Giáo trình Động và thực vật thuỷ sinh (Nghề Bệnh học thuỷ sản Trung cấp)

Môn học này hỗ trợ cho các môn chuyên ngành như Kỹ thuật nuôi cá nước ngọt, Kỹ thuật sản xuất giống cá nước ngọt, Quản lý dịch bệnh thủy sản,… - Tính chất của Môn học: Môn học trình bày

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP

(Ban hành kèm theo Quy ết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm 2017

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017

I

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

II

LỜI GIỚI THIỆU

Động và thực vật thủy sinh có một vai trò quan trọng trong nuôi trồng thủy sản trong đó nổi bật là động vật nổi và tảo Chúng được xem là nguồn thức

ăn tự nhiên không thể thiếu cho các động vật thủy sản đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng Tuy nhiên, một số giống loài tảo hay động vật nổi lại gây nhiều tác hại cho môi trường Điển hình như tảo lam khi nở hoa gây chết cá hay hiện tượng thủy triều đỏ do tảo giáp gây ra Việc tìm hiểu về đặc điểm, cấu tạo, phân loại

và vai trò của một số ngành tảo hay động vật nổi là rất cần thiết đối với sinh viên ngành nuôi trồng thủy sản

Chương giảng Động và thực vật thủy sinh được viết cho sinh viên cao đẳng, trung cấp ngành Nuôi trồng thủy của trường Cao đẳng cộng đồng Đồng Tháp Động và thực vật thủy sinh là môn học không thể thiếu trong chương trình học Nuôi trồng thủy sản Học phần cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về động thực vật thủy sinh, xác định được những sinh vật chỉ thị và đánh giá được chất lượng môi trường nước Bên cạnh đó, sinh viên có thể biết một số loài động thực vật là nguồn thức ăn tốt cho tôm cá Từ đó có những vận dụng vào những học phần chuyên sâu hơn hay có thể vận dụng vào thực tế sau này

Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thiện Chương giảng nhưng chắc chắn cũng không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô, các bạn đồng nghiệp để Chương giảng được hoàn chỉnh hơn

Đồng Tháp, ngày… tháng năm 2017

Chủ biên

Lê Thị Mai Anh

III

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU ii

CHƯƠNG 1 1

NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG VỀ THỰC VÀ ĐỘNG VẬT THỦY SINH 1

1 Đặc điểm chung của thực vật thủy sinh (tảo) 1

1.1 Đặc điểm cấu tạo cơ thể tảo 1

1.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản của tảo 7

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tảo 9

1.4 Vai trò, tác hại và biện pháp hạn chế tác hại của tảo 11

2 Đặc điểm chung của động vật thủy sinh 15

2.1 Các khái niệm về động vật thủy sinh 15

2.2 Vai trò của động vật thuỷ sinh 17

3 Phương pháp nghiên cứu 19

4 Thực hành 19

CHƯƠNG 2 22

ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ NGÀNH TẢO 22

1 TẢO LAM 22

1.1 Hình dạng và cấu tạo 22

1.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản 24

1.3 Phân bố và vai trò 25

2 TẢO LỤC 28

2.1 Hình dạng và cấu tạo 28

2.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản 29

2.3 Phân bố và vai trò 30

3 TẢO KHUÊ 32

3.1 Hình dạng và cấu tạo 32

3.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản 34

3.3 Phân bố và vai trò 36

4 TẢO MẮT 37

IV

4.1 Hình dạng và cấu tạo 37

4.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản 38

4.4 Phân bố và vai trò 39

5 TẢO GIÁP 39

5.1 Hình dạng và cấu tạo 39

5.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản 41

5.3 Phân bố và vai trò 41

6 Thực hành 42

6.1 Phân tích định tính thành phần giống loài tảo ở một số thủy vực 42

6.2 Phân tích định lượng mật độ tảo ở một số thủy vực 43

CHƯƠNG 3 45

ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ NGÀNH ĐỘNG VẬT NỔI 45

1 Ngành động vật nguyên sinh 45

1.1 Đặc điểm chung 45

1.2 Một số giống loài thường gặp 51

2 Lớp trùng bánh xe 63

2.1 Đặc điểm chung 63

2.2 Một số giống loài thường gặp 68

3 Bộ giáp xác râu ngành 71

3.1 Đặc điểm chung 71

3.2 Một số giống loài thường gặp 74

4 Lớp phụ chân mái chèo 80

4.1 Đặc điểm chung 80

4.2 Một số giống loài thường gặp 83

5 Thực hành 86

5.1 Phân tích định tính thành phần giống loài động vật nổi ở một số thủy vực 86

5.2 Phân tích định lượng mật độ động vật nổi ở một số thủy vực 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

- Vị trí của Môn học: là Môn học cơ sở ngành bắt buộc trong chương trình

cao đẳng Nuôi trồng thủy sản Môn học này hỗ trợ cho các môn chuyên ngành

như Kỹ thuật nuôi cá nước ngọt, Kỹ thuật sản xuất giống cá nước ngọt, Quản lý

dịch bệnh thủy sản,…

- Tính chất của Môn học: Môn học trình bày đặc điểm, cấu tạo, dinh

dưỡng, sinh sản, phân loại và vai trò của một số ngành động thực vật nổi thường

gặp trong nuôi thủy sản

Mục tiêu Môn học:

Sau khi học xong học phần này sinh viên đạt được:

- Về kiến thức:

+ Hiểu được cấu tạo, dinh dưỡng, sinh sản, phân loại của động thực vật nổi

+ Trình bày vai trò và tác hại của động thực vật thủy sinh trong thủy sản

+ Mô tả được các biện pháp quản lý động và thực vật nổi trong nuôi thủy

sản

- Về kỹ năng:

+ Thực hiện được phương pháp thu và bảo quản mẫu động thực vật nổi

+ Nhận biết được một số giống, loài động thực vật là nguồn thức ăn tự

nhiên hay các loài có hại cho thủy sản

+ Xác định được mật độ động thực vật nổi ở các thủy vực nước

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: có năng lực tự làm việc độc lập và

chịu trách nhiệm liên quan đến nội dung về động thực vật nổi trong thủy sản

Nội dung Môn học :

VI

g số

Lý thuyết hành, Thực

thí nghiệm, thảo luận, Chương tập

Kiểm tra (định kỳ)/Ôn thi/ Thi kết thúc Môn học

1 Chương 1: Những kiến thức chung

1

CHƯƠNG 1 NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG VỀ THỰC VÀ ĐỘNG VẬT THỦY

SINH MH11-01 Giới thiệu:

Động và thực vật thủy sinh có một vai trò quan trọng trong nuôi trồng thủy sản trong đó nổi bật là động vật nổi và tảo Chương 1 trong Môn học này trình bày về đặc điểm, cấu tạo, phương pháp nghiên cứu, lợi ích cũng như tác hại nói chung của tảo và động vật nổi, đặc biệt đối với ngành nuôi trồng thủy sản

Mục tiêu:

- K iến thức:

+ Hiểu được những kiến thức cơ bản về động thực vật thủy sinh cũng như vai trò và tác hại của chúng trong thủy sản

+ Trình bày phương pháp thu và bảo quản mẫu động và thực vật nổi

- Kỹ năng: thực hiện được cách thu và bảo quản mẫu khi nghiên cứu về động và thực vật nổi

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: có năng lực tự làm việc độc lập hay

làm việc nhóm, có trách nhiệm với công việc được giao

Nội dung Chương:

1 Đặc điểm chung của thực vật thủy sinh (tảo)

1.1 Đặc điểm cấu tạo cơ thể tảo

a Vị trí và khái niệm

Sinh vật trên trái đất rất đa dạng và phong phú biểu hiện ở các loài và các cấp độ tổ chức từ thấp lên cao Từ lâu người ta đã xác lập được 2 dạng tổ chức tế bào:

- Dạng có nhân nguyên thủy, có tổ chức còn nguyên thủy, chưa có màng nhân (procaryota) bao gồm vi khuẩn và tảo lam

- Dạng tế bào có nhân chính thức (Eukaryota) bao gồm ba giới là giới động vật, giới nấm và giới thực vật

Môi trường sống của tảo rất đa dạng, từ những vũng nước nhỏ đến đại dương bao la, sống phiêu sinh hay sống bám hoặc sống đáy trong nước Một điều đặc biệt là tảo không những chỉ sống trong nước mà còn có thể sống trong không khí, trong đất,… Trong Chương giảng này, chỉ nói chủ yếu về nhóm vi tảo sống phiêu sinh trong nước

b Hình dạng và cấu trúc

Tảo có kích thước rất nhỏ, phải quan sát dưới kính hiển vi mới nhận dạng được Nếu dựa vào kích thước để phân chia tảo thì sẽ có các nhóm sau đây:

Tảo có rất nhiều hình dạng khác nhau:

- Dạng hình cầu như: Chlorella, Chlorococcum, Coscinodiscus

- Dạng hình thuôn hay quả chanh dài như: Oocystis, Lagerheimia

- Dạng hình trụ, ống như Hydrodiction

- Dạng đa bào hình sợi phân nhánh hoặc không phân nhánh như: Oscilatoria, Hapalosiphon

Hình 1.1 Một số hình dạng của tảo (Nguồn: www.botany.hawaii.edu)

- Hình kim thẳng hoặc cong do phần cuối tế bào thu nhỏ lại như: Tetradesmus, Synedra

- Cơ thể kéo dài ra và có mấu nhọn ở những loài sống bám như: Characium, Pseudocharacium

- Tế bào có thêm các mấu bên, lông cứng hay gai ở những tảo sống trôi nổi như: Scenedesmus, Chaetoceros

4

Xét về mặt cấu trúc, cơ thể tảo có các dạng sau:

- Dạng monas: là cấu trúc đơn giản, các tế bào có roi, có thể di chuyển, sống cô độc hay thành tập đoàn (tập đoàn này gồm nhiều tế bào liên kết với nhau, giống nhau về hình dạng và nhiệm vụ)

- Dạng amip: các tế bào không có màng cứng, không có roi, chuyển động bằng chân giả (giống như amip)

- Dạng pamella: nhiều tế bào được bao trong một bao nhầy chung nhưng sống độc lập không phụ thuộc với nhau

- Dạng coccos (dạng hạt): tế bào không vận động, đơn độc hay liên kết nhau trong tập đoàn

- Dạng bản hay dạng phiến: các tế bào phát triển và liên kết nhau thành phiến gồm có một hay nhiều tế bào

- Dạng sợi: các tế bào liên kết thành sợi, phân nhánh hoặc không phân nhánh

c Cấu tạo tế bào

Cấu trúc của tảo nói chung cũng giống như giới thực vật nói chung bao gồm vách tế bào bên ngoài, bên trong gồm các bào quan như nhân, ti thể, ribosome, sắc tố,…

Tế bào chất

- Tế bào chất là thành phần chính của các cơ thể tảo đơn bào cũng như

đa bào Đó là những chất nhầy trong suốt, dạng hạt, không màu, chứa đầy bên trong vách tế bào

- Tế bào chất là nơi tiến hành sự trao đổi chất giữa các thành phần của tế bào, biểu hiện sự tăng trưởng, hô hấp, vận động và sinh sản của tế bào

- Tế bào chất có tính chuyển động, tính đàn hồi, tính bán thấm Thành phần thay đổi theo môi trường bên ngoài

- Trong tế bào chất gồm có nhân, lục sắc thể, ty thể, ribosom và các thể màu khác Thành phần hóa học bao gồm phần lớn là nước (50 - 82%), còn lại

là vật chất khô (protein, lipid, glucid, vitamin)

 Ti thể là bào quan hô hấp của tế bào Là những thể hình túi, có nhiều

và rải rác khắp bào tương, đặc biệt tập trung nhiều ở nơi hoạt động mạnh trong tế bào

 Không bào: ở một số động vật đơn bào, không bào là bào quan thực

sự như không bào tiêu hóa, không bào Chương tiết nước cho tế bào Ở thực vật không bào chứa chất dự trữ, nói chung chúng đều chứa đầy dịch

Nhân

Nhân là cơ quan rất quan trọng, là thành phần bắt buộc của tất cả tế bào động vật cũng như thực vật, là trung tâm của các quá trình hoá học, điều khiển các hoạt sống của tế bào Mỗi tế bào thường chỉ có một nhân, nhưng cũng có tế bào có 2 -3 nhân hoặc nhiều hơn (như tảo Hydrodiction)

Cấu trúc nhân của tảo cũng không sai khác so với thực vật bậc cao bao gồm màng nhân, dịch nhân, hạch nhân và mạng lưới nhiễm sắc thể

S ắc tố, sắc thể

6

Sắc tố

Hệ số sắc tố của tảo bao gồm các dạng Chlorophyll, phycobiliprotein, carotinoid, perinidin Chlorophyll có ở tất cả các loài thực vật và hầu hết các nhóm tảo Chlorophyll bao gồm các dạng a, b, c, d, chúng khác nhau ở các loài tảo khác nhau

- Chlorophyll a: tất cả các loài tảo và thực vật bậc cao

- Chlorophyll b: tảo lục, tảo vòng, tảo mắt và thực vật bậc cao

- Chlorophyll c: tảo nâu, tảo vàng, tảo khuê, tảo giáp

- Chlorophyll d: tảo hồng

Sắc tố phụ phycobiliprotein có hai dạng ở tảo lam là phyccoerythin và phycocyanin Carotinoid có ở tất cả các ngành tảo, peridinin có ở tảo giáp Mỗi ngành tảo đều có sắc tố chính và sắc tố phụ khác nhau Chính sự phối trộn của những sắc tố ấy mà tạo nên màu sắc đặc trưng của mỗi ngành tảo

Trong quá trình quang hợp các Chlorophyll đóng vai trò thu nạp lượng

tử ánh sáng, truyền năng lượng hấp thụ được cho các trung tâm phản ứng, ở

đó xảy ra các phản ứng quang hóa để khử CO2

Sắc thể

Sắc thể của tảo có cấu tạo như ở thực vật, gồm hai lớp màng bao bọc, bên trong có chất nền (stroma) cùng với hệ thống các túi dẹt gọi là thylakoid Các thylakoid xếp chồng lên nhau tạo thành loại cấu trúc giống như grana ở thực vật Trên màng của thylakoid có nhiều sắc tố (chlorophyll) và các enzyme tham gia vào quá trình quang hợp

Ngoại trừ tảo lam chứa sắc tố trong tế bào chất, các loài tảo khác đều chứa sắc tố trong sắc thể Sắc thể có các dạng như dạng chén (Chlorella), dạng bản, dạng sao (Spirogyra), dạng ống, dạng lưới (Hydrodictyon)

7

những đặc điểm để phân biệt các ngành tảo với nhau Tế bào tảo thường có một, hai, ba, bốn đôi khi có đến tám roi (tảo mắt, tảo lục) Roi có thể bằng hoặc không bằng nhau, có cấu tạo nhẵn hay có lông Nhìn chung, tất cả những tảo có roi đều chuyển động không ngừng, tốc độ chuyển động có thể đạt 5 –

10 m/ngày

Điểm mắt

Điểm mắt là một chấm đỏ ở gần gốc roi Màu của điểm mắt là do có sắc

tố thuộc nhóm carotenoid Chức năng của điểm mắt là cảm thụ ánh sáng, định hướng cho cơ thể trong môi trường sống

1.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản của tảo

1.2.1 Phương thức dinh dưỡng

Tảo nói chung có các kiểu dinh dưỡng như tự dưỡng thông qua quá trình quang hợp, dị dưỡng lấy nguồn dinh dưỡng từ bên ngoài môi trường, một số loài tảo có cả hình thức tự dưỡng và dị dưỡng

a Tự dưỡng (quang hợp)

Giống như thực vật bậc cao, quang hợp ở tảo là hiện tượng chuyển hoá khí carbonic và nước, dưới sự hiện diện của ánh sáng và sắc tố để tạo thành các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng

Thông qua quá trình quang hợp, tảo tự cung cấp chất hữu cơ dự trữ cho bản thân thân mình, đồng thời tạo ra khí oxy cung cấp cho thủy vực Thông thường, cường độ ánh sáng mặt trời gia tăng từ 0 vào trước lúc bình minh và đạt cực đại vào lúc giữa trưa (14:00 – 16:00) Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh gia tăng khi cường độ bức xạ mặt trời gia tăng và sẽ giảm khi cường độ bức xạ giảm Sự quang hợp của thực vật thủy sinh không thể thực hiện được khi cường độ ánh sáng thấp hơn 1%

b Dị dưỡng

Khi không có ánh sáng, một số loài tảo có khả năng sử dụng một số chất hữu cơ mà không cần quang hợp Đây là hình thức dinh dưỡng dị dưỡng, bao gồm các dạng sau:

- Dị dưỡng hoại sinh: sử dụng chất hữu cơ hòa tan trong nước để tổng hợp chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể, như tảo mắt sống hoại sinh nhờ thẩm thấu hoặc nuốt thức ăn

8

- Dinh dưỡng ký sinh: sử dụng chất dinh dưỡng của ký chủ và sống nương nhờ ký chủ Tảo mắt ký sinh trong ruột của động vật hay tảo Chlorotrichium ký sinh trên biểu bì lá bèo tấm

- Dinh dưỡng cộng sinh: Chlorella sống cộng sinh trong ruột của

Amoeba viridis, Anabaena azollae sống cộng sinh ở bề mặt dưới bèo Azolla,

Anabaena cycadae sống cộng sinh với rể cây thiên tuế

c Dinh dưỡng hỗn dưỡng

Khi môi trường có đầy đủ chất dinh dưỡng, một số tảo mắt ở trong tối dinh dưỡng kiểu động vật, ngoài sáng thì quang hợp như thực vật

d Sự hô hấp ở tảo

Hô hấp được xem như là tiến trình ngược với tiến trình quang hợp, trong

đó các hợp chất hữu cơ (C6H12O6) được chuyển hoá ngược trở lại thành khí carbonic, đồng thời phóng thích nước và giải phóng năng lượng Phương trình tổng quát như sau:

C6H12O6 + 6 H2O + 6O2 -> 6 CO2 + 12 H2O + E (năng lượng) Hiện tượng hô hấp xảy ra nhằm cung cấp năng lượng để duy trì đời sống của tảo Các năng lượng này được sử dụng trong việc tổng hợp protein, các chất béo, các dạng carbohydrate như tinh bột, cellulose… và các hợp chất hữu

cơ khác rất cần thiết trong quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo

1.2.2 Phương thức sinh sản của tảo

Sinh sản là biểu hiện dễ nhận thấy ở tất cả các loài sinh vật "Sinh vật sinh ra sinh vật" và "tế bào sinh ra tế bào" Các sinh vật nhỏ bé như tảo có tốc

độ sinh sản nhanh Các hình thức sinh sản của sinh vật nói chung bao gồm vô tính và hữu tính Tảo là những sinh vật bậc thấp nên có thêm hình thức sinh sản là dinh dưỡng Sinh sản hữu tính chỉ có ở một số giống loài, tuy nhiên nhờ hình thức sinh sản này mà tạo nên sự đa dạng lớn của tảo

Sinh sản dinh dưỡng của tảo xảy ra trong điều kiện môi trường thuận lợi Đây là hình thức sinh sản đơn giản, thực hiện bằng cách phân chia cơ thể thành những phần riêng rẽ như phân chia tế bào theo chiều dọc hay chiều ngang, tảo dạng tập đoàn thì hình thành các tập đoàn con, tảo dạng sợi thì có thể đứt đoạn tự nhiên

9

Tảo đoạn ở Oscillatoria Phân chia tế bào ở Euglena

Sinh sản vô tính của tảo là hình thức sinh sản xảy trong điều kiện môi trường sống không thuận lợi, được thực hiện bằng cách hình thành các bào tử chuyên hoá như động bào tử, bất động bào tử, bào tử nghỉ và nang Những dạng bào tử này đều có chung một đặc điểm là chịu được điều kiện bất lợi của môi trường trong một khoảng thời gian dài, khi điều kiện môi trường thuận lợi

Sinh sản hữu tính chỉ có ở một số giống loài tảo Quá trình sinh sản hữu tính thì sẽ phát triển thành cơ thể mới được thực hiện bằng những tế bào chuyên hóa gọi là giao tử Có hai loại giao tử là giao tử đồng tản và giao tử dị tản Hai giao tử kết hợp thành một tế bào gọi là hợp tử, ở hợp tử này có sự tiếp hợp chất nguyên sinh và nhân từ hai giao tử Hợp tử sau đó nảy mầm thành cá thể mới

Các kiểu sinh sản hữu tính:

- Đẳng giao: hai giao tử giống nhau về hình dạng và kích thước

- Dị giao: hai giao tử giống nhau về hình dạng nhưng khác nhau về kích thước, giao tử cái lớn hơn giao tử đực

- Noãn giao: hai giao tử khác nhau cả về hình dạng và kích thước, giao

tử đực chuyển động có kích thước nhỏ hơn được gọi là tinh trùng, giao tử cái không chuyển động và có kích thước lớn hơn được gọi là noãn cầu

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tảo

Độ muối là một trong những nhân tố ảnh hưởng đến sự phân bố thành phần loài tảo Ở những vùng ven biển trước cửa sông Cửu Long với độ muối

cao, các chi tảo silic trung tâm và tảo giáp (Biddulphia, Nitzschia, Chaetoceros, Creratium…) phát triển rất phong phú Khi vào sâu trong kênh,

10

rạch với độ mặn thấp những loài tảo này giảm về số lượng và mật độ, ngược lại nhóm tảo lam, tảo silic lông chim tăng dần, đặc biệt những loài trong

giống Oscillatoria phát triển mạnh ở những nơi có độ mặn nhỏ hơn 10‰

Mật độ tảo ở vùng cửa sông Cửu Long dao động từ 11,4x104đến 3,1x106

tế bào/m3 Tại những nơi có độ muối khoảng 20‰ và độ trong cao số lượng tế bào tảo khoảng 106 – 3x106 tế bào/m3 Số lượng này giảm khi độ trong thấp còn 105 – 2,4x105 tế bào/m3 Mật độ tảo còn biến động theo mùa, vào mùa khô, mật độ tảo ở sông Tiền và sông Hậu thường cao hơn mùa khô gấp 4 đến

6 lần Mật độ tảo bình quân trong năm của sông Tiền là 224.997 tế bào/L, đối với sông Hậu là 160.625 tế bào/L

Ánh sáng là nhân tố sinh thái rất quan trọng, vừa giới hạn vừa điều chỉnh

sự tồn tại và phát triển của sinh vật Ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến sự phân tầng của tảo Phần lớn tảo tập trung ở tầng mặt, tầng sâu chỉ có các loài tảo ưa ánh sáng yếu cư trú Tảo lục phân bố ở tầng mặt, tảo khuê thì ở độ sâu hơn, tảo đỏ thì phân bố sâu hơn nữa

Nhiệt độ của nước nhận được từ nguồn bức xạ của mặt trời, nguồn nhiệt

từ không khí, trầm tích,… Nhiệt độ là yếu tố quan trọng cho sự phát triển của tất cả các sinh vật Nhiệt độ thay đổi theo mùa nên thành phần giống loài tảo cũng thay đổi theo mùa Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của phần lớn tảo

là 25- 35oC Nhiệt độ cao làm tổn hại tế bào và còn ảnh hưởng đến sự sinh sản của tảo Tuy nhiên, cũng có một số loài tảo có thể chịu đựng với điều kiện nhiệt độ rất thấp hoặc rất cao Ví dụ như một số loài tảo lam có thể sống và quang hợp ở nhiệt độ khoảng 650C, hay giống Nostoc ở nhiệt độ - 830 vẫn tồn

tại

Muối dinh dưỡng quan trọng nhất đối với tảo và các loài thực vật thủy sinh là muối nitơ, muối phospho Muối silic thường chỉ quan trọng đối với tảo khuê để tạo vỏ Một số muối vi lượng rất cần thiết cho sự tăng trưởng của tảo như Fe, Mn, Zn, Cu và Co Những nguyên tố này tham gia vào các thành phần các enzyme, trực tiếp giúp cho các phản ứng sinh hóa xảy ra trong

quang hợp

Muối nitơ: nitơ xâm nhập vào thủy vực từ nhiều nguồn: đá trầm tích, đất

bị rửa trôi, nước mưa, phản ứng quang hóa,… Nitơ tồn tại ở nhiều dạng như

N2, NH3+, NO2, NO3 trong đó dạng NH3+ được tảo và vi khuẩn hấp thu tốt

nhất Hàm lượng đạm thích hợp cho tảo là 0,1 – 1 mg/l

11

Muối lân: nguồn lân cung cấp chủ yếu cho thủy vực từ đất nông nghiệp,

rừng, chất tẩy rửa,… Lân được tảo sử dụng cho sinh trưởng, tuy nhiên tảo cũng Chương tiết lân dưới dạng hòa tan Hàm lượng lân thích hợp cho tảo là 0,018 – 0,098 mg/l

