Nguyễn Thanh Tùng, Huỳnh Thị Hồng Diệu 2011, “Đa dạng loài và biến động số lượng cá thể theo mùa của quần xã giun đất ở quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ”, Kỷ yếu hội nghị khoa học toàn
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
Trang 2Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học: PGS TS ĐỖ VĂN NHƯỢNG
PGS TS TRẦN NHÂN DŨNG
Phản biện 1: GS TS Lê Vũ Khôi
Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội
Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Văn Thuận
Đại học Sư Phạm Huế
Phản biện 3: PGS TS Nguyễn Xuân Đặng
Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật Việt Nam
Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp trường họp tại: Thư viện trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Vào hồi: 8 giờ 30 ngày 12 tháng 09 năm 2013
Có thể tìm đọc tại: - Thư viện quốc gia
- Thư viện Đại học Sư phạm Hà Nội
Trang 31 Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Thị Nhi, Đỗ Văn Nhượng (2010), “Thành
phần loài và đặc điểm phân bố giun đất ở Vũng Liêm – Vĩnh Long”, Tạp chí khoa học đại học Sư Phạm Hà Nội, 55(3)
2 Nguyễn Thanh Tùng, Huỳnh Thị Hồng Diệu (2011), “Đa dạng loài và biến
động số lượng cá thể theo mùa của quần xã giun đất ở quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ”, Kỷ yếu hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật, lần 4, tr 1017 – 1023
3 Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Thành Dương, Phạm Thanh Toàn (2011), “Dẫn
liệu bước đầu về giun đất ở vùng núi nội địa tỉnh Kiên Giang”, Kỷ yếu hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật, lần 4, tr 1024 – 1030
4 Nguyen Thanh Tung (2011), “A New Earthworm of the genus Pheretima
(Oligochaeta: Megascolecidae) from Mekong Delta – Vietnam and
Taxonomical position of Pheretima polychaetifera Thai, 1984”, Journal of science of HNUE, 56 (7), 152 - 159
5 Nguyen Thanh Tung (2011), “Descriptions of two New species of
Earthworm of the Genus Pheretima Kinberg, 1867 (Oligochaeta:
Megascolecidae) from Mekong Delta – Vietnam”, Journal of Biology,
Vietnam, 33 (1), pp 24 – 29
6 Nguyen Thanh Tung, Tran Nhan Dung, Pham Minh Tu (2012), “Testing on
three determining methods of genetic diversity on earthworm species
belonging to the Pheretima species group in the Mekong delta”, Journal of Biology, Vietnam, 34 (1), pp 6- 14
7 Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Thị Kim Phước, Hồ Minh Thuấn (2012), “Đa
dạng loài và đặc điểm phân bố của giun đất ở An Giang”, Tạp chí Đại học Cần Thơ, 22a: pp 144- 153
Trang 4MỞ ĐẦU
1 L Ý DO CHỌN ĐỀ TÀI
Giun đất là tên thường gọi cho một nhóm loài động vật sống chủ yếu trong đất (terrestrial) và một số ít sống bán thủy sinh (semiaquatic), thuộc lớp Giun ít tơ (Oligochaeta) và ngành Giun đốt (Annelida) (Edwards & Bohlen, 1996)
