Nghiên cứu đặc trưng khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh

Được xếp vào loại vịnh gần kín, đặc trưng bởi sự đa dạng về cảnh quan với trên 2000 hòn đảo đá vôi lớn nhỏ, đa dạng các hệ sinh thái biển nhiệt đới như san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

Đàm Thị Lên

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG KHU HỆ CÁ VÙNG BIỂN

VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Hà Nội – 2019

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

Đàm Thị Lên

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG KHU HỆ CÁ VÙNG BIỂN

VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Động vật học

Mã số: 8420103

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hướng dẫn 1: TS Phạm Thế Thư Hướng dẫn 2: TS Lê Hùng Anh

Hà Nội – 2019

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan những số liệu trong luận văn này do chính tôi thực hiện trong quá trình triển khai các nội dung nghiên cứu theo đề cương đã được phê duyệt bởi Khoa Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật (Học Viện Khoa học và Công nghệ) Các số liệu, tài liệu được sử dụng trong luận văn từ các nguồn tài liệu của các tác giả khác đều được trích dẫn một cách đầy đủ và minh bạch Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu khoa học được thể hiện trong công trình này theo đúng những cam đoan ở trên

và Công nghệ Việt Nam (VAST 04.08/17-18, VAST 06.04/18-19 đã cho phép

sử dụng nguồn số liệu và hỗ trợ kinh phí để tôi có thể tham gia khảo sát thực địa và phân tích mẫu vật Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ khoa học công tác tại Phòng Bảo tồn và Đa dạng sinh học biển và Phòng Sinh vật phù

du và Vi sinh vật biển, Viện Tài nguyên và Môi trường biển (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), các thầy cô trong Khoa Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (Học Viện Khoa học và Công nghệ) đã dạy tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian tôi thực tập tại Viện và học tập tại Học viện, sẵn sàng cung cấp những tài liệu cần thiết giúp tôi hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn tới bố mẹ, chồng và các con, các thành viên trong gia đình

đã luôn ở bên cạnh động viên giúp tôi vững bước trong cuộc sống và phấn đấu trong học tập Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè và đồng nghiệp đã luôn quan tâm, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 4 tháng 10 năm 2019

Học viên

Đàm Thị Lên

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

A Các chữ viết tắt tiếng Anh

BLAST Basic Local Alignment Search Tool Công cụ tìm kiếm các

gen COI thuộc ti thể

GDP Gross Domestic Product Tổng sản phẩm nội địa

FAO The Food and Agriculture

Organization of the United Nations

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

ICLARM The International Center for

Living Aquatic Resources Management

Trung tâm Nghiên cứu Quốc tế về Quản lý Nguồn lợi Thủy sinh

hình 2 tham số

MEGA Molecular Evolutionary Genetics

Analysis

Phần mềm phân tích tiến hóa di truyền phân tử

NCBI The National Center for

Biotechnology Information

Trung tâm thông tin công nghệ sinh học quốc gia

PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp

UNESCO United Nations Educational

Scientific and Cultural Organization

Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc

B Các chữ viết tắt tiếng Việt

Danh mục bảng Trang

Bảng 3.1 Các họ cá chiếm ƣu thế về số lƣợng loài trong khu hệ cá vùng

biển vịnh Hạ Long

25

Bảng 3.2 Số loài ghi nhận lần đầu tiên phân bố ở vịnh Hạ Long 29 Bảng 3.3 Phân bố địa lý cá vùng biển vịnh Hạ Long 35 Bảng 3.4 So sánh mức độ giống nhau của quần xã cá khu vực nghiên cứu

với một số vùng vịnh ven bờ của Việt Nam

Danh mục hình

Trang

Hình 2.4 Các loại vảy thông thường và hình dạng, độ nhô của miệng 21

Hình 3.1 Mười họ có số lượng loài cao nhất trong khu hệ cá khu vực

nghiên cứu

27

Hình 3.2 Tỷ lệ % số loài trong các bộ của khu hệ cá 28 Hình 3.3 Phân chia các nhóm sinh thái trong khu hệ cá khu vực nghiên cứu 34 Hình 3.4 Cây phát sinh chủng loại của các trình tự trong loài Cá Căng cát 43

Hình 3.5 Cây phát sinh chủng loại của các trình tự trong loài Cá Căng

Hình 3.9 Mạng lưới haplotype của các quần thể Cá Căng Vảy to tại các

khu vực thu mẫu theo phương pháp Median-joining (Bandelt et al., 1999)