Muối silic: silic có rất nhiều trong đá và khoáng vật Silic rất cần cho tảo

khuê tạo lớp vỏ bên ngoài Hàm lượng silic thích hợp cho tảo khuê phát triển

là 0,13 - 20 mg/l

1.4 Vai trò, tác hại và biện pháp hạn chế tác hại của tảo

1.4.1 Vai trò của tảo

Tảo có vai trò rất quan trọng trong tự nhiên và trong đời sống của con người Trên thế giới đại dương chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất, hàng năm tảo có thể tổng hợp ra trong đại dương 70 – 280 tỉ tấn hữu cơ Tảo được xem

là tác nhân chính tiêu thụ CO2và tạo ra O2điều hòa sự cân bằng khí trong khí quyển, giữ nhịp sống bình thường

Đối với con người, tảo là nguồn thực phẩm trong các bữa ăn hằng ngày làm dưa muối, nấu chè, làm thạch,… Trong nông nghiệp, một số tảo có vai trò quan trọng trong cố định đạm làm tăng độ phì cho đất, là nguồn phân bón cho nghề trồng trọt Tảo còn có khả năng lọc sạch nước qua việc hấp thụ các dạng đạm NH3+ Nhiều tảo biển được khai thác và nuôi trồng để sản xuất tạo

ra agar, carrgeenan được dùng làm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghệ sinh học…

Một số tảo trong cấu tạo cơ thể có chứa nhiều sắt, iod, vitamin, chất kháng sinh,… nên tảo được sử dụng để tinh chế thuốc chữa bệnh Tảo khuê khi phân hủy tạo ra mỏ Diatomid, là loại nguyên liệu bền, xốp, nhẹ, mịn được dùng trong nhiều ngành công nghiệp

Đối với ngành thủy sản, tảo cùng với nhóm thực vật trong nước là những sinh vật tạo ra chất hữu cơ đầu tiên cho thủy vực Sản lượng sơ cấp của thủy vực là khâu quan trọng quyết định năng suất sinh học của thủy vực Tảo

là một trong những nguồn cung cấp oxy cho thủy vực

Tảo là một trong những nguồn thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng cao cho ấu trùng tôm cá, các loại nhuyễn thể hay các động vật thủy sinh khác Trong thủy sản tảo được nuôi cấy làm nguồn thức ăn tự nhiên cho các đối tượng thủy sản khi chúng đảm bảo các điều kiện sau: có giá trị dinh dưỡng cao, kích thước tế bào phù hợp với miệng của ấu trùng thủy sản, dễ nuôi

12

trồng, không có độc tố Các giống tảo được nuôi trồng nhiều hiện nay như Chlorella, Chaetoceros, Spirulina, Skeletonema,… Bên cạnh đó, một số tảo kích thước lớn như rong mơ Sargassum, tảo vòng Chara có thể làm giá thể cho động vật thủy sinh trú ngụ, nơi bám cho các loài cá đẻ trứng dính

Tuy nhiên, ngoài những lợi ích vừa nêu trên , người ta còn phải chú ý nhiều đến những tác hại của tảo gây nên Trong đó tác hại nặng nề nhất là một số giống loài tảo có độc tố làm ảnh hưởng đến các loài thủy sản và ngay cả con người nếu sử dụng phải Tảo có độc tố có thể kể đến một số loài trong tảo lam như Microcystis, Anabaena, tảo giáp là ngành tảo có nhiều loài có độc như Ceratium, Dinophysis, Peridinium,… Những loài tảo này khi phát triển quá mức gây nên hiện tượng “hoa nước”, thải độc tố ra môi trường làm chết tôm

cá nhuyễn thể, gây mùi hôi và có thể gây độc cho con người

Tảo là nguồn chất hữu cơ đầu tiên trong chuỗi thức ăn của thủy vực, có sản lượng lớn nhờ khả năng sinh sản nhanh Tảo là một trong những nguồn cung cấp oxy cho thủy vực, có kích thước nhỏ mà hàm lượng dinh dưỡng tốt nên tảo là thức ăn phù hợp cho các sinh vật nhỏ như ấu trùng tôm, cá, nhuyễn thể, giáp xác

Tuy nhiên, tảo phát triển quá mức gây nhiều bất lợi cho môi trường nuôi thủy sản như: gây thiếu oxy vào ban đêm, quá trình phân hủy tảo sẽ tạo ra nhiều khí độc, cạnh tranh dinh dưỡng với vật nuôi Tảo có độc tố khi nở hoa

sẽ gây độc, giết chết các sinh vật khác và gây ngộ độc cho con người

Vì vậy, một số biện pháp kỹ thuật cần được đặt ra để hạn chế sự phát triển quá mức của tảo và duy trì chúng ở mức độ cho phép

1.4.2 Các biện pháp hạn chế

a Biện pháp vật lý

Dùng cào hoặc lưới kéo để di chuyển tảo sợi, tảo đáy và lấy vật chất hữu

cơ dư thừa lắng động ra khỏi ao Việc này giúp hạn chế sự phát triển của tảo cũng như hạn chế quá trình phân hủy của chúng làm thiếu oxy và giảm chất lượng nước trong ao Mặc khác, việc này cũng làm ao sâu hơn, ngăn cản sự xâm nhập của ánh sáng tới đáy, hạn chế sự phát triển của tảo đáy Tuy nhiên, không nên làm ao quá sâu sẽ làm lớp phèn tiềm tàng trong đất trồi lên ảnh hưởng đến môi trường nước

b Biện pháp sinh học

Sử dụng thực vật thủy sinh thượng đẳng

13

Sự phát triển của tảo sẽ bị ảnh hưởng bởi sự phát triển của thực vật thủy sinh thượng đẳng vì những thực vật này sẽ cạnh tranh chất dinh dưỡng với tảo Bên cạnh đó, thực vật thủy sinh thượng đẳng nổi ở trên bề mặt ao như bèo, lục bình, rau muống sẽ ngăn cản ánh sáng chiếu vào ao làm hạn chế sự phát triển của tảo Các nghiên cứu về mức độ che phủ của lục bình trong ao (với các mức 0%, 5%, 10% và 25%) cho thấy ở các ao lục bình chiếm 10 – 25% thì tảo sẽ ít nở hoa hơn các ao 0 – 5% Việc sử dụng lục bình và thực vật thủy sinh thượng đẳng để hạn chế sự nở hoa của tảo nên ứng dụng nhiều cho các ao nuôi vùng nhiệt đới

Sử dụng cá ăn thực vật

Một biện pháp sinh học khác là sử dụng cá ăn thực vật để hạn chế sự phát triển của tảo Có thể sử dụng cá trắm cỏ để góp phần hạn chế sự phát triển của tảo sợi Việc nuôi tôm kết hợp với cá rô phi đang phổ biến để cải

thiện chất lượng nước trong ao nuôi tôm Trong hệ thống nuôi kết hợp này cá

rô phi lọc thức ăn gồm tảo, động vật phù du và các chất hữu cơ lơ lửng giúp

ổn định quần thể tảo trong ao nuôi tôm

Các chất có thể kết tủa PO43- là Al2(SO4)3, CaSO4, CaHCO3, FeCl3,

Fe2(SO4)3, Ca(OH)2, CaCO3

- Các muối sắt: không nên sử dụng trực tiếp vì chúng có tính acid rất mạnh, phức hợp FePO4 chỉ bền với điều kiện có oxy, vì vậy khi sử dụng phải sục khí liên tục để tránh PO43- hoà tan trở lại môi trường Khi sử dụng các muối sắt phải dùng thường xuyên và định kỳ Tuy nhiên trong một vài hệ thống, do sắt là nguyên tố vi lượng nên sử dụng muối sắt lại kích thích tảo phát triển

- Al2(SO4)3 (phèn nhôm): khi tảo nhiều, quang hợp mạnh sẽ làm pH tăng cao, dùng phèn nhôm có thể hạ pH xuống Tuy nhiên, không nên sử dụng đối

những ao có nước cứng sẽ có hiệu quả hơn ở những ao nước mềm

Các chất diệt tảo

Khi sử dụng các chất diệt tảo cần chú ý nhiệt độ nước (phải nằm trong khoảng 26 – 34oC ), trong một lần xử lý nên làm giảm 1/3 – 1/4 lượng tảo trong ao Chu kỳ sử dụng tối thiểu từ 10 ngày đến 2 tuần, không được sử dụng thường xuyên và kéo dài

