Tiểu luận môn đấu tranh sinh học CÁC SINH VẬT ĂN THỊT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---*---TIỂU LUẬN CÁC SINH VẬT ĂN THỊT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC CHUYÊN ĐỀ: ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-* -TIỂU LUẬN CÁC SINH VẬT ĂN THỊT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG

TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC

CHUYÊN ĐỀ: ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN

SINH HỌC

MÃ SỐ: 60140111

Cán bộ hướng dẫn: Học viên thực hiện:

PGS.TS Nguyễn Văn Thuận Lê Hà Quý Tâm

Huế 4/2015

Mục LụcPhần 1 Đặt vấn đề

2.2 Cơ sở lý luận của ĐTSH

2.2.1 Các dạng quan hệ chính trong QX sinh học

2.2.1.1 Mối quan hệ giữa các loài trong QX được sử dụng trong ĐTSH

2.2.1.2 Vai trò của thiên đich trong hạn chế dịch hại

2.2.2 Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH

2.2.2.1 Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn

2.2.2.2 Các nhóm thiên địch tùy theo mức độ chuyên hóa

2.2.2.3 Vai trò của thiên địch trong việc hạn chế số lượng dịch hại

B Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH

1 Côn trùng ăn thịt sâu hại

1.1 Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó

1.2 Đặc điểm tập tính của côn trùng ăn thịt

1.3 Những nhóm côn trùng ăn thịt chủ yếu

2 Nhện ăn thịt sâu hại

Phần 1 Đặt vấn đề

Hiện nay, trên thế giới dân số thế giới vào khoảng hơn 9 tỷ người và dựđoán trọng tương lai dân số còn tăng rất cao Dân số tăng cao như vậy kéo theonhu cầu về lương thực, thực phẩm rất lớn mà diện tích đất trồng ngày càng giảm

Do vậy con người đã ứng dụng công nghệ kỹ thuật hiện đại nhằm tăng năng suấtcũng như chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó, sâu hại và dịch bệnh cũng rất pháttriển làm giảm năng suất hàng năm sản lượng lương thực thế giới Nhằm làm giảm

sự phá hoại của sâu hại và dịch bệnh,các nhà khoa học đã ứng dụng và tìm tòinhiều biện pháp để đem lại hiệu quả cao Rất nhiều biện pháp được sử dụng như:Vật lý, hoá học…nhưng đều chưa đem lại hiệu quả nhất định cho con người Cóthể gây hại cho sinh vật có lợi Quá trình sản xuất nông nghiệp ngày càng pháttriển thì sự xuất hiện của dịch hại là nguyên nhân gây ra sự bất ổn đến năng suất vàchất lượng nông sản Hạn chế của việc dùng thuốc hóa học để phòng trừ sâu bệnh,hiện nay hướng nghiên cứu chính trong kiểm soát dịch hại là biện pháp quản lýtổng hợp dịch hại (IPM), trong đó biện pháp sinh học được xem là biện pháp quantrọng Côn trùng ăn thịt côn trùng (sâu hại) là hiện tượng phổ biển trong tự nhiên.Chúng có vai trò quan trọng trong việc kiềm chế (điều hoà) sự sinh sản của sâu hại

Vì thế nó được sử dụng rộng rãi trong ĐTSH

Phần 2: Nội dung

A Đại cương về hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) và biện pháp đấu tranh

sinh học (ĐTSH) trong phòng trừ dịch hại

1 Hệ sinh thái nông nghiệp

1.1 Khái niệm

Hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) đó là các hệ sinh thái (HST) nhân tạo docon người tạo ra phục vụ mục đích sản xuất nông nghiệp Trong đó nhóm các loàitạo nên những hệ thống sản xuất khác nhau được gọi là quần xã nông nghiệp(QXNN)

Ví dụ: Ruộng lúa, cánh đồng hoa màu, trang trại chăn nuôi

1.2 Đặc trưng cơ bản của HSTNN

- Số lượng các loài trong quần xã (QX) ít nhưng số lượng cá thể của mỗiloài lại rất lớn

- Mối quan hệ qua lại giữa chúng mang tính chất tạm thời

- Mối liên hệ dinh dưỡng được phân định một cách đơn giản, thường là cómột loài thực vật đóng vai trò sinh vật sản xuất và một vài loài động vật sử dụng

nó (sinh vật tiêu thụ), dây chuyền thức ăn thường ngắn và thẳng

- Trong HSTNN không có hoặc có cơ chế tự điều chỉnh rất yếu do vậy khi

có các loài dịch hại xuất hiện thì dễ có cơ hội bùng phát

1.3 Dịch hại

Dịch hại là các loài sinh vật có tác động xấu đến số lượng, chất lượng, năngsuất của các loài trong QXNN bằng cách dùng các loài này làm thức ăn hoặc gâybệnh

