiên cứu. Các chỉ số ước đoán (Bootstrap,
Chao 2 và Jacknife 2 index) dự báo rằng với kích thước mẫu tương đương trong nghiên
cứu này, tổng số loài thực tế có thể thu được sẽ lớn hơn so với số loài đã định danh, đạt
đến 76,26 (sd = 3,46); 80,97 (sd = 8) và 86,83 loài lần lượt theo các chỉ số ước đoán.
3.1.3. Độ tương đồng
Độ tương đồng về thành phần lồi Ln trùng họ Lecanidae có sự biến động giữa
các thủy vực nghiên cứu (Bảng 3.2). Trong đó, độ tương đồng cao được ghi nhận giữa
sơng Trường Giang, các hồ thuộc vùng đất cát ven biển tỉnh Quảng Nam và hồ Bàu
Thiềm tại Huế với giá trị chỉ số tương đồng (J) lần lượt là 0,55 (giữa sông Trường Giang

và các hồ ven biển tỉnh Quảng Nam); 0,52 (giữa sông Trường Giang và hồ Bàu Thiềm)
và 0,50 (giữa hồ Bàu Thiềm và các hồ ven biển tỉnh Quảng Nam), điều này có thể được
lý giải bởi sự gần gũi về mặt địa lý và sự tương đồng về đặc điểm môi trường của thủy
vực đều là các các thủy vực nằm trong vùng đất cát ven biển với sự đóng góp lớn về
thành phần lồi Ln trùng cát. Tiếp theo, độ tương đồng cao được ghi nhận giữa các
sông và các hồ tại Đà Nẵng (J = 0,46); giữa hồ Thủy Tiên và sông Như Ý tại Huế (J =
0,42); giữa hồ Phú Ninh tại Quảng Nam và các hồ tại Đà Nẵng (J = 0,40).
11


Ngược lại, độ tương đồng thấp được ghi nhận tại giữa sông Như Ý và sông Trường
Giang, các hồ ven biển tỉnh Quảng Nam (J = 0,14); giữa sông Như Ý và các sông tại
Đà Nẵng, hồ Bàu Thiềm lần lượt là : 0,15 và 0,16; giữa sông Trường Giang và các hồ
tại Đà Nẵng, hồ Phú Ninh lần lượt là 0,16 và 0,18. Các thủy vực có sự khác nhau về
thành phần lồi có thể một phần đóng góp bởi sự khác nhau về đặc điểm môi trường,
các yếu tố sinh thái vô sinh và hữu sinh, cấu trúc thủy vực, hoạt động dòng chảy và các
nguồn tác động,... tuy nhiên cần có thêm những hướng nghiên cứu chuyên sâu để khám
phá và làm rõ những vấn đề này, từ đó hiểu rõ hơn về cấu trúc quần xã họ Lecanidae ở
các điều kiện sống khác nhau.
Bảng 3.2. Chỉ số tương đồng (Jaccard index) giữa các thủy vực trong khu vực nghiên
cứu.

an

aN

cD

ho

ai

D
g

3.2. Đặc điểm chuẩn loại Trùng bánh xe thuộc họ Lecanidae ứng dụng trong
phương pháp phân tích hình dạng học
Tổng số 254 cá thể thuộc 29 loài họ Lecanidae được chọn lựa để phân tích sự biến
động và so sánh hình dạng giữa các lồi. Trong đó, chúng được chia thành các phân
nhóm dựa trên 2 đặc điểm chính gồm: kiểu chân (tách biệt, dính 1 phần hay dính tồn
phần), sự xuất hiện của gai trước (thiếu = 0 hoặc có = 1). Trên cơ sở đó, 29 loài họ
Lecanidae đã quan sát được phân vào 4 phân nhóm: nhóm 1 bao gồm tất cả các lồi với
đặc điểm chân dính hồn tồn; nhóm 2 gồm các lồi với đặc điểm chân dính 1 phần và
khơng có gai trước; nhóm 3 gồm các lồi với đặc điểm chân tách biệt hồn tồn và có
gai trước; nhóm 4 gồm các lồi có đặc điểm chân tách biệt hồn tồn và khơng có gai
trước (Hình 3.2).