- CuSO4: được sử dụng rộng rãi để diệt tảo, tuy nhiên nó làm tiêu hao tế bào tảo và giải phóng chất độc ra môi trường Hơn nữa, độc chất đồng có thể lắng đọng trong bùn đáy ao Khi sử dụng nhiều lần và liều lượng tăng dần sẽ tạo ra các giống loài tảo kháng đồng

- Simazine: có tác dụng chủ yếu ngăn cản quá trình quang hợp của tảo nhằm hạn chế tảo nở hoa, chúng không độc đới với tôm cá khi sử dụng với liều lượng nhằm hạn chế tảo

- Chlorine: là hợp chất có tính oxy hóa mạnh, có tính độc đối với sinh vật Không thể thả vật nuôi vào ao khi dư lượng chlorine trong ao chưa hết

- KMnO4: là tác nhân oxy hóa mạnh, có tác dụng làm giảm đáng kể một lượng phiêu sinh vật

- BKC: là chất diệt khuẩn rộng, diệt được nấm, tảo và cả một số

protozoa

Các chất nhuộm màu nước ao

Các chất nhuộm màu này được sử dụng để hạn chế ánh sáng thâm nhập vào ao, sẽ làm giảm sự phát triển của tảo Các chất này không độc đối với thủy sinh vật, dễ hòa tan trong nước và sẽ giảm sau một tuần sử dụng

Ngoài ra, trên thị trường hiện nay có một số loại máy diệt tảo với một số công dụng nhất định như không gây hại cho môi trường, diệt tảo nhanh, không độc cho tôm cá và cả con người

15

2 Đặc điểm chung của động vật thủy sinh

2.1 Các khái niệm về động vật thủy sinh

Động vật nổi (Zooplankton) là tập hợp những động vật sống trong môi trường nước, ở tầng nước trong trạng thái trôi nổi, cơ quan vận động của chúng rất yếu hoặc không có, chúng vận động một cách thụ động và không có khả năng bơi ngược dòng nước

Động vật nổi gồm chủ yếu là giáp xác chân chèo (Copepoda), Mysidae,

Amphipoda, Cladocera, ấu trùng Ceripedia,… Trong tổng số 1200 loài giáp xác, Copepoda có tới 750 loài Nhiều đại diên của Protozoa

Theo phương thức sống và sự phân trong tầng nước mà người ta chia thành các dạng sau

a Sinh vật màng nước (Pleuston - Neuston)

Sinh vật màng nước rất đa dạng Phần lớn các sinh vật sống ở màng nước là những đại diện của các loài đang trong giai đoạn phát triển sớm, nhất

là trứng cá, cá con và động vật sống đáy Chúng rất nhạy cảm với sự biến động của các nhân tố môi trường cũng như sự ô nhiễm, đặc biệt là dầu, khí dầu phủ lên màng nước, ngăn cản sự trao đổi khí giữa nước và khí quyển

b Sinh vật tầng nước (Plankton)

Là những sinh vật nổi, sống trong tầng nước, không có khả năng bơi ngược dòng nước, di động thụ động là chủ yếu

@ Các phân loại khác:

Dựa vào kích thước để phân chia thành các dạng như sau

- Sinh vật nổi cực lớn (Megaloplankton): có kích thước >1m, điển hình

là các loài sứa biển

- Sinh vật nổi lớn (Macroplankton): có kích thước trong khoảng 1 – 100cm, điển hình là các loài sứa nhỏ

- Sinh vật nổi lớn vừa (Mesoplankton): có kích thước trong khoảng 10mm, điển hình là các loài thuộc giáp xác chân chèo (Copepoda), giáp xác râu ngành (Cladocera)

1 Sinh vật nổi nhỏ (Microplankton): có kích thước từ 0.05 – 1mm, điển hình là các loại ấu trùng thuộc giáp xác chân chèo (Copepoda), giáp xác râu ngành (Cladocera), nhuyển thể (Mollusca) và trùng bánh xe (Rotatoria hay

16

Rotifer)

- Sinh vật nổi cực nhỏ (Nanoplankton): có kích thước khoảng vài mươi micro mét, điền hình là các loài thuộc động vật nguyên sinh (Protozoa), vi khuẩn (Bacteria)

Dựa vào tập tính sống người ta cũng chia động vật nổi ra làm hai nhóm sau:

- Sinh vật nổi hoàn toàn (Holoplankton): là những sinh vật trong vòng đời của nó hoàn toàn sống nổi trong nước chỉ trừ giai đọan trứng nghĩ (cyst)

là ở tầng đáy như ở trùng bánh xe, giáp xác râu ngành, chân chéo và một số dạng của nguyên sinh động vật

- Sinh vật nổi không hoàn toàn (Merooplankton): là những sinh vật chỉ sống nổi trong một giai đoạn nào của vòng đời như là khi ở giai đọan ấu trùng, phần lớn cuộc đời còn lại sống đáy hay sống bám như thủy tức, nhuyển thể…

Năng suất sinh học thủy vực

Thủy sinh vật trong thủy vực quan hệ với nhau chủ yếu bằng con đường dinh dưỡng, chúng liên hệ nhau thông qua chuỗi thức ăn hay mạng thức ăn; sinh vật này là nguồn thức ăn cho sinh vật kia kết quả là làm cho các nhóm sinh vật phát triển và có sự gia tăng sinh khối

- Sinh lượng: là tổng hợp tất cả các khối lượng sinh vật rong thủy vực

- Năng suất sinh học: sự tăng sinh lượng trong một thời gian nào đó của thủy vực

- Chu trình vật chất: Quá trình chuyển hóa vật chất từ dạng sống thành không sống và từ không sống thành sống trong một thủy vực

- Năng suất sinh học sơ cấp hay là năng suất sinh học bậc I là năng suất sinh học của thực vật thủy sinh mà trong đó chủ yếu là của tảo

- Năng suất sinh học thứ cấp hay năng suất sinh học bậc II là năng suất sinh học của động vật thủy sinh

Năng suất tối ưu

Giá trị năng suất tối ưu là khối lượng chất hữu cơ có thể thu họach được tại một thời điểm nào đó trong một đơn vị diện tích

17

Giá trị này và sức sản xuất có sự khác biệt lớn trong một hệ sinh thái, thí

dụ thực vật nổi trong hồ có sức sản xuất cao nhưng giá trị năng suất tối ưu lại rất thấp; nếu thực vật nổi bị động vật nổi tiêu thụ ở mức độ thấp nhưng tảo lại không bị hạn chế sự phát triển do thiếu ánh sáng hay chất dinh dưỡng thí nó vẫn tạo ra chất hữu cơ Ngược lại, nếu mật độ tảo rất cao gần đến giá trị khả năng của môi trường và sự hạn chế về nguồn lợi này sẽ gây hậu quả là năng suất thấp hơn so với giá trị của năng suất tối ưu

2.2 Vai trò của động vật thuỷ sinh

2.2.1 Lợi ích

a Thành phần của mạng thức ăn, thức ăn tự nhiên trong thủy vực

Trong chu trình vật chất, các sinh vật có nhiều mối quan hệ nhưng chủ yếu là quan hệ về thức ăn, tạo thành chuỗi thức ăn, mạng thức ăn Động vật thủy sinh là một khâu trong mạng thức ăn

Sinh vật bắt đầu là tảo (sinh vật tự dưỡng) cho đến sinh vật cuối cùng là

cá (nguồn lợi sinh vật mà con người có thể sử dụng) Nguồn dinh dưỡng bắt đầu cho tảo được cung cấp từ bên ngoài và cả quá trình tích tụ bên trong thủy

vực đó (trong chu trình này còn có cả quá trình chuyển hoá của vi sinh vật, nhưng nó ngoài phạm vi nghiên cứu về thủy sinh vật)

Một đặc tính trong chu trình vật chất này là chu trình càng dài thì năng lượng tiêu hao (năng lượng không sử dụng) càng lớn

b Thành phần trong năng suất sinh học của thủy vực

Theo quá trình chuyển hóa thì sinh vật trước trong chuổi (hay mạng) thức ăn sẽ là nguồn cung cấp năng lượng cho sinh vật bậc kế tiếp, quá trình

đó có thể tóm tắt theo sơ đồ là:

Tảo > Động vật nổi nhỏ > Động vật nổi lớn > Cá ăn ĐV nổi >

Cá dữ

Động vật đáy > Cá ăn đáy > Cá dữ

Theo sơ đồ này thì sinh vật đứng trước là nguồn thức ăn cho sinh vật phía sau, nếu mất đi một mắc xích thì chu trình không được hoàn chỉnh và gây ra tình trạng mất cân bằng sinh thái

c Lọc sạch nước của thủy vực

18

Do đặc tính dinh dưỡng của từng nhóm sinh vật trong quần xã mà tính chất này được coi như là đặc tính ưu việt nhất của thủy sinh vật, quá trình lọc sạch được thể hiện ở các dạng như sau:

- Làm giảm nguồn hữu cơ gây ô nhiễm môi trường: đặc tính ăn lọc của các nhóm sinh vật không xương thủy sinh như Protozoa, Rotatoria và Cladocera ngoài ra còn có Mollusca sẽ làm giảm đi nguồn vật chất hữu cơ Sự phân giải vật chất hữu cơ trong môi trường nước thành vật chất vô cơ của vi sinh vật cũng góp phần quan trọng trong việc làm sạch môi trường

- Tích lũy chất độc, kim loại nặng: khả năng sinh vật có thể tích lũy một lượng giới hạn chất độc trong thời gian ngắn, nhưng trong quá trình sinh trưởng và phát triển do sự hấp thu lâu dài nên cơ thể có khả năng tích tụ một lượng chất độc đáng kể cao gấp hàng chục hay hàng trăm lần Quá trình này làm giảm lượng chất độc lơ lửng trong môi trường nước và đã chuyển hoá chất độc từ môi trường nước sang cơ thể sinh vật khiến cho nguồn nước được sạch hơn

- Loại bỏ chất độc, chất ô nhiễm ra khoải tầng nước: quá trình lọc nước của thủy sinh vật đã chuyển từ chất hữu cơ lơ lững thành chất lắng tụ ở nền đáy, quá trình này chủ yếu do hoạt động của nhóm Bivalvia, khiến cho chất độc chất hữu cơ được loại ra khoải tầng nước

d Sinh vật chỉ thị

Sự xuất hiện hoặc mất đi của một nhóm sinh vật nào đó là dấu hiệu cho thấy sự diễn biến của môi trường, nó thể hiện được đặc tính của môi trường Động vật thủy sinh với đặc tính sinh trưởng nhanh, sức sinh sản cao, vòng đời ngắn rất thích hợp cho việc nghiên cứu làm sinh vật chỉ thị đặc tính của môi trường nước

Một số loài trong ngành động vật nổi được sử dụng làm thức ăn cho các đối tượng nuôi thủy sản như: luân trùng, giáp xác râu ngành, giáp xác chân chèo…

3 Phương pháp nghiên cứu

a Chọn điểm thu mẫu

Để có những quyết địng đúng đắn trong công tác nghiên cứu thì việc xác định vị trí thu mẫu có một vai trò hết sức quan trọng Chuẩn bị cho công việc này phải có một chuyến khảo sát tình hình địa lý, nếu một vùng quá rộng lớn thì có thể sử dụng bản đồ với tỉ lệ 1/25000

Điểm điều tra, thu mẫu phải đặc trưng cho toàn bộ khu vực, nếu khu vực hay thủy vực có địa hình phức tạp thì ta chọn nhiều mặt cắt

Khi khảo sát các chỉ tiêu sinh học thì cũng phải chú ý đến các yếu tố lý hóa học của nước, cũng cần chú ý đến yếu tố cơ học (thủy vực nước chảy)

b Thời gian và chu kỳ thu mẫu

Thời gian thu mẫu: Tùy vào mục đích nghiên cứu mà có thời gian thu mẫu phù hợp Có thể thu vào sáng sớm, trưa hay chiều nhưng hàng ngày vào buổi sáng trong khỏang từ 6-10 giờ là thuận lợi nhất

Chu kỳ thu mẫu: tùy theo mục đích nghiên cứu mà định ra chu kỳ thu mẫu cho thích hợp Cần chú ý đến các yếu tố liên quan đến sự phát triển của quần xã thủy sinh vật như chế độ canh tác, thủy triều,… cũng có thể xác định

sự phân bố theo độ sâu hay mùa vụ mà đặc ra chu kỳ thu mẫu

4 Thực hành

Thu và bảo quản mẫu động thực vật thủy sinh ở một số thủy vực Dụng

cụ thu mẫu là lưới phiêu sinh, có dạng hình chóp Lưới này làm bằng tơ hay nylon

20

2013) Phương pháp thu mẫu

- Thời gian thu mẫu: thường tiến hành từ 6 – 10 giờ sáng

- Số lần thu mẫu: tùy mục đích nghiên cứu mà số lần thu mẫu có thể thay đổi Nghiên cứu mùa sinh học động thực vật nổi thu 1 tháng / 1 lần, nghiên cứu biến động theo mùa thu 4 lần / năm Trong điều tra nghiên cứu, tối thiểu phải có 2 lần lặp lại

- Ghi nhận khi thu mẫu:

+ Địa điểm khi thu mẫu

+ Thời gian thu mẫu

+ Loại mẫu thu (định tính, định lượng)

+ Các đặc điểm khác như: thời tiết, đánh giá sơ bộ mức độ dinh dưỡng của thủy vực

- Cách thu:

Thu mẫu định tính:

+ Thủy vực dạng ao, kênh, mương: đặt lưới sát mặt nước ở các điểm thu, kéo lưới theo hình số 8, thu càng nhiều điểm trong toàn thủy vực càng tốt + Thủy vực thu là ruộng: dùng ống đong múc nước ở nhiều điểm của tầng mặt

+ Thủy vực sông: thu ở hai bên bờ và ở giữa sông

Sau đó trữ trong chai với thể tích khoảng 110ml

Thu mẫu định lượng:

+ Thu lắng: thu nước ở các điểm trong ao, kênh, ruộng vào xô, khuấy đều và cho vào bình 1 lít, sau đó cô đặc mẫu lại cho vào chai 110ml

+ Thu lọc: thường thu ở những thủy vực nước chảy, các thủy vực được đánh giá là nghèo dinh dưỡng Dùng xô múc nước cho qua lưới phiêu sinh, thể tích nước qua lưới phải được ghi nhận lại Mẫu cũng được trữ trong lọ 110

ml

- Cố định mẫu:

21

+ Cố định mẫu bằng formol thương mại 38% với tỉ lệ khoảng 2%(đối với thực vật) và 5% (đối với động vật)

Câu hỏi ôn tập kết thúc Chương:

1 Nêu cấu tạo, phương thức dinh dưỡng, sinh sản của tảo?

2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tảo như thế nào?

3 Lợi ích và tác hại của tảo trong nuôi trồng thủy sản?

4 Trình bày các khái niệm về động vật nổi?

5 Vai trò của động vật nổi trong thủy sản?

Đánh giá cuối Chương: thông qua các kiến thức, kỹ năng, năng lực trong mục tiêu của Chương

22

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ NGÀNH TẢO

MH11-02 Giới thiệu:

Chương 2 của Môn học trình bày chi tiết về đặc điểm, cấu tạo, lợi ích cũng như tác hại của tảo một số ngành tảo thường gặp Bên cạnh đó cũng nêu

phương pháp định danh tảo, xác định mật độ tảo ở các môi trường khác nhau Mục tiêu:

- K iến thức: hiểu được những đặc điểm của từng ngành tảo, phân loại và vai trò cụ thể của từng ngành

- Kỹ năng: thực hiện định danh thành phần giống loài và định lượng được mật độ tảo ở các thủy vực nước ngọt

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: có năng lực tự làm việc độc lập hay làm việc nhóm, có trách nhiệm với công việc được giao

1 TẢO LAM

1.1 Hình dạng và cấu tạo

Tảo lam hay còn được gọi là vi khuẩn lam là những sinh vật thuộc nhóm prokariod với những đặc điểm như nhân chưa cấu tạo hoàn chỉnh, cấu tạo tế bào đơn giản không có sắc thể, không có sinh sản hữu tính

Hình dạng của tảo lam bao gồm các dạng sau: dạng đơn bào, dạng tập đoàn, dạng sợi

Tảo lam dạng sợi trong cấu tạo tế bào có tế bào dị hình Tế bào dị hình là những tế bào đặc biệt, có kích thước to, gồm hai lớp màng tế bào, không màu, màu vàng nhạt hoặc màu xanh da trời Không có chứa không bào hoặc hạt dự trữ, có thể nằm ở đầu sợi hoặc nằm giữa các tế bào dinh dưỡng

Chức năng của tế bào dị hình: có khả năng cố định đạm, tức là chuyển nitơ trong khí quyển từ thể tự do sang dạng nitơ sử dụng được như NH4, amino acid, …Người ta tìm thấy men nitrogenaza trong tế bào dị hình, ở những loài tảo có khả năng cố định đạm

23

Calothrix Mastigocoleus Rivularia

Đa số các loài tảo lam có khả năng cố định nitơ sống tự do trong trong đất và trong nước, nhưng cũng có một số ít có đời sống cộng sinh với thực vật Chẳng hạn các dạng cộng sinh với nấm tạo thành địa y Một số sống nội

sinh với rêu tản, dương xỉ hay thiên tuế Đặc biệt đáng chú ý là loài Anabaena azollae cộng sinh trong bèo hoa dâu, một loại cây dùng làm phân xanh và làm thức ăn gia súc có ý nghĩa kinh tế rất lớn ở nước ta Ngoài dạng cộng sinh với bèo hoa dâu, một số loài tảo lam có thể cộng sinh trong nốt sần của loài cỏ ba

lá Có nghiên cứu còn cho biết vi khuẩn Claulobacter sp bản thân không có

khả năng cố định đạm nhưng khi sống trong bao nhầy của Nostoc lại có thể

làm tăng gấp đôi hoạt lực cố định đạm của Nostoc

24

Cấu tạo tế bào tảo lam bao gồm

- Vách tế bào: gồm pectin và cellulose, pectin không có chitin

- Tế bào chất: không có nhân hoàn chỉnh Chứa ADN tương đương nhân, đóng vai trò quan trọng trong sinh sản tế bào và có các không bào khí, là những hốc trong tế bào chất chứa đầy khí nitơ, khi quan sát dưới kính hiển vi thấy chúng có màu đen hoặc nâu đen, giúp cho tảo nhẹ, dễ nổi trong nước

- Sắc thể, sắc tố: không có sắc thể, các sắc tố phân bố trên phiến thylakoid nằm ở ngoại biên chất nguyên sinh Sắc tố của tảo lam bao gồm: chlorophyll a, β caroten, xanthophyll, nhóm biliprotein, phycocyanin, phycoerythrin Không có sắc tố chlorophyll b là đặc trưng riêng của tảo lam

1.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản

1.2.1 Phương thức dinh dưỡng

Tảo lam dinh dưỡng chủ yếu là tự dưỡng, một số loài có thể dị dưỡng Nhờ có hình thức dinh dưỡng này mà tảo lam có thể sống được trong điều kiện môi trường khó khăn Do đó, tảo tam có thể phân bố khắp mọi nơi, chịu

đựng được mọi loại môi trường khắc nghiệt

1.2.2 Phương thức sinh sản

Sinh sản theo nhiều hình thức nhưng không có sinh sản hữu tính và sinh

sản bằng động bào tử

Sin h sản dinh dưỡng

- Dạng đơn bào: sinh sản bằng cách phân chia tế bào

- Dạng tập đoàn: phân chia theo hai hướng thẳng góc nhau, kết quả hình thành tập đoàn dạng hình vuông, các tế bào trong tập đoàn phân bố thành từng bốn tế bào (Merismopedia), hoặc là phân chia theo ba hướng không gian hình thành tập đoàn dạng khối

- Dạng tảo sợi: sinh sản bằng hình thức tảo đoạn, có hai hình thức

+ Gián bào: hai tế bào ở gần nhau hoá nhầy và rời nhau dễ dàng

+ Hoại bào: tế bào nào đó tự hũy hoại, dần tan đi và tách rời hai đoạn tảo

ra

25

Sinh sản vô tính

Khi điều kiện môi trường không thuận lợi, tảo lam sẽ tiến hành sinh sản

vô tính Chúng sinh sản vô tính bằng bào tử, bào tử là tế bào lớn hơn tế bào dinh dưỡng và khác với tế bào dị hình Vách của bào tử dày, gồm hai lớp bảo

vệ cho bào tử tránh được các tác động bất lợi bên ngoài Có ba dạng bào tử:

- Nội bào tử: được thành lập bên trong tế bào mẹ, qua các lần phân cắt chúng phát triển hoàn toàn giống tế bào mẹ chỉ khác về kích thước, khi chín chúng sẽ phá vỡ màng tế bào mẹ để thoát ra ngoài

- Ngoại bào tử: hình thành từng chuỗi trên tế bào, đây là đặc điểm đặc biệt của lớp Chamaesiphoneae

- Bì bào tử: tế bào to, có vỏ dày gồm nhiều lớp, tế bào chất đặc chứa nhiều chất dinh dưỡng Tế bào có khả năng chịu đựng được điều kiện bất ổn của môi trường, khi phát triển lớp vỏ dày này tróc ra, tế bào phát triển thành

cá thể mới

1.3 Phân bố và vai trò

- Tảo lam có thể phân bố khắp mọi nơi, trên tất cả các khu vực, trong những điều kiện khác nhau: trên mặt đất, chân tường, sân gạch ẩm ướt làm thành 1 lớp trơn trợt, nơi khô hạn, trên vỏ cây, tảng đá, nơi sa mạc, nơi băng giá trên tuyết

- Trong thủy vực, chúng là thành phần thực vật phù du giàu dinh dưỡng Khi chúng phát triển mạnh gây nên sự nở hoa của nước, thích nghi với môi trường bùn, phát triển bám vào các thân cây ngập mặn, cỏ biển

- Tảo lam có thể sống trong các điều kiện nhiệt độ môi trường khác nhau Nhờ trạng thái keo đặc biệt trong cấu tạo chất nguyên sinh, chất nhầy trong tập đoàn, bao nhầy của sợi, bảo vệ cho tảo lam tránh khỏi sự khô hạn các tác động bức xạ của mặt trời

Sự nở hoa của tảo lam

- Trong các điều kiện môi trường thuận lợi, ở các thủy vực giàu dinh dưỡng, tảo lam sẽ phát triển mạnh thành sinh khối lớn, tạo thành váng trong thủy vực Những chất do tảo lam tiết ra cũng như những sản phẩm phân hủy

của chúng đều có hại Các giống loài tảo lam thường nở hoa: Micricystis, Anabaena, Oscillatoria, Phormidium Khi đó, chúng tạo thành váng có màu

rĩ đồng

26

- Tác hại của tảo lam trong thủy vực:

+ Gây thiếu oxy, phát triển các quá trình kỵ khí trong thủy vực

+ Hình thành các chất độc làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của nước + Cản trở hoạt động bơi lội của tôm cá, đôi khi chính tác động kiềm hãm bơi lội này mà làm cho phần lớn cá bị chết ngay trong vùng tảo lam phát triển mạnh

+ Nhiều loài cá, thủy sinh vật, động vật phù du bị chết do các độc tố của

tảo lam tiết ra

Độc tố của tảo lam

Một số vi khuẩn lam tiết ra độc tố cyanotoxin làm suy yếu và gây chết cho các sinh vật đã bắt mồi, ăn chúng Về mặt sinh lý độc tố của vi khuẩn lam được chia thành hai loại: độc tố thần kinh và độc tố gan

+ Độc tố thần kinh (Neurotoxins): dẫn truyền xung động từ nơron thần kinh này sang nơron khác và từ nơron tới cơ của động vật và người Dấu hiệu

bị nhiễm độc tố như: choáng váng, co giật cơ và co quắp chân tay Khi bị nhiễm độc tố ở nồng độ cao thì hô hấp khó khăn, có khi ngừng thở Độc tố thần kinh Anatoxin được tổng hợp nhờ các loài vi khuẩn lam thuộc chi Anabaena, Aphanizomenon, Osillatoria và Trichodesmium

+ Độc tố gan (Hepatotoxin) : gây chảy máu trong gan Dấu hiệu khi bị nhiễm độc tố biểu hiện cơ thể yếu ớt, nôn mửa, tiêu chảy và rét run Độc tố gan gồm có : Microcystin và Nodularin

Vai trò của tảo lam

Tảo lam phân bố rộng rãi trên mặt đất, hầu hết các thủy vực nước ngọt, một số loài sống trong nước mặn, nước lợ, hoặc trên đá, đất, vỏ cây, sống cộng sinh với nấm trong cơ thể địa y Tảo lam phát triển mạnh vào mùa hè, gây nên hiện tượng “nước nở hoa” ở ao hồ, làm giảm chất lượng nước có thể

gây chết cá hàng loạt Một số giống tảo lam có độc tố như Microcystic

27

aeruginosa hay Anabaena flo-aquae khi nở hoa thì sẽ rất độc, gây thiệt hại nghiêm trọng như cá chết hàng loạt, ô nhiễm môi trường, tạo mùi hôi thối, Tuy nhiên, tảo lam cũng đóng một số vai trò quan trọng trong cuộc sống Chúng tham gia vào việc hình thành bùn sapropen ở đáy các ao hồ, loại bùn này được dùng làm phân bón, thức ăn gia súc giàu Một số tảo lam có khả năng lọc sạch nước thông qua việc hấp thu nguồn đạm NH4+, NO3-… Đặc biệt

trong nhóm tảo lam có loài tảo Spirulina maxima có hàm lượng chất dinh

dưỡng rất cao, protein khoảng 48%, chứa nhiều các acid béo, vitamin,… Hiện nay giống tảo này đang được nuôi để thu sinh khối ở rất nhiều nơi mang lại lợi nhuận rất cao

Spirulina Tảo Spirulina ở dạng bột

Tetraspore Chlamydomonas Chlorococcum

www.biodidac.bio.uottawa.ca)

29

Cấu tạo

- Vách tế bào thường bằng cellulose, pectin hóa nhầy, một số ít dạng nguyên thủy nhất mới là tế bào trần (màng ngoài là màng nguyên sinh chất) Một số loài bên ngoài còn có một cutin, hay ở một số khác vách tế bào có tẩm thêm CaCO3, kèm theo một ít MgCO3

- Sắc thể có nhiều hình dạng khác nhau: hình chuông, hình phiến, hình hạt, hình sao nhiều cạnh, đai vành móng ngựa (hình nhẫn), Sắc tố chủ yếu là diệp lục tố a và diệp lục tố b, caroten, xanthophin, trong đó diệp lục tố a và b chiếm ưu thế so với các sắc tố phụ trội khác nên tản bao giờ cũng có màu xanh lục

- Chất dự trử là tinh bột tập trung quanh hạch lạp nằm trong lạp, đôi khi chất dự trử có thể là những giọt dầu (giọt lipit)

- Nhân: tế bào Tảo lục chứa một hay nhiều nhân, nhân thường nằm ở giữa khoang túi dịch bào, hay sát bên thành lớp nguyên sinh

- Sự di động: một số tảo lục đơn bào hoặc tập đoàn có thể di động được

ở trạng thái dinh dưỡng nhờ có roi

2.2 Phương thức dinh dưỡng và sinh sản

2.2.1 Phương thức dinh dưỡng

Đa số tảo lục sống tự dưỡng, có một số ít sống bám (ở những tảng đá), sống nội sinh (bên trong cơ thể thực vật như Chlorochytrium sống ở nhu mô

lá bèo tấm) hoặc là ký sinh (trong hệ tiêu hóa của động vật đơn bào)

Tảo lục được làm thức ăn cho con người, gia súc và làm phân bón ruộng

- Tảo Chlorella, Scenedesmus, Chlamydomonas có hàm lượng protein và vitamin cao nên được nuôi sinh khối để làm thức ăn cho gia súc gia cầm

- Tảo Chlorella được chiết suất ra kháng sinh chlorelin diệt một số vi khuẩn gram âm và gram dương

- Dunaliela được nuôi để chiết suất chất caroten

- Enteromorpha, Ulva, Spirogyra, Oedgonium, Monostroma dùng làm thức ăn cho con người

- Một số tảo lục phân bố ở biển có chứa muối canxi được sử dụng làm

tăng độ phì nhiêu cho đất và dùng trong quy trình tinh chế đường

Ý ng hĩa của tảo lục trong thủy sản

- Là nguồn bổ sung chất hữu cơ, cung cấp oxi và là thức ăn trong thủy vực

31

- Các loại tảo là thức ăn tốt cho tôm cá: Scenedesmus, Chlamydomonas,

Chlorella, Chlorococcum, Carteria, Dunadiella, Spiprogyra, Nanochloris Chlorella

+ Có giá trị dinh dưỡng cao, được dùng trong sản xuất giống tôm càng xanh, cá và hai mảnh vỏ với những ưu điểm như: cung cấp các hợp chất vi lượng mà thức ăn không thể bổ sung, hấp thu một số khí độc, tạo hệ đệm tốt + Trong sản xuất giống cua, nếu bổ sung Chlorella trong quá trình ương thì tỉ lệ sống của cua tăng lên

+ Trong nuôi luân trùng và động vật phiêu sinh làm thức ăn cho cho ấu trùng tôm cá, nếu bổ sung tảo Chlorella sẽ duy trì được chất lượng nước tốt, tốc độ tăng trưởng, sức sinh sản của luân trùng sẽ tăng lên rõ rệt

+ Mặc khác, Chlorella giàu hàm lượng acid béo cao không no (HUPA) là yếu tố dinh dưỡng không thể thiếu được trong ương nuôi các loài tôm cá,

nhuyễn thể

Dunaliella: có hàm lượng glycogen, β caroten cao, có vai trò quan trọng trong nuôi nhuyễn thể, ương nuôi ấu trùng tôm biển, cá biển, artemia, luân

trùng nước mặn Khi cho nghêu ăn tảo Dunaliella teriolecta hàm lượng

carbohydrate gia tăng rõ rệt

Scenedesmus: làm thức ăn cho cá mè, dùng ương nuôi luân trùng nước

ngọt, nước mặn và artemia

Cartella: dùng ương nuôi ấu trùng tôm biển

Chlorella Dunadiella Scenedesmus

Tuy nhiên, tảo lục cũng gây ra các bất lợi như:

- Khi gặp môi trường thuận lợi tảo lục sẽ phát triển mạnh gây hoa nước ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của tôm cá (làm giảm oxy, phân hủy chất hữu cơ tăng sẽ tăng một số khí độc )

32

- Tảo lục dạng sợi khi phát triển nhiều, mọc thành bụi gây cản trở cho

hoạt động của tôm cá: Oedogonium, Spirogyra, Zygnema, Hydrodiction

3 TẢO KHUÊ

3.1 Hình dạng và cấu tạo

Tảo khuê (tảo silic) bao gồm những cơ thể đơn bào sống độc lập hoặc dính lại với nhau thành chuỗi dài Tế bào tảo silic có nhiều hình dạng khác nhau: hình hộp tròn, hình trụ ngắn/dài, hình trứng, hình hộp nhọn hai đầu hoặc cong như hình chữ S, hình que,

Mỗi tế bào được bao bọc bởi vách tẩm silic như một cái hộp có nắp đậy lại được gọi là vỏ Vỏ có hai mảng lồng vào nhau giống như cái một hộp petri trong phòng thí nghiệm với cái nắp (mảnh trên - epitheca) và đáy hộp (mảnh dưới - hypotheca); mảnh trên lớn hơn mảnh dưới, nơi hai mãnh chồng vào nhau gọi là đa, như vậy mỗi mãnh ít nhất có một đai, đôi khi có thêm các đai phụ

Mỗi tế bào tảo khuê có thể quan sát theo chiều mặt và theo chiều đai (chiều đai theo bề dài hoặc theo bề ngang) Quan sát theo chiều đai sẽ thấy tế bào tảo khuê có dạng hình hộp chữ nhật

- Nhìn từ trên xuống (theo chiều mặt), vỏ có các hình dạng khác nhau: + Hình thoi hay hình xoan: đối xứng hai bên theo một mặt (bộ tảo Pennales)

+ Hình tam giác, hình tròn, ngũ giác tròn: đối xứng quanh một trục (bộ

Centrales)

Vân hoa của vỏ

Vỏ khuê tảo gồm 2 lớp: lớp trong có nhiều chất peptic, lớp vỏ ngoài bằng silic và cellulose Vỏ tế bào của tất cả các loại tảo khuê đều có cấu tạo vân hoa rất tinh vi Cách sắp xếp các vân hoa thay đổi khác nhau do cách sắp xếp các điểm vân Điểm vân là do vách vỏ phía trong và phía ngoài dày lên, uốn lõm xuống tạo thành lổ nhỏ, không thông với bên ngoài Điểm vân thường nhỏ, khi chúng xếp khít vào nhau tạo thành hàng gọi là tuyến vân hay đường vân

Vân hoa sắp xếp theo nhiều cách: xuyên tâm (Coscinodiscus), tạo thành góc (Triceratium), các đường vân đối xứng nhau (Navicula), hướng về rìa tế