51

Hình 3.10 Mạng lưới haplotype của các quần thể Cá Lượng dơi chéo tại các

khu vực thu mẫu theo phương pháp Median-joining (Bandelt et al., 1999)

52

Hình 3.11 Mạng lưới haplotype của các quần thể Cá Đục bạc tại các khu

vực thu mẫu theo phương pháp Median-joining (Bandelt et al., 1999)

53

MỤC LỤC

Trang

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN LĨNH VỰC

NGHIÊN CỨU

6

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 11

1.2.1 Các hệ sinh thái ven bờ điển hình vùng biển vịnh Hạ Long 11

1.2.2 Hiện trạng môi trường vùng biển vịnh Hạ Long 13

CHƯƠNG 2 TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu vật ngoài thực địa 18

2.2.2 Phương pháp xử lý, định loại mẫu vật trong phòng thí nghiệm 19

2.2.3 Phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu mã vạch di truyền

(DNA barcoding)

22

3.1 ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI CÁ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 25

3.1.5 Đánh giá mức độ tương đồng trong cấu trúc quần xã cá 35

3.1.6 Phân bố của khu hệ cá và các loài quý hiếm có giá trị bảo tồn 37 3.2 TƯƠNG QUAN DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ LOÀI CÁ KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

38

3.2.1 Đ c điểm trình tự gen COI của các loài cá nghiên cứu 38

3.2.2 Đ c điểm phát sinh chủng loài của các loài cá nghiên cứu 42

3.2.3 Đ c điểm tương quan di truyền giữa các loài cá nghiên cứu 47

3.3 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHO QUẢN LÝ VÀ PHÁT TRIỂN

PHỤ LỤC 1 Danh sách cá vùng biển vịnh Hạ Long 64

PHỤ LỤC 2 Hình ảnh minh họa một số loài cá thường g p ở vùng

biển vịnh Hạ Long

78

PHỤ LỤC 3 Các bài báo đã công bố có liên quan đến luận văn 80

MỞ ĐẦU

Vịnh Hạ Long là di sản thiên nhiên thế giới thuộc tỉnh Quảng Ninh được UNESCO hai lần vinh danh bởi những giá trị ngoại hạng về mặt cảnh quan (1994) và địa chất, địa mạo (2000) Được xếp vào loại vịnh gần kín, đặc trưng bởi sự đa dạng về cảnh quan với trên 2000 hòn đảo đá vôi lớn nhỏ, đa dạng các hệ sinh thái biển nhiệt đới như san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn…trù phú

về mặt dinh dưỡng, là những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các quần xã sinh vật [1]

Trong số các loài sinh vật biển phân bố ở vùng vịnh Hạ Long, cá là nhóm động vật có xương sống có giá trị kinh tế hơn cả, với phạm vi phân bố rộng trong các sinh cảnh của vịnh là đối tượng khai thác quan trọng của nghề khai thác hải sản Các làng chài trù phú ở địa phương như Hùng Thắng, Loong Toòng, Hà Phong…với ngư trường khai thác trong phạm vi của vịnh tiếp tục duy trì vai trò cung cấp ra thị trường nguồn thực phẩm biển giàu dinh dưỡng, tạo ra công ăn việc làm cho người dân địa phương cũng như duy trì nét đẹp về văn hóa của vùng đất di sản [2]

Các công trình nghiên cứu về khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long trong những năm gần đây, xét về mặt tổng thể đã cung cấp được các thông tin hết sức cơ bản về đa dạng sinh học cũng như nguồn lợi cá phân bố trong các hệ sinh thái ven bờ của vịnh Hạ Long Tuy nhiên, do yếu tố thời gian nghiên cứu không được liên tục, các phương pháp thu và xử lý mẫu không được đồng bộ cùng với sự thay đổi các yếu tố môi trường (hệ sinh thái nền) và sự tiến bộ ngày càng cao của các phương pháp nghiên cứu, hiện tượng đô thị hóa, khai thác thủy sản quá mức….dẫn tới các số liệu về khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long đòi hỏi cần có những nghiên cứu chuyên sâu và cập nhật hơn Từ thực

tiễn đó, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đặc trưng khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh” cho Luận văn Thạc sĩ Khoa học chuyên

ngành động vật học mã số 8420103, nhằm góp phần vào công tác bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên sinh vật của khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh

Hạ Long Đề tài được thực hiện với những mục tiêu và nội dung sau đây:

 Mục tiêu của đề tài

Đề tài nghiên cứu nhằm xác định được các đặc trưng khu hệ cá (thành phần loài, phân bố, cấu trúc và tính chất khu hệ, tương quan di truyền) phục

vụ công tác quản lý và phát triển bền vững nguồn lợi cá vùng biển vịnh Hạ Long

 Nội dung nghiên cứu

- Xác định được mức độ đa dạng về thành phần loài cá có trong vùng

biển vịnh Hạ Long

- Xác định được tương quan di truyền của một số loài cá thường gặp có

giá trị kinh tế, phân bố trong vùng biển vịnh Hạ Long

- Đề xuất một số giải pháp cho công tác quản lý và phát triển bền vững nguồn lợi cá vùng biển vịnh Hạ Long

Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Góp phần bổ sung những hiểu biết về đa dạng sinh học biển nói chung

và đa dạng sinh học cá biển nói riêng của khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh

Hạ Long

- Làm rõ thêm những đặc trưng về cấu trúc khu hệ, phân bố nguồn lợi

cá biển vịnh Hạ Long cũng như liên kết về mặt di truyền của một số loài cá có giá trị kinh tế giữa Hạ Long và các vùng nước lân cận

- Chứng minh vai trò của vịnh Hạ Long như cầu nối quan trọng về phân

bố địa lý cá biển giữa khu hệ cá nhiệt đới và ôn đới ở khu vực Ấn Độ - Tây Thái Bình Dương

 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có đóng góp tích cực cho công tác bảo tồn và phát triển bền vững nguồn lợi sinh vật biển của khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long

- Cung cấp các số liệu mới, luận điểm mới về khu hệ cá vịnh Hạ Long,

là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị cho các cán bộ nghiên cứu, quản lý, sinh viên có quan tâm đến bảo tồn các giá trị đặc trƣng của khu di sản

- Cung cấp dữ liệu quan trọng cho công tác tuyên truyền, bảo tồn và phát huy các giá trị đa dạng sinh học của khu di sản

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới và khu vực

Theo Công ước Đa dạng sinh học (2007): đa dạng sinh học là sự đa dạng của các sinh vật sống trong các môi trường khác nhau như trên đất liền, dưới biển, các hệ sinh thái dưới nước khác và các phức hệ sinh thái mà sinh vật là thành phần [3] Hay theo tổ chức FAO: "Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái" Do đó, thuật ngữ đa dạng sinh học là một khái niệm phân cấp, tính đa dạng được xem xét trên nhiều cấp

độ, phổ biến nhất là cấp độ phân tử, cấp độ loài loài và cấp độ hệ sinh thái [4]

+ Đa dạng sinh học ở cấp độ loài:

Về cơ bản cho tới nay các nhà ngư loại học trên thế giới đã hoàn thiện được cơ sở dữ liệu khá hoàn chỉnh về cá hiện sống trên thế giới Điển hình nhất là cơ sở dữ liệu cá ban đầu do Trung tâm ICLARM có trụ sở tại Cộng hòa Philippin xây dựng Sau một số năm xuất bản dữ liệu dạng đĩa từ CD và DVD, tới nay cơ sở dữ liệu về cá viết tắt là Fishbase đã được chia sẻ trên mạng internet toàn cầu ở địa chỉ: https://www.fishbase.de/ thông tin cập nhật tháng 10/2019 cho thấy cơ sở dữ liệu cá có tới 34.300 loài đã được mô tả, 326.400 tên thường gọi, 59.800 ảnh mẫu vật, 56.600 tài liệu tham khảo, 2.350 cộng tác viên trên toàn thế giới Hệ thống phân loại học cá hiện đại cũng ngày càng được hoàn thiện đi tiên phong là tác giả William N Eschmeyer thuộc Viện Hàn lâm Khoa học California, Hoa Kỳ đã công bố danh sách khá chi tiết

về hệ thống phân loại học cũng như tên đồng vật, tên khoa học hiện nay của hầu hết các loài cá bắt gặp trên thế giới tại địa chỉ mạng internet toàn cầu: (https://research.calacademy.org/scientists/projects/catalog-of-fishes) Bên cạnh đó, các nhà ngư loại học ở các nước có trình độ khoa học tiên tiến như Nhật Bản, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Xingapo, Úc…cũng rất tích cực xuất bản các ấn phẩm về cá biển ở các vịnh như California, vịnh Andaman, vịnh

Bengan…làm phong phú thêm các dẫn liệu về cá biển hiện có Ở khu vực Đông Nam Á, trong những năm gần đây, các nghiên cứu về cá trong các vịnh ven bờ cũng được các nước quan tâm Thông qua việc tranh thủ sự hợp tác với các đối tác có tiềm lực mạnh về ngư loại học như các nhà ngư loại học Nhật Bản cũng đã xuất bản được hàng loạt các sách hướng dẫn, chuyên khảo

về cá biển [5]

+ Đa dạng sinh học ở cấp độ di truyền:

Đa dạng di truyền (cấp độ phân tử) là sự thay đổi của nucleotide, gen, nhiễm sắc thể, hoặc toàn bộ bộ gen (genome) giữa các cá thể trong cùng một loài hay giữa các loài khác nhau Nó được phản ánh thông qua mức độ tương đồng và khác biệt trong cấu trúc gen của các cá thể, quần thể và cuối cùng là loài Những điểm tương đồng và khác biệt này được thể hiện bằng sự sai khác

về trình tự nucleotide hình thành nên DNA trong các tế bào của sinh vật Như vậy, mỗi gen gồm một phần thông tin di truyền của DNA, chiếm một phần trong cấu trúc nhiễm sắc thể, và quy định một đặc điểm cụ thể của sinh vật [6] Sự đa dạng các nucleotide được tính trên các gen khác nhau của sinh vật Một quần thể thường được định nghĩa là một nhóm các cá thể có khả năng giao phối với nhau sinh ra con hữu thụ Các quần thể khác nhau có xu hướng khác nhau về mặt di truyền khi ít có sự trao đổi di truyền (genetic flow) hoặc

do đột biến theo thời gian, đây là kết quả tác động từ một hoặc từ tổng hợp của nhiều yếu tố như chọn lọc tự nhiên, phiêu bạt di truyền - genetic drift, kích thước quần thể (số lượng cá thể) và sự tích lũy có chọn lọc các đột biến trung tính theo thời gian Điều này dẫn đến sự xuất hiện các đặc điểm di truyền đặc trưng, tạo thành sự khác biệt của các cá thể trong quần thể này so với các quần thể khác Mức độ khác biệt di truyền của quần thể trong điều kiện sinh thái nhất định phản ánh khả năng thích ứng trước các thay đổi về điều kiện môi trường sống của chúng [7], [8], [9], [10] Thông thường, các quần thể có khả năng phát tán tốt thì có sự đa dạng di truyền thấp hơn nhưng trái lại, các quần thể có sự đa dạng di truyền cao hơn lại có khả năng thích ứng trước sự biến đổi môi trường lớn hơn [11]

Phân tích di truyền DNA đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong khoa học tự nhiên, đặc biệt là đánh giá đa dạng sinh học và trong sinh thái học

[12] Cho tới nay, có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể sinh vật [13], [14]., nhưng có bốn loại chỉ thị sinh học (marker) chính thường được sử dụng: allozymes, phân tích DNA ty thể (mtDNA), microsatellites [15], và gần đây là đa hình các dạng nucleotide đơn (SNPs) [16] Trong đó, marker DNA được sử dụng rộng rãi nhất vẫn là mtDNA Cấu trúc của quần thể cá có thể được xác định thông qua trình tự nucleotide của DNA trong ty thể [17], [18] Trong đó, 4 gen ty thể 16S, Cyt b, COI và D-loop hiện đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu đa dạng sinh học và phân loại học Nhưng tính theo mức độ giảm dần về sự bảo tồn của các gen, gen 16S rDNA thường được sử dụng trong

phân tích đa dạng ở mức độ giữa các họ [19], gen cytochrome b (cyt b) được

sử dụng ở mức độ giữa các họ và giữa các loài [16], [20], COI được sử dụng

ở mức độ giữa các loài [21], [22], và cuối cùng là gen D-loop có sự biến dị di truyền cao hơn trước sự tác động của môi trường [23], [24] nên gen này thường được sử dụng để phân tích đa dạng trong một loài Phân tích di truyền mtDNA là công cụ hữu ích trong phân loại loài cá, xác định cấu trúc quần thể

cá và mức độ kết nối di truyền giữa các quần thể, cung cấp cơ sở khoa học trong công tác quản lý và bảo tồn, đặc biệt là việc xác định phạm vi quản lý,

vị trí và mức độ bảo tồn cho các loài [25], [26], các đặc tính địa phương, tính đặc hữu của các quần thể sinh vật trong các sinh cảnh, hệ sinh thái khác nhau [26], [27], [28], chúng cung cấp những thông tin quan trọng cho việc xây dựng phả hệ phân bố địa lý (phylogeography) của các quần thể sinh vật biển [29]

Các kết quả nghiên cứu về đa dạng di truyền cá đã và đang được ứng dụng thành công trong công tác quản lý bền vững nhiều loài cá có giá trị quan trọng ở nhiều khu vực trên thế giới [30] Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm xác định sự kết nối di truyền của các quần thể cá dựa trên mức độ tương đồng di truyền giữa chúng, các nghiên cứu này đã được tổng quan trong các công bố của [31], [32], [33], [34] Chỉ thị di truyền cho phép xác định nhanh được khu vực phân bố sinh thái của cá và xác định rào cản sinh thái giữa các quần thể [35], [36] Ví dụ, tác giả Shang-Yin Vanson Liu và cộng sự (2015)

cũng chỉ ra loài cá Terapon jarbua ven biển Đài Loan phân chia thành 2 quần

thể [34] Như vậy, việc sử dụng các gen chuẩn thuộc ty thể trong nghiên cứu phân loại, đa dạng di truyền quần thể cá là hết sức quan trọng, có ý nghĩa lớn trong công tác quản lý, bảo tồn và phát triển bền vững nguồn lợi

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam, trong số tất cả các nghiên cứu điều tra về sinh học khu vực cửa sông được thực hiện trong vòng một thập kỷ qua, cá là đối tượng rất được quan tâm nghiên cứu ở các góc độ khác nhau Với giá trị cao về mặt thương phẩm, cá luôn được xem là đối tượng chính cho ngành thủy sản Việt Nam, do vậy các họ cá có giá trị kinh tế trong các hệ sinh thái biển Việt Nam rất cần được quan tâm và nghiên cứu Đặc biệt, xác định chính xác sự phân bố sinh thái loài có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý và phát triển bền vững nguồn lợi của từng loài, nhất là những loài có giá trị kinh tế cao, có giá trị sinh thái lớn hay có nguy cơ tuyệt chủng

Các nghiên cứu về khu hệ cá vùng biển Hạ Long còn khá khiêm tốn với

3 công trình nghiên cứu tiêu biểu đã được công bố trong thời gian gần đây bao gồm:

- Nguyễn Nhật Thi và Hỗ Sỹ Bình, 1971 đã có báo cáo sơ bộ về khu hệ

cá vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Ninh với mô tả sơ bộ về 56 loài cá thường gặp là đối tượng cá kinh tế phân bố ở vịnh Hạ Long [37]

- Nguyễn Văn Quân và Nguyễn Nhật Thi, 1998 đã công bố danh sách cá

trong khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long với 171 loài, 68 họ, 85 giống Đáng chú ý trong danh sách cá được phát hiện đã có 2 ghi nhận mới cho khu hệ cá biển Việt Nam hiện có [38]

- Nguyễn Văn Quân, 2005 tập trung nghiên cứu về đa dạng thành phần

loài và nguồn lợi của nhóm cá rạn san hô vùng biển vịnh Hạ Long, đã xác định được 111 loài cá rạn san hô thuộc 41 họ, 71 giống và bổ sung 12 loài mới cho

“danh sách cá biển vịnh Hạ Long, 1998” [39]

Những nghiên cứu khác chỉ rải rác trong các báo cáo chuyên đề thuộc các đề tài, dự án điều tra tổng hợp về tài nguyên và môi trường vùng biển vịnh

Hạ Long Các số liệu đưa ra trong các công bố này mang tính chất thời điểm

và rất cần có những kết quả công bố mới nhằm đảm bảo tính liên tục của chuỗi

Cho tới nay, hầu hết các nghiên cứu có liên quan đến đa dạng di truyền quần thể sinh vật ở Việt Nam mới chỉ tập trung trên các đối tượng sinh vật nước ngọt và trên cạn, còn các sinh vật biển rất ít được nghiên cứu, đặc biệt là các đối tượng có giá trị kinh tế cao như các động vật thủy sản (cá, tôm, cua, ngao…) thì rất ít được nghiên cứu Mặt khác, lực lượng các nhà nghiên cứu sinh học biển của Việt Nam ở mức độ phân tử cũng còn hạn chế (điển hình là các nhóm nghiên cứu của Nguyễn Hữu Ninh - Viện Nghiên cứu Thủy sản 1; Thái Thanh Bình - Trường Cao đẳng Thủy sản; nhóm nghiên cứu của Đặng Thúy Bình - Trường Đại học Nha Trang; nhóm nghiên cứu của Phan Kế Long – Bảo Tàng thiên nhiên Việt Nam): trong đó, các công trình tiêu biểu xác định

đa dạng di truyền quần thể và cấu trúc quần đàn cá trích (Sardinella gibbosa),

cá thia đồng tiền, cá ngựa (Hippocampus spinosissimus), cá chép đỏ ở Việt

Nam và cá Đối ven biển Việt Nam Như vậy, qua đây cho thấy: cá được xem

là đối tượng chiếm tỉ trọng lớn trong nền kinh tế thủy sản Việt Nam nhưng các nghiên cứu liên quan tới đa dạng di truyền của chúng vẫn chưa được quan tâm đúng mức

Đứng trên góc độ liên kết sinh thái, sự khác biệt về điều kiện môi trường giữa các khu vực sinh thái có thể tạo ra sự khác biệt về đa dạng di truyền trong quần thể, tạo ra sự khác biệt trong hướng chọn lọc tự nhiên của từng vùng [40] Do đó, việc xác định các rào cản sinh thái ngăn cách giữa các quần thể sinh vật giữa các khu vực là hết sức quan trọng, nó là cơ sở khoa học quan trọng để đưa ra các biện pháp quản lý, bảo tồn hay khai thác bền vững nguồn lợi sinh vật Đặc biệt, các dòng chảy dọc theo bờ biển Việt Nam tạo ra khả năng kết nối rộng giữa các quần thể sinh vật biển thông qua sự phát tán ấu trùng, di chuyển theo dòng nước và di chuyển qua hình thức tự bơi [41] Nhưng khu vực ven biển phía Bắc Việt Nam (Hải Phòng, Quảng Ninh) chịu chi phối bởi chế độ nhật triều, biên độ triều 2 ÷ 4 m nên tốc độ truyền triều rất nhanh, tạo ra vận tốc dòng chảy lớn, đặc biệt tại các vùng cửa sông Do đó, việc tìm hiểu sự khác biệt về đa dạng và kết nối di truyền quần thể cá phân bố giữa các địa điểm khác nhau (Cô Tô, Hạ Long, Hải Phòng) trong khu vực ven biển Hải Phòng – Quảng Ninh là hết sức quan trọng

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.2.1 Các hệ sinh thái ven bờ điển hình vùng biển vịnh Hạ Long

Theo kết quả nghiên cứu của Lăng Văn Kẻn và cs, 2015 [42], một số hệ sinh thái tiêu biểu của vùng biển vịnh Hạ Long bao gồm:

- Hệ sinh thái rừng ngập mặn Khoảng 30 năm trở về trước, hệ sinh thái

rừng ngập mặn khá phổ biến quanh vịnh Hạ Long từ Tuần Châu đến Cẩm Phả Tuy nhiên, do nhu cầu phát triển về không gian nên các vùng rừng ngập mặn ven bờ đã bị san lấp để lấy đất xây dựng nhà ở và các công trình khác Hiện tại chỉ còn một thảm rừng ngập mặn nhỏ trước hang Đầu Gỗ là còn

tương đối nguyên vẹn ở vùng ven bờ chỉ còn lại các thảm rừng ngập mặn mới trồng ở các xã Đại Yên, Đại Dân, Việt Hưng (phía tây TP Hạ Long), ven

bờ vịnh Cửa Lục còn những đám nhỏ tại các xã Lê Lợi và Thống Nhất

- Hệ sinh thái cỏ biển Trong khu vực kỳ quan, các thảm cỏ biển phân

bố trên các bãi triều ở vùng ven bờ như Hồng Hải, Tuần Châu, Hùng Thắng

và trước hang Đầu Gỗ nhưng diện tích các thảm cỏ biển rất nhỏ, chỉ vài trăm

ha Vì vậy vai trò kinh tế của chúng không lớn

- Hệ sinh thái vùng triều thấp đáy mềm Kiểu hệ sinh thái này phân bố

phía ngoài các thảm thực vật ngập mặn trong khu vực Trước đây do diện tích rừng ngập mặn tương đối lớn nên kiểu hệ sinh thái này khá phổ biến Hiện nay kiểu hệ này chỉ còn phân bố ở một vài nơi trong vịnh Cửa Lục và vùng cửa sông Yên Lập Một phần diện tích các bãi triều lầy đã biến thành đầm nuôi Hải sản hoặc bị san lấp để lấy diện tích phục vụ các công trình xây dựng

- Hệ sinh thái bãi triều cát - rạn đá Kiểu hệ sinh thái này rất phổ biến

trong vùng kỳ quan sinh thái Hạ Long – Bái Tử Long, chúng nằm xung quanh chân các đảo đá vôi trong vịnh Độ trải rộng của chúng ngắn, thường chỉ hai

ba mét đến vài chục mét

- Hệ sinh thái rạn đá - san hô Đây là hệ sinh thái đặc thù của vùng

nước nông biển nhiệt đới Trong vùng kỳ quan sinh thái, các rạn san hô phân

bố ở ven các đảo phía nam vịnh Hạ Long – Bái Tử Long và cả phần phía đông đảo Cát Bà Qua nghiên cứu cho thấy, tuy điều kiện chất đáy khá thuận lợi cho san hô phát triển và thực tế trước đây các rạn san hô phát triển khá tốt Nhưng trong khoảng10 năm trở lại đây, chất lượng môi trường nước của khu vực đối với san hô, thành phần sinh vật chính của rạn, bị suy giảm bởi một loạt yếu tố như: độ đục tăng do sự gia tăng hoạt động của tàu thuyền, đặc biệt

từ khi cảng Cái Lân được mở rộng; Nhiệt độ nước tăng cao vào các đợt có Nino hoạt động trong khu vực Tây Thái Bình dương; Ngọt hoá cục bộ vùng nước ven bờ vào mùa hè tạo nên biên độ dao động độ muối lớn giữa hai mùa; Mức độ khai thác các loài hải sản như Tu hài, Trai ngọc, cá Mú, cá Song, trên rạn san hô phát triển mạnh phục vụ cho nhu cầu nuôi trồng và tiêu thụ tại địa phương khi ngành Du lịch phát triển mạnh; Đặc biệt, một lượng lớn san hô

trong khu vực bị khai thác phục vụ các mục đích nhau như làm cảnh, đồ lưu niệm bán cho du khách, đặc biệt là trong giai đoạn chưa thành lập VQG Cát

Bà và Di sản thiên nhiên vịnh Hạ Long vì khi đó không ai quản lý hoạt động này

- Hệ sinh thái đáy mềm vùng biển nông trong vịnh Kiểu hệ sinh thái

này chiếm hầu như toàn bộ phần ngập nước trong khu vực kỳ quan, trong đó bao gồm cả hai hợp phần là sinh vật trong các tầng nước và sinh vật sống trong đáy bùn – cát trong vịnh Kiểu hệ sinh thái này rất quan trọng ở chỗ đây

là môi trường sinh sống chính của toàn bộ thuỷ sinh vật của khu vực kỳ quan, mọi sự biến đổi của chúng đều ảnh hưởng đến toàn bộ khu hệ sinh vật và các

hệ sinh thái liên quan Vùng nước này còn là bãi đẻ, nơi ương nuôi của nhiều loài sinh vật biển từ ngoài khơi di cư vào, vì vậy, đây là ngư trường quan trọng cho nghề cá và nhiều ngành nghề khác

1.2.2 Hiện trạng môi trường vùng biển vịnh Hạ Long

Kết quả nghiên cứu của Đài trạm quốc gia (Viện Tài nguyên và Môi trường biển) cùng với các kết quả nghiên cứu của các tác giả khác về quan trắc môi trường vùng biển vịnh Hạ Long trong nhiều năm cho thấy [43]:

Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long và khu vực xung quanh, trước đây và hiện đang có tốc độ phát triển rất cao Trong điều kiện các hoạt động quản lý, giám sát về môi trường còn hạn chế của một nước đang phát triển thì khả năng môi trường bị ô nhiễm là không thể tránh khỏi Trong đó đáng chú ý hơn

cả là nguồn ô nhiễm từ lục địa đưa ra (nhà máy, hầm mỏ, xí nghiệp chế biến, các khu dân cư, ) và ngay trên vịnh (tàu bè, khách du lịch, ) Tất cả các hiện tượng ô nhiễm thể hiện ở chỗ:

- Thạch quyển: Môi trường trầm tích bị ô nhiễm bởi các chất như vụn

than – 1 – 2% trầm tích đáy; kim loại nặng như cadmi, chì, kẽm, đồng ở vùng trong và ngoài Cửa Lục đều vượt ngưỡng ảnh hưởng (TEL – Threshold Effect Level) đối với chất lượng trầm tích Hàm lượng niken và thuỷ ngân cũng vượt tiêu chuẩn trung bình (TEL + PEL/2) (PEL – Probable Effect Level) của Canada; Hoá chất bảo vệ thực vật trong trầm tích đáy ở vùng Cửa Lục cũng rất cao, hệ số tai biến mức TEL (TEL – Q) đạt tới 2,77; Các chất độc hại khác

trong trầm tích còn ở mức trung bình thấp, tuy nhiên, cùng với thời gian thì sự tích luỹ sẽ càng cao

- Thuỷ quyển: Môi trường nước vùng vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bị ô

nhiễm bởi các chất thải công nghiệp, nông nghiệp, tàu thuyền và từ các khu dân cư quanh vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Mức độ ô nhiễm của từng khu vực có khác nhau phụ thuộc vào khoảng cách gần – xa các nguồn thải chất gây ô nhiễm Theo kết quả nghiên cứu của Lưu văn Diệu (2001), Cao Thị Thu Trang (2004) [10] thì khu vực sát bờ bị ô nhiễm nặng bởi dầu mỏ, các chất hữu cơ, coliform (gần khu dân cư), còn gần các khu công nghiệp lại ô nhiễm kim loại nặng Vùng Cửa Ông, Cẩm Phả còn bị ô nhiễm bởi vụn than, kim loại nặng và một số chất xạ hiếm (U, Th, K, Rn) theo nước thải sàng tuyển hoặc các khe nứt từ các hầm lò thấm ra

- Khí quyển: Không khí trên vịnh còn chưa được điều tra, tuy nhiên,

không khí tại các thành phố, thị trấn, các hầm lò, xí nghiệp đã được điều tra, nghiên cứu bởi các Sở Tài nguyên và Môi trường, sở Công nghiệp, Tổng công

ty than, nặng nề hơn cả là ô nhiễm bụi, nồng độ bụi đạt đến 3000 – 6000 hạt/cm3

tại các hầm lò, moong, nhà sàng, đường vận chuyển, thường vượt mức giới hạn cho phép đến 30 – 500 lần Đây là nguyên nhân gây ra bệnh bụi

phổi silicosia đối với công nhân hầm lò; Ngoài bụi, không khí còn bị ô nhiễm

bởi các khí độc như CO, CO2, CH4, khí phóng xạ như Rn, U, Th, Theo Nguyễn Tiến Bào [43], không khí tại các khu mỏ bị nhiễm độc nặng, nồng độ gấp 12 lần cho phép Nguyên nhân là do các đới khí độc và khí cháy bị mở thông qua các khe nứt sau các vụ nổ mìn, việc thông gió không được tốt

- Sinh quyển: Qua các đợt điều tra từ trước đến nay đã phát hiện được

3011 loài động thực vật biển và trên cạn của các nhóm sinh vật cơ bản trong

và quanh khu vực Hạ Long – Bái Tử Long [42] Tuy vậy vẫn còn thiếu số liệu của rất nhiều nhóm sinh vật do vai trò hạn chế của chúng nên còn ít được quan tâm điều tra Các nhóm sinh vật trên sinh sống trong những sinh cảnh khác nhau ở trên cạn và dưới nước, trong các lớp trầm tích Đáng chú ý là sinh cảnh của các nhóm sinh vật ngày càng bị ô nhiễm, đục hoá, ngọt hoá, thu hẹp khoảng không gian phân bố, do tác động của các yếu tố thiên nhiên như

bão, lốc, gió mùa, và con người thông qua các hoạt động kinh tế – xã hội như chặt phá rừng đầu nguồn lấy gỗ, củi, làm nương rẫy; chặt phá rừng ngập mặn đắp đầm nuôi hải sản, quai đắp lấn biển lấy diện tích xây dựng các công trình kinh tế – xã hội; khai thác khoáng sản; khai thác thuỷ sản bằng các phương pháp huỷ diệt như nổ mìn, xung điện, lưới vét, đào bới luồng lạch, khai thác san hô cảnh,

1.2.3 Các yếu tố thủy, hải văn

Theo kết quả nghiên cứu của Trần Đức Thạnh và nnk, 2012 [44], chế

độ thủy, hải văn khu vực vịnh Hạ Long có những đặc trưng cơ bản như sau:

Thuỷ văn sông:

Trong khu vực vịnh