12


ho

ai

D
Hình 3.2. Các lồi Lecane được chia vào các phân nhóm dựa trên 2 đặc điểm

cD

chính: các chân và gai trước (“AS”: gai trước, “1”: có, “0”: khơng có).

aN

3.2.1. Đa dạng hình thái các lồi Lecane bằng phương pháp hình thái học

g

an

Kết quả phân tích PCA cho thấy sự biến động về hình thái của các lồi thuộc họ
Lecanidae tương đối lớn. Trong đó, trục PC1 giải thích được 64% sự biến động về hình
thái, trục PC2 giải thích được 11,1% sự biến động về hình thái của các lồi thuộc họ
này. Trong tổng số 29 loài Lecane được phân tích về hình dạng kích thước, lồi Lecane
leontina có sự biến động về hình thái mạnh nhất (Hình 3.3), tiếp đến là các loài L.
ungulata, L. cuvicornis và L. hornermani. Trong khi đó, một số lồi L. rutneri, L. mitis
và L.aculeata có sự thay đổi về hình thái rất ít. Trong các chỉ tiêu về hình thái được sử
dụng để đánh giá, độ dài của vuốt (claw length) và kích thước lổ đầu ở tấm lưng (HawD)
có biến động mạnh nhất giữa các lồi phân tích, với trọng số ảnh hưởng lần lượt là 0,82
và 0,41.

13


ho

ai

D

Hình 3.3. Biểu đồ tương quan đa biến PCA áp dụng cho các thơng số sinh trắc của các

lồi thuộc họ Lecanidae.

cD

Phân tích tương quan đa biến MANOVA với kiểm định Hotelling cho các thơng
số hình thái (hay sinh trắc học) giữa các lồi trong trong mỗi nhóm cho thấy sự khác

aN

biệt có ý nghĩa giữa các nhóm này (giá trị p-value gần bằng 0 trong tất cả các nhóm,
bảng 3.3).

an

Sự biến động hình dạng giữa các nhóm được khảo sát bằng phương pháp phân tích

g

tương quan đa biến PCA, kết quả được trình bày trong hình 3.4. Sự biến động hình dạng
trong từng phân nhóm được giải thích tốt nhất bởi trục thành phần chính đầu tiên (PC1)
với 79,7% đối với nhóm 3; 74% đối với nhóm 4; 61% đối với nhóm 1 và 60% đối với
nhóm 2.
Hình dạng của các loài: L. unguitata, L. phapi, L. closterocerca, L. latissima, L.
ruttneri, L. subtilis, L. papuana, L. superaculeata, L. arcula, L. crepida, L. rhenana và
L. simonneae có ít sự biến động trong các cá thể quan sát được trong khi các loài L.
bulla, L. lunaris, L. hamata, L. hornemanni và L. leontina lại cho thấy những sự biến
động lớn. Phân tích khác biệt tuyến tính (Linear Discriminant Analysis - LDA) áp dụng
cho các thơng số sinh trắc của các lồi chỉ ra sự khác biệt trong hình dạng đáng kể giữa
các lồi trong mỗi phân nhóm (Hình 3.5). Hầu hết các lồi có thể được phân biệt dựa
trên hình thái khi đã xác định giá trị các thông số. Tuy nhiên, vẫn có vài sự trùng lặp

14


giữa các cặp như: L. phapi và L. lunaris; L. subtilis và L. tenuiseta; L. crepida, L.
superaculeata, L.arcula và L. aculeata; L. mitis và L. signifera.
Bảng 3.3. Phân tích MANOVA với kiểm định Hotelling áp dụng cho dữ liệu sinh trắc
giữa các nhóm khảo sát.
Df

Hotelling-

F

p-value

n

Lawley
6

116

122

<2,2e-16

59

Nhóm 2

2

91,041

79,661

<2,2e-16

22

Nhóm 3

7

148,41

112,07

< 2,2e-16

51

Nhóm 4

10

111,18

< 2,2e-16

75

ai

D

Nhóm 1

134,25

g

an

aN

cD

ho
Hình 3.4. Biểu đồ tương quan đa biến PCA áp dụng cho các thơng số sinh trắc của các
lồi trong mỗi nhóm (Các hình Ellipses thể hiện khoảng tin cậy 95% đối với các cá thể
của từng loài).

15


ai

D

ho

Hình 3.5. Phân tích khác biệt tuyến tính LDA áp dụng cho dữ liệu sinh trắc, các
loài được thể hiện bằng các ký hiệu khác nhau.

cD

3.2.2. Đa dạng hình thái các lồi Lecane bằng phương pháp hình dạng học

g

an

aN

Sự biến động của các điểm chuẩn loại (landmarks) của tất cả các lồi Lecane qua
phép phân tích Generalized Procrustes analysis được thể hiện trong hình 3.6. Kết quả
thu được cho thấy, các điểm điểm chuẩn loại nằm ở các đỉnh đầu phía cạnh của các tấm
bụng (L1 và L3) và tấm lưng (L7 và L9), cùng với kích thước lớn nhất của tấm bụng
(L4 và L6) và tấm lưng (L10 và L12) là những vị trí biến động nhiều nhất giữa các cá
thể.