Giun đất giữ vai trò quan trọng quyết định tính chất vật l ý, hóa học và sinh học của đất Giun đất còn giàu đạm nên thích hợp làm thức ăn cho cá, gia cầm và gia súc Trong y học dân gian ở Việt Nam, Myanma, Lào, Trung Quốc, giun đất cũng được sử dụng để chữa một số bệnh Chúng còn là sinh vật chỉ thị cho mức độ thay đổi, nguồn gốc của một vùng đất, tính chất đất cũng như mức độ ô nhiễm của môi trường đất Ngoài ra, giun đất là nhóm động vật giữ vị trí quan trọng trong quá trình tiến hóa của động vật từ nước lên cạn, góp phần hình dung quá trình hình thành đơn vị bậc loài, dưới loài và sự tiến hóa của các hệ cơ quan ở động vật Bên cạnh đó, một vài loài giun đất còn là vật chủ trung gian của một số giun tròn ký
sinh (Thái Trần Bái, 1983, 1989; Edwards, 2004; Georgescu et al., 2011)
Ở Việt Nam, giun đất là một trong những nhóm sinh vật được nghiên cứu từ khá sớm (Perrier, 1872, 1875) Cho đến nay, đã bước đầu hoàn tất những nghiên cứu
cơ bản về khu hệ giun đất ở miền Bắc và miền Trung Trong khi đó, khu hệ giun đất
ở Nam Bộ nói chung và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói riêng còn ít được
quan tâm nghiên cứu (Thái Trần Bái, 2000a) Chính vì những lí do trên, đề tài “Khu
hệ giun đất ở Đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam” được đề xuất và thực hiện
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1 Thống kê thành phần loài, lập danh lục, phân tích tính chất khu hệ, xây dựng khóa định loại và xác định mối quan hệ của các loài giun đất ở ĐBSCL
2 Xác định đặc điểm phân bố định tính và định lượng của giun đất theo các dạng địa hình, sinh cảnh, mùa và theo độ sâu ở khu vực nghiên cứu
3 Tìm hiểu về tình hình sử dụng giun đất ở ĐBSCL và đề xuất những định hướng nghiên cứu, khai thác và sử dụng chúng trong tương lai
Trang 53 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu này chỉ được thực hiện ở phần đất liền của ĐBSCL, không bao gồm các đảo trên biển Các số liệu trong luận án được tổng kết trên cơ sở những dẫn liệu nghiên cứu từ năm 2009 đến năm 2011 và kế thừa các số liệu thu được từ luận văn thạc sĩ do chính tác giả thực hiện (từ năm 2007 đến năm 2008) Nghiên
cứu này vẫn theo hệ thống của Kinberg (1867) cho giống Pheretima, để chờ một
hệ thống phân loại mới thỏa đáng hơn
4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài sẽ cung cấp một cách đầy đủ và chính xác danh sách các loài giun đất, cũng như đặc điểm chẩn loại và phân bố của chúng ở ĐBSCL và công bố một
số loài mới, góp phần hoàn chỉnh động vật chí cho nhóm giun đất ở Việt Nam Cung cấp những dữ liệu về tính chất khu hệ và khóa định loại các loài giun đất ở ĐBSCL, sẽ phục vụ tốt cho công tác giảng dạy và nghiên cứu về sau
Cung cấp những nét khái quát về tình hình sử dụng và một số dẫn liệu ban đầu cho các nghiên cứu ứng dụng, trên cơ sở đó có những định hướng chính xác
về việc khai thác, sử dụng và nghiên cứu lâu dài giun đất ở ĐBSCL
Cung cấp dẫn liệu về cấu trúc mô học của nhú đực, tuyến phụ sinh dục và các dẫn liệu về trình tự DNA Barcode của một số loài giun đất ở khu vực nghiên cứu, là kênh thông tin hữu ích phục vụ các nghiên cứu xây dựng lại hệ thống phân
loại cho nhóm loài Pheretima trong tương lai