- Đặc điểm của dịch hại:

+ Thường là sinh vật tiêu thụ bậc 1

+ Thường sống bằng một loại cây trồng hoặc một loại thức ăn

+ Các loài dịch hại có khả năng thích nghi cao với sự biến đổi của QXNN

1.4 Thiên địch

Thiên địch là các loài trong đời sống của mình có ảnh hưởng xấu đến cácloài dịch hại

- Đặc trưng của thiên địch:

+ Thường là sinh vật tiêu thụ bậc 2

+ Thường là các loài ăn thịt, ký sinh, gây bệnh

+ Có tính chuyên hóa cao

+ Vòng đời thường trùng hợp với vòng đời dịch hại

2 Đấu tranh sinh học (ĐTSH) và cơ sở lý luận của ĐTSH

2.1 Định nghĩa

- Định nghĩa ĐTSH xuất hiện từ XIX và có những thay đổi gắn liền vớithành tựu ĐTSH là “ Biện pháp sử dụng sinh vật ngăn chặn sự sinh sôi, nảy nởcủa các loài sinh vật gây hại khác ”

- 1889, thuật ngữ ĐTSH được Smith đề nghị để chỉ thiên địch phòng trừcôn trùng hại

- 1919, Sweetman cho rằng ĐTSH với nghĩa rộng hơn bao gồm cả việc sửdụng kháng sinh trong y tế, việc sử dụng sinh vật sống để phòng trừ cỏ dại, độngvật, côn trùng và cả các bệnh hại cây trồng

- Bên cạnh xu hướng cổ điển trong ĐTSH là tạo ra sự đối kháng trực tiếpgiữa sâu hại và những con vật ăn thịt hay ký sinh, người ta còn ra sức nghiên cứucác hiện tượng sinh học trong việc phòng trừ sâu hại bảo vệ cây trồng ( làm con

đực của sâu hại mất khả năng sinh sản, gây đột biến trong nhiễm sắt thể, tạo ra cácrối loạn trong trao đổi chất).

- 1971, Tổ chức quốc tế về ĐTSH chính thức đưa ra định nghĩa “ ĐTSH làbiện pháp sử dụng sinh vật hoặc sản phẩm của chúng nhằm ngăn chặn hoặc giảmbớt những thiệt hại do các sinh vật này gây ra ”

2.2 Cơ sở lý luận của ĐTSH

2.2.1 Các dạng quan hệ chính trong QX sinh học

2.2.1.1 Mối quan hệ giữa các loài trong QX được sử dụng trong ĐTSH

Đây là tập hợp tự nhiên tất cả các sinh vật có khả năng tồn tại được trongcùng một điều kiện, gắn bó chặt chẽ với nhau qua các mối quan hệ, trước hết làquan hệ dinh dưỡng được hình thành trong lịch sử tiến hóa và đặc trưng cho mộtsinh cảnh nhất định Mối quan hệ giữa các sinh vật trong QX rất phức tạp, đa dạngđược hình thành từ những mối quan hệ trong cùng một loài hoặc khác loài

- Những mối quan hệ trong QX

+ Quan hệ hỗ trợ: cộng sinh, hội sinh, hợp tác

+ Quan hệ trung tính

+ Quan hệ đối kháng: vật ăn thịt – con mồi, ký sinh, ức chế cảm nhiễm

- Cạnh tranh khác loài thể hiện khi các loài khác nhau nhưng có cùng nhucầu về thức ăn, nơi ở và các nhu cầu sống mà nhu cầu đó không được thỏa mãn

Do đó các loài có quan hệ sinh thái càng gần nhau càng dễ xảy ra cạnh tranh Cạnhtranh là nhân tố đóng vai trò chủ yếu trong cấu trúc và sự phát triển của QX, ảnhhưởng đến sự biến động số lượng, phân bố địa lý, nơi ở, phân hóa về mặt hình thái

* Hiện tượng ăn thịt

- Là hiện tượng một loài (ăn thịt) săn bắt loài khác (con mồi) làm thức ăn vàthường dẫn đến cái chết của con mồi trong một thời gian ngắn

- Đặc trưng của loài ăn thịt:

Về nguyên tắc, loài ăn thịt có kích thước lớn hơn con mồi.