16


ai

D
Hình 3.6. Sự biến động của các điểm chuẩn loại trong phân tích Procrustes (GPA).

ho

Kiểm định đa biến Hotelling-Lawley đối với giá trị trung bình của các thơng số

cD

hình dạng giữa các nhóm có sự khác biệt có ý nghĩa (df=255, p=0,001 <0,05). Chi tiết

g

an

aN

hơn, sự khác biệt hình dạng là lớn nhất giữa nhóm 1 và nhóm 3 (LD = 6,3), ngược lại
giữa nhóm 2 và nhóm 3 là nhỏ nhất (LD = 2,85) (Bảng 3.4). Trục giá trị khác biệt tuyến
tính đầu tiên (LD1) đối với các cá thể trong 4 nhóm Lecane cho thấy sự phân tách rõ
ràng giữa nhóm 1 với nhóm 2, nhóm 3 (Hình 3.7). Tuy nhiên, có sự chồng lấp đáng kể
khi xét đến trục giá trị khác biệt tuyến tính thứ hai (LD2).
Bảng 3.4. Giá trị khác biệt hình dạng giữa 4 nhóm Lecane.
Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 2

5,10

Nhóm 3

6,30

2,85

Nhóm 4

3,34

3,74

17

Nhóm 3

4,36


ai

D

Hình 3.7. Phân tích khác biệt tuyến tính LDA cho thấy sự khác biệt giữa các loài
Lecane trong 4 phân nhóm.

cD

ho

Ngồi ra, phương pháp Thin plate-spline (TPS) được sử dụng để giải thích một
cách trực quan sự biến đổi hình dạng của vỏ giáp giữa các phân nhóm thuộc họ

g

an

aN

Lecanidae. Như kết quả được hiển thị trong hình 3.8, sự tách nhóm hình dạng trong
nhóm 1 chủ yếu thiên về sự biến đổi ở gờ trước (anterior margin). Trong nhóm này, độ
rộng phần đầu của cả tấm lưng và tấm bụng có xu hướng hẹp hơn và phân giữa cạnh
trước (med-anterior margin) của cả 2 tấm lõm xuống. Xu hướng biến đổi về hình dạng
của vỏ giáp quan sát thấy ở nhóm 2 và nhóm 4 là tương tự. Trong đó, đỉnh của các góc
trên của tấm lưng và tấm bụng lại chồng lấp lên nhau. Đáng chú ý, độ rộng cực đại của
tấm bụng lại nằm ở phần dưới cơ thể trong nhóm 2, ngược lại ở nhóm 4 nó có xu hướng
nằm cao hơn, ở phần trên cơ thể. Hình dạng của các lồi trong nhóm 3 ít có sự tách biệt
nhất so với các nhóm cịn lại. Trong nhóm này, vỏ giáp (lorica) thn dài hơn, tấm lưng
và tấm bụng hẹp hơn.

18


D

Hình 3.8. Lưới xu hướng biến đổi hình dạng ở các phân nhóm thuộc chi Lecane.

cD

ho

ai

Kết quả phân tích MANOVA cho các biến động hình dạng từ các điểm chuẩn loại
dựa trên phương pháp hình dạng học cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa các lồi trong
4 phân nhóm (Bảng 3.5). Phân tích khác biệt tuyến tính được sử dụng để định lượng sự
khác biệt hình dạng giữa các lồi trong mỗi nhóm cho thấy, các lồi có hình dáng tương

an

aN

tự nhau sẽ nằm gần nhau trên biểu đồ. Sự tương quan hình dạng giữa các cá thể trong
mỗi lồi cũng được xác định và biểu diễn thơng qua hình elip thể hiện 95% độ tin cậy
đối với mỗi loài.

g

Kết quả cho thấy rằng các loài Lecane trong nhóm 1 và 2 là hồn tồn tách biệt
nhau về hình dạng của vỏ giáp (Hình 3.9). Trong nhóm 3, hầu hết các lồi cũng có thể
được xác định dựa trên hình dạng vỏ giáp, trừ một số cá thể thuộc lồi L. dorysimilis và
L. subtilis có một số sự trùng lặp. Hai lồi này có thể dễ dàng phân biệt được dựa trên
tấm chân (foot pseudosegment) của chúng và tỉ lệ độ dài của chân so với vuốt. Cụ thể,
tỉ lệ này ở L. dorysimilis là khoảng từ giá trị 0,8 - 1 và ở L. subtilis là 3 - 5. Trong nhóm
4, hình dạng vỏ giáp của L. pertica và L. signifera là rất giống nhau và ít có sự biến động
giữa các cá thể so với các nhóm cịn lại, thể hiện qua 2 hình elip 95% độ tin cậy của 2
loài này gần như chồng lên nhau và kích thước của chúng là khá nhỏ. L. pertica và L.
signifera chỉ có thể phân biệt được dựa vào đặc điểm đặc trưng về tấm chân (lồi và song
song hai bên) của L. pertica.

19

ai

D
cD

ho

Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện kết quả phân tích khác biệt tuyến tính dựa trên dữ liệu sinh
trắc, các loài khác nhau được biểu diễn bằng các ký hiệu khác nhau.
Bảng 3.5. MANOVA với kiểm định Hotelling áp dụng cho dữ liệu hình dạng giữa các

aN

nhóm.

Nhóm 1

5

126,19

Nhóm 2

2

Nhóm 3
Nhóm 4

F

p

n

45,93372

<2,2e-16

57

1036

51,79998

<2,2e-16

22

7

177,75

34,64257

<2,2e-16

48

10

165,62

44,05518

<2,2e-16

74

g

Hotelling-Lawley

an

Df

20


3.3. Phần mềm phân loại tự động các loài Lecane bằng phương pháp phân tích
hình dạng học
3.3.1. Tiến trình phân tích hình dạng học trên phần mềm

g

an

aN

cD

ho

ai

D
Hình 3.10. Sơ đồ tiến trình phân tích trên phần mềm.
Bước 0. Cài đặt các phần mềm thành phần

Bước 1. Số hóa dữ liệu bằng phần mềm imagej
Bước 2. Nhập dữ liệu vào R
Bước 3. Phân tích và biểu diễn dữ liệu hình dạng học
Bước 4. Dự đốn lồi

21


3.3.2. Kết quả định danh bằng phần mềm
Để kiểm tra khả năng định danh một cá thể họ Lecanidae chưa biết dựa trên đặc
điểm hình dạng, một mơ hình khác biệt tuyến tính (lda{MASS}) đã được chúng tơi áp
dụng. Mơ hình khác biệt tuyến tính này được xây dựng dựa trên dữ liệu hình thái và hình
dạng học của mỗi nhóm lồi Lecane. Các dữ liệu của các cá thể chưa biết được thu thập,
xác định các điểm chuẩn loại và xoay các điểm này theo các vector của mô hình đã được
xây dựng cho mỗi nhóm Lecane. Sau đó, các thơng số hình dạng của cá thể chưa biết sẽ
được tính tốn và một dự đốn định danh sẽ được đưa ra thơng qua mơ hình
predict.lda{MASS}. Q trình dự đoán được viết trong một hàm chức năng mới:
sizepredict() đối với dữ liệu hình thái và shapepredict() cho dữ liệu hình dạng học.
Ba cá thể Lecane gồm Lecane closterocerca, L. aculeata và L. signifera từ Rotifera
Collection của F.J. Myers (Jersabek & cs., 2003) được chọn làm mẫu chưa biết. Chúng

ai

D

được gán tên lần lượt là là unknown1, unknown2 và unknown3. Dựa trên mơ hình sinh
trắc, kết quả dự đốn được thể hiện trong đoạn “script” sau:
> sizepredict(metricmodel, unknown1)
L.closterocerca L.hamata

ho

[1] 99,88536

7,125644e-05

> sizepredict(metricmodel, unknown2)

[1] 63,59659 36,40341 3,135366e-10

g

an

L.arcula L.aculeata L.crepida

aN

cD

0,1145631

L.lunaris

> sizepredict(metricmodel, unknown3)
L.signifera L.pertica L.mitis
[1] 100 4,721487e-10 2,396448e-11

Kết quả từ sizepredict chỉ ra rằng 2 cá thể chưa biết được định danh chính xác dựa
trên dữ liệu sinh trắc. Cụ thể, unknown1 được xác định là L. closterocerca (tương đồng
99,88%) và unknown3 được định danh là L. signifera (tương đồng 100%). Trong khi đó,
unknown2 được cho là L. arcula (tương đồng 63,6%) hoặc L. aculeata (36,4%).
Kết quả những dự đoán dựa trên dữ liệu hình dạng học được trình bày ở đoạn
“script” bên dưới. Trong phương pháp này, chỉ 1 cá thể chưa biết đã được định danh
chính xác là unknown3 với kết quả là L. signifera và độ tương đồng đạt 99,94%. Ngược

22