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG GIUN ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI
Các nghiên cứu về đa dạng giun đất đã được thực hiện một cách rộng rãi ở nhiều quốc gia và lãnh thổ trên toàn thế giới Theo Blakemore (2002), khu hệ giun đất ở châu Âu và Bắc Mỹ được nghiên cứu hoàn chỉnh nhất, kế đến là khu hệ giun đất châu Úc, khu hệ giun đất châu Á cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là các khu hệ ở Đông Nam Á nhưng các dẫn liệu giun đất ở châu Phi còn ít được biết đến
Trang 6Khu hệ giun đất của các nước lân cận Việt Nam cũng được quan tâm nghiên cứu, nhưng chưa đồng đều giữa các quốc gia (Thái Trần Bái, 2000a) Số loài, nhóm tác giả nghiên cứu giun đất ở một số nước này được tổng kết ở bảng 2.1
Bảng 2.1: Số loài, nhóm tác giả nghiên cứu giun đất ở một số nước lân cận Việt Nam
2 Myanma 10 54 195 Gates (1972), Blakemore (2006),…
3 Thái Lan 5 7 49
Gates (1939, 1972), Skawsang (2003), Kosavititkul (2005), Chantaravisoot (2007), Somniyam (2008), Bantaowong & ctv (2011),…
4 Lào 7 8 73
Thái Trần Bái và Samphon (1988, 1989, 1990a,
1990b, 1991a, 1991b), Hong (2008), Inkavilay et
al (2009) và Chanabun et al (2011),…
5 Campuchia 5 7 15 Thái Trần Bái và Đỗ Văn Nhượng (1989, 1993)
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIUN ĐẤT Ở VIỆT NAM
Hầu hết các nghiên cứu mở đầu cho khu hệ giun đất Việt Nam được thực hiện tại các thành phố lớn và các điểm du lịch ở phía Nam nước ta (Perrier, 1872, 1875; Michaelsen, 1934b; Omodeo, 1956; Stephenson, 1931) Trong giai đoạn này, chỉ có 26 loài giun đất được ghi nhận, thuộc 5 giống, trong đó giống Pheretima chiếm ưu thế với 23 loài
Trong khoảng thời gian từ 1965 đến năm 1975, việc nghiên cứu giun đất ở Việt Nam tạm thời bị gián đoạn bởi chiến tranh Các nhà nghiên cứu chỉ tập trung được dẫn liệu về hình thái và sinh thái học của một vài loài giun đất phổ biến để phục vụ cho công tác biên soạn giáo trình Động vật không xương sống (Thái Trần Bái, 1983)
Trang 7Cho đến năm 1979, công tác nghiên cứu giun đất ở Việt Nam mới được tiến
hành rộng rãi, nhằm phục vụ cho luận án tiến sĩ khoa học “Giun đất Việt Nam –
Hệ thống học, khu hệ, phân bố và địa lý động vật” của Thái Trần Bái (1983) Kết
quả của nghiên cứu này cho thấy, có 109 loài và phân loài, thuộc 6 họ và 17 giống cho khu hệ giun đất Việt Nam, trong số đó có 39 loài và phân loài được công bố mới cho khoa học Về sau, Thái Trần Bái trực tiếp hướng dẫn nhiều nghiên cứu sinh và học viên cao học điều tra đa dạng giun đất ở nhiều vùng miền khác nhau ở nước ta Bảng 2.2 thể hiện tác giả, địa điểm, kết quả nghiên cứu, năm bảo vệ của 6 luận án phó tiến sĩ về giun đất được thực hiện ở nước ta
Bảng 2.2: Thời gian, địa điểm và kết quả nghiên cứu của các luận án phó tiến sĩ về
1985 Trần Thúy Mùi Đồng bằng sông Hồng 32 12 7 0
1994 Đỗ Văn Nhượng Tây Bắc 95 7 6 15
1994 Nguyễn Văn Thuận Bình Trị Thiên 54 9 6 5
1995 Phạm Thị Hồng Hà Quảng Nam Đà Nẵng 48 8 4 6
1995 Lê Văn Triển Đông Bắc 72 11 5 5
1996 Huỳnh Thị Kim Hối Phía Nam Miền Trung 75 14 6 8
* Loài và phân loài
Theo tổng kết của Thái Trần Bái (2000b) và cập nhật, bổ sung các dẫn liệu mới, cho đến nay khu hệ giun đất Việt Nam đã phát hiện được 204 loài và phân loài, thuộc 18 giống, của 7 họ Trong đó, họ Megascolecidae nhiều nhất với 181 loài và phân loài, kế đến Ocnerodrilidae (7 loài), Octochaetidae (6 loài), Moniligastridae (5 loài), Lumbricidae (2 loài) và 2 họ còn lại mỗi họ có 1 loài (Glossoscolecidae, Microchaetidae) Trong đó, có 25 loài giun đất và nhiều taxon chưa xác định được tên khoa học ở Nam Bộ Riêng phần đất liền của ĐBSCL mới chỉ ghi nhận được 14 loài giun đất, thuộc 8 giống, xếp trong 5 họ và một vài taxon
thuộc giống Pheretima và Drawida chưa được định danh đến loài
Trang 8Hầu hết các điểm thu mẫu giun đất ở Việt Nam được thể hiện ở hình 1.1, qua đó cho thấy các điểm nghiên cứu chỉ được tập trung ở miền Bắc và miền Trung, khu hệ giun đất phía Nam ít được nghiên cứu Ngoài ra, các điểm lấy mẫu tập trung chủ yếu ở đồng bằng, ít hơn ở vùng đồi núi và rất ít ở các đảo
Hình 1.1: Các điểm thu mẫu giun đất ở Việt Nam
(Vẽ theo các dẫn liệu của Stephenson (1931), Michaelsen (1934b), Omodeo (1956), Thái Trần Bái (1983), Trần Thúy Mùi (1985), Đỗ Văn Nhượng (1994), Nguyễn Văn Thuận (1994), Lê Văn Triển (1995), Phạm Thị Hồng Hà (1995), Huỳnh Thị Kim Hối (2005), Nguyễn Thanh Tùng (2008), Nguyễn Văn Thuận và Nguyễn Thị Mỹ Hằng (2010), )
Trang 9CHƯƠNG 2 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Căn cứ vào sự khác biệt về mức độ ảnh hưởng của chế độ thủy văn và tính chất đất (thành phần cơ giới, độ pH và độ mặn),…các điểm thu mẫu giun đất ở ĐBSCL được bố trí theo 4 vùng địa hình chính là vùng núi, đồng bằng phù sa ven sông, bồn trũng xa sông và hỗn hợp ven biển Trên cơ sở phân chia sinh cảnh của Thái Trần Bái (1983) khi nghiên cứu khu hệ giun đất ở Việt Nam, có thể chia ĐBSCL thành 8 loại sinh cảnh chính: rừng tự nhiên, rừng trồng, vườn xoài ở chân núi, bãi hoang, mép nước (bờ sông, bờ ao, ), đất trồng cây lâu năm, đất trồng cây ngắn ngày và khu chăn nuôi
Có tất cả 187 điểm thu mẫu được thu ở 13 tỉnh và thành phố thuộc ĐBSCL Các điểm thu mẫu tập trung nhiều ở khu vực cao hai bên sông Tiền và sông Hậu,
ít hơn ở các bồn trũng Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên và Bán đảo Cà Mau
do phần lớn diện tích khu vực này bị ngập nước quanh năm (hình 2.4)
Các mẫu giun đất được thu định lượng và định tính từ năm 2007 đến 2011 Mỗi năm thu theo 2 mùa khác nhau: mùa khô từ tháng 1 đến tháng 6, mùa mưa từ tháng 7 đến tháng 12 Nhưng tập trung nhiều vào tháng 10 và tháng 11 là thời điểm thu được nhiều loài giun đất đang ở giai đoạn trưởng thành (đặc biệt ở vùng núi)
2.2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1 Vật liệu
Nghiên cứu này được thực hiện dựa trên kết quả phân tích của 22.868 cá thể giun đất, trong đó có 15.447 cá thể thu trong 1.109 hố định lượng Các mẫu hiện lưu tại Phòng thí nghiệm Động vật –Trường Đại học Cần Thơ và Trung tâm nghiên cứu Động vật đất – Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội
Dụng cụ và thiết bị gồm túi vải, len, giấy ghi nhãn, thước đo, máy định vị GPS (Garmin, Nhật), cân điện tử (độ chính xác 0,01g), kính lúp và bộ đồ mổ,…và nhiều dụng cụ và thiết bị để ly trích và giải trình tự ADN
Trang 11Hóa chất cố định mẫu gồm formol 2%, formol 4%, cồn 96% Trong thí nghiệm ly trích và giải trình tự gen có sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau và đoạn mồi LCO1490, HCO2198, COI-E để khuếch đại trình tự DNA barcode
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu
Mẫu định lượng được thu theo cách lấy mẫu động vật đất của Ghiliarov (1976) Thu mẫu định tính tiến hành song song với thu mẫu định lượng trong cùng một địa điểm hay có thể thu ở một địa điểm bất kỳ với phạm vi rộng hơn
Mẫu được rửa sạch trong nước, làm cho chúng chết bằng dung dịch formol 2%, xếp vào hộp đựng mẫu ở trạng thái duỗi thẳng và định hình trong 24 giờ với dung dịch formol 4% mới để phân tích hình thái Mẫu dùng để ly trích DNA được định hình bằng dung dịch cồn 96%
Các mẫu giun đất ở ĐBSCL được định loại dựa trên nhiều tài liệu khác nhau
từ khóa định loại đến các mô tả từng loài của các tác giả như: Thái Trần Bái (1986), Gates (1972), Blakemore (2002), Sims và Easton (1972), Easton (1979),… Ngoài ra, một số mẫu còn nghi vấn về vị trí phân loại được GS TSKH Thái Trần Bái giám định lại
Các nhóm hình thái – sinh thái được phân chia theo tiêu chuẩn của Thái Trần Bái (1983) Các miền phân bố địa động vật giun đất trên thế giới được xác định theo Hendrix và cộng tác viên (2008), miền địa động vật Oriental chia thành hai phân miền và các tỉnh trên cơ sở của Thái Trần Bái (1983) Mức độ gần gũi về thành phần loài giữa các khu hệ được tính theo công thức của Stugren và Radulescu (1961) Chỉ số đa dạng được tính theo Shannon và Weiner (1963) và chỉ
số “bình quân” theo Pielou (1966)
Mối quan hệ phân loại học của các loài giun đất ở ĐBSCL được xác định bằng phương pháp hiện trạng số trên cơ sở hình thái học và phương pháp Cladistics dựa trên trình tự DNA barcode
Trang 12CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 KHU HỆ GIUN ĐẤT ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
3.1.1 Danh lục các loài giun đất ở ĐBSCL
Bảng 3.1: Danh sách và tần số xuất hiện giun đất ở các địa hình khác nhau của ĐBSCL
MEGASCOLECIDAE (part Rosa, 1891)
10 Pheretima polychaetifera Thai, 1984 0,27 0,35 0,07 0,21
11 Pheretima posthuma (Vaillant, 1868) 0,13 0,58 0,19 0,56 0,47
12 Pheretima mangophila Nguyen, 2011* 0,54 0,04 0,09
Trang 13Nhóm không có manh tràng (Acoecata)
25 Pheretima elongata (Perrier, 1872) 0,59 0,35 0,38 0,38
26 Pheretima taprobanae Beddard, 1892 *** 0,01 0,01
*: loài mới cho khoa học; **: loài mới gặp ở Việt Nam; ***: loài mới gặp ở khu vực nghiên cứu; Tần
số xuất hiện được tính theo bảng I 2 – phụ lục I; (1): Trước đây, loài này được ghi nhận ở Đông Dương với tên Ph campanulata (Rosa, 1890); (2): theo Omodeo (2000) giống Glyphidrilus thuộc
họ Glyphidrilidae nhưng hiện nay nhiều tác giả vẫn xếp chúng vào họ Almidae