+ Loài ăn thịt tiêu diệt nhiều con mồi làm thức ăn (nguyên tắc tháp_

+ Loài ăn thịt tự tìm kiếm con mồi

* Hiện tương ký sinh:

- Là quan hệ qua lại giữa các sinh vật và có nhiều định nghĩa khác nhau.Theo Bondarenko (1978), ký sinh là loài sinh vật sống nhờ vào loài sinh vật kháctrong một thời gian dài, dần dần làm vật chủ chết hoặc suy nhược

- Có hai loại ký sinh:

+ Ký sinh trong: là loài ký sinh sống bên trong cơ thể vật chủ và tiết độc tốlàm ảnh hưởng đến sức khỏe vật chủ

+ Ký sinh ngoài: là loài ký sinh sống bên ngoài da vật chủ và hút dinh dưỡng

từ cơ thể vật chủ

* Hiện tượng kháng sinh:

- Loài sinh vật này tiết ra chất hóa học kìm hãm, lấn át sự phát triển của loàikhác

- Chất kháng sinh thường do vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm thực vật bậc cao tiếtra

2.2.1.2 Vai trò của thiên đich trong hạn chế dịch hại

- Thiên địch làm hạn chế số lượng dịch hại

- Mối quan hệ giữa vật bắt mồi – con mồi, ký sinh – vật chủ đó là sự chậmtrễ của vật bắt mồi hoặc ký sinh đối với con mồi hoặc ký chủ, đó là khi số lượngcon mồi, ký chủ tăng thì thiên địch tăng không kịp Do vậy nhóm thiên địch có thờigian chậm trễ ngắn có ý nghĩa trong ĐTSH

- Thiên địch có hai kiểu phản ứng trước sự thay đổi của dịch hại

+ Phản ứng chức năng là phản ứng tập tính chính của các loài ăn thịt hoặccác loài ký sinh đối với sự thay đổi mật độ quần thể của con mồi, ký chủ Phản ứngchức năng có hai dạng là phản ứng chức năng thuận và nghịch.

+ Phản ứng số lượng là sự thay đổi đặc điểm sinh sản, tỉ lệ sống sót của cácloài thiên địch khi có sự thay đổi mật độ của quần thể dịch hại Phản ứng số lượng

có hai dạng là phản ứng số lượng thuận và nghịch

- Các phản ứng thuận trên đều có ý nghĩa trong ĐTSH nhưng nếu chỉ cómột phản ứng chức năng thì dù có mạnh đến đâu cũng không thể hạn chế dịch hại

Do vậy, phản ứng số lượng nhanh và mạnh là một đặc điểm quan trọng của thiênđịch trong việc làm tăng tỉ lệ chết của dịch hại

2.2.2 Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH

2.2.2.1 Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn

- Thiên địch đơn thực: là những loài thiên địch chỉ sử dụng một hoặc hai loàirất gần gũi nhau về quan hệ họ hàng (phân loại) để làm vật chủ hoặc con mồi, đây

là nhóm ít gặp trong tự nhiên

Ví dụ: Ong xanh ăn trứng sâu đục thân hai chấm Tetrastichus schoemobii

- Thiên địch hẹp thực: là những loài ký sinh hay ăn thịt chỉ dùng vài loài vậtchủ hoặc con mồi thuộc một họ, nhóm này có nhiều trong tự nhiên

Ví dụ: Ong kén trắng ký sinh trên các loài sâu cắn gié.

- Thiên địch đa thực: là loài sử dụng nhiều loài dịch hại để làm con mồi hoặcvật chủ, đây là nhóm khá phổ biến

Ví dụ: Ruồi ký sinh Compsilura concinnata

Sự phân chia các nhóm trên chỉ tương đối và mang tính chất nhân tạo vìnhiều loài biến đổi thức ăn hoặc ký chủ trong suốt đời sống của mình

2.2.2.2 Các nhóm thiên địch tùy theo mức độ chuyên hóa

- Thiên địch không chuyên tính: gồm các loài đa thực, không có một loạicon mồi/vật chủ nhất định.

- Thiên địch chuyên tính chia làm hai nhóm:

+ Thiên địch chuyên tính hẹp: Gồm các loài đơn thực rất hẹp thực chỉ thíchứng với 1 - 2 loài vật chủ/con mồi

+ Thiên địch chuyên tính rộng: gồm các loài thiên địch hẹp thực

2.2.2.3 Vai trò của thiên địch trong việc hạn chế số lượng dịch hại

Vai trò này ở các nhóm thiên địch không giống nhau:

- Thiên địch chuyên tính: Có khả năng kiểm soát sự gia tăng số lượng củaloài dịch hại vì chúng có khả năng chọn lựa tinh vi vật chủ con mồi ngay cả khimật độ thấp Thiên địch chuyên tính là yếu tố quyết định xu hướng biến động sốlượng của quần thể vật chủ hay con mồi Thiên địch chuyên tính có vai trò chủ yếutrong việc điểu hòa quần thể dịch hại, ngay cả khi mật độ còn thấp

- Thiên địch không chuyên tính không thể kiểm soát được sự tăng số lượngcủa quần thể dịch hại Vai trò điều hòa của chúng chỉ thể hiện khi chúng có mật độcao Vì thế, chúng đôi khi có vai trò quan trọng trong việc hạn chế số lượng dịchhại (với một số lượng lớn cá thể thiên địch dễ dàng tiêu diệt dịch hại, dập tắt các vụdịch lớn)

B Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH

1 Côn trùng ăn thịt sâu hại

Côn trùng ăn thịt côn trùng (sâu hại) là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên.Chúng có vai trò quan trọng trong việc kìm chế (điều hòa) sự sinh sản của sâu hại

Vì thế nó được sử dụng rộng rãi trong ĐTSH

1.1 Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó

Dựa vào tập tính bắt mồi ăn thịt của CTAT ở các pha phát dục, người ta chia làm 3nhóm

* Nhóm 1: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở pha trưởng thành

- Thuộc nhóm này chủ yếu là các loài đa thực, số lượng không lớn Phần lớnchúng đẻ trứng ở ngoài nơi ở của con mồi

- Đại diện có ở các họ: Bittacidae, Boreidae, Panorpidae (Bộ Mecoptera) và

bọ cánh cứng ngắn Staphylinidae, Formicidae thuộc bộ cánh màng Hymenoptera

Bộ cánh màng Hymenoptera

Bittacidae Panorpidae (Bộ Mecoptera) Staphylinidae

* Nhóm 2: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở pha ấu trùng Ở pha trưởng thành

chúng thường ăn mật và phấn hoa, các cá thể cái đẻ trứng ở nơi có nhiều con mồi

là thức ăn của ấu trung

Đại diện cho nhóm này có các loài ruồi ăn thịt ở họ Cecidomiidae,

Syrphidae, Chamaemyiidae và một số loài bọ mắt vàng (Chrysopa carnea)

Bọ mắt vàng (Chrysopa carnea) Chamaemyiidae

* Nhóm 3: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở cả pha ấu trùng và trưởng thành,

là nhóm có nhiều loài nhất và đa dạng nhất

- Có một số loài có thức ăn và nơi ở của hai pha giống nhau

Ví dụ: Bọ rùa, nhiều loài cánh cứng họ Carabidae (phong phú nhất)

Bọ rùa Carabidae

- Có một số loài có thức ăn và nơi ở của hai pha khác nhau

Ví dụ: Ở chuồn chuồn, pha ấu trùng sống dưới nước con mồi chủ yếu là bọ gậy,

các động vật phù du Chuồn chuồn trưởng thành bắt mồi bay trong không khí

- Ấu trùng Mòng sống trong đất, cá thể trưởng thành sống và bắt mồi tự do.

Ấu trùng chuồn chuồn

- Côn trùng ăn thịt thường có phổ con mồi rộng, nhưng ngược lại có nhữngloài chỉ ăn những con mồi (nhóm con mồi) nhất định

Ví dụ:

+ Côn trùng ăn thịt thuộc bộ cánh mạch Neuroptera chỉ ưa thích con mồi là

côn trùng chích hút

+ Bọ rùa giống Stethorus bắt các loài nhện đỏ hại cây.

Bọ rùa giống Stethorus hại cam, quýt

+ Bọ rùa giống Hyperaspis, Rodolia, Chilocurus bắt rệp sáp.

Bọ rùa Chilocurus Trong khi đó côn trùng họ Carabidae (Bọ chân chạy), giống Calosoma,

Carabus thích các con mồi kích thước lớn hơn như sâu non, nhộng các loài bướn.

Giống Bembidion, Calathus thích ăn rệp muội, côn trùng nhỏ Giống Ophonus

Herpalux ăn tạp, vừa động vật, vừa thực vật.

- Một số loài có cấu tạo hình thái đặc biệt thích nghi với kiểu sống bắt mồi

Ví dụ: Bọ ngựa chân trước phát triển thành kiếm bắt mồi; ấu trùng chuồn chuồn có

cấu tạo kiểu phụ miệng đặc biệt để bắt mồi dưới nước; Bọ chân chạy (Carabidae)

chân dài chạy đuổi con mồi

1.2 Đặc điểm tập tính của côn trùng ăn thịt

Ấu trùng các loài côn trùng ăn thịt phải tự tìm kiếm con mồi, chúng có cấutạo, tập tính và thích nghi với việc săn mồi Tuy nhiên việc tìm kiếm nơi ở con mồi

là do cá thể trưởng thành quyết định, do chúng phải đẻ trứng vào nơi có con mồi làthức ăn của ấu trùng Vì vậy việc xác định nơi ở của loài mồi là rất quan trọng Thịgiác và khứu giác (cảm nhận hóa học) là hai cơ quan giúp chúng định hướng tìmđúng nơi ở con mồi

- Các loài Chrysopa, Syrphidae sử dụng thị giác tìm cây có hoa là nơi ở của

con mồi, nhận biết màu sắc của hoa

- Loài Chrysopa carnea bị hấp dẫn bởi mật hoa.

- Hầu hết chúng khi tiếp xúc với con mồi mới nhận biết được con mồi nhờchân trước (bọ rùa) hoặc râu đầu (bọ xít).

Một số loài CTAT thuộc bộ cánh màng có tập tính bắt mồi về tổ cho ấutrùng của chúng

Ví dụ: Ong đất, tò vò có bản năng tha mồi về tổ.

Ong ký sinhMột số loài có tập tính săn mồi và ăn mồi tập thể

Ví dụ:

- Ấu trùng và trưởng thành loài bọ xít nước Microvelia sp (họ Veliidae) cùng

nhau săn và ăn các con rầy hại lúa rơi xuống mặt nước

- Bọ xít mù xanh (Cytobinus) là loài thích ăn trứng và sâu non của các loàirầy Con trưởng thành có màu xanh và đen, sâu non có thể xuất hiện nhiều trên bờruộng có bọ rầy phá hoại, cả ruộng nước, cả ruộng khô Cytobinus đẻ trứng vào môthực vật, sau 2 đến 3 tuần sẽ trưởng thành và có khả năng sinh sản 10 – 20 connon Chúng tìm trứng rầy ở bẹ lá và thân, dùng vòi nhọn hút khô trứng Mỗi thiênđịch một ngày ăn hết 7 – 10 trứng hoặc 1 – 5 bọ rầy.

Nhiều loài có hiện tượng “ăn thịt lẫn nhau” khi thiếu mồi

Ví dụ: Ở các loài bọ mắt vàng: ấu trùng Chrysopa carnea, Ch.perla, Ch.formosa.

Ấu trùng Chrysopa carnea

1.3 Những nhóm côn trùng ăn thịt chủ yếu

- Các loài CTAT thuộc 189 bọ của 16 bộ côn trùng (Sweetman, 1958), Bộhai đuôi, bộ ba đuôi; chuồn chuồn, cánh thẳng, bọ ngựa, cánh da, bọ trĩ, cánh nửa,cánh cứng, cánh mạch, hai cánh, cánh màng…

- Có những bộ các loài đều ăn thịt như: Chuồn chuồn, bọ ngựa, cánh mạch;

có nhiều họ các loài đều ăn thịt: Reduviidae, Asilidae, Anthocoridae…

- Đóng vai trò quan trọng nhất trong ĐTSH phòng trừ dịch hại nông nghiệp

là các CTAT thuộc các bộ: cánh nửa, bọ trĩ, cánh cứng, cánh mạch, hai cánh vàcánh màng Nhiều loài trong chúng là những thành viên không thể thiếu trong cácquần xã nông nghiệp Các họ quan trọng nhất là:

* Họ bọ rùa Coccinellidae (bộ cánh cứng Coleoptera)

- Họ bọ rùa có ý nghĩa lớn trong ĐTSH và được sử dụng từ lâu

- Thế giới có 4500 – 5000 loài bọ rùa, ở nước ta theo tài liệu của Hoàng ĐứcNhuận (1979) có ít nhất 246 loài bọ rùa trong đó có 160 loài có ích Số còn lại ănthực vật

Ví dụ: Bọ cánh cứng ba khoang là loài côn trùng có thân cứng hoạt động mạnh Cả

sâu non có màu đen bóng và trưởng thành màu đỏ đều tích cực tìm sâu cuốn lá hạilúa Ta có thể tìm thấy bọ cánh cứng ba khoang trong ổ lá do sâu cuốn lá cuốn Sâunon của thiên địch hóa nhộng dưới đất ở vùng trồng lúa cạn hoặc trong các bờruộng trồng lúa nước Mỗi con thiên địch phàm ăn ăn 3 – 5 con sâu non mỗi ngày.Con trưởng thành cũng tìm bọ rầy và ve để làm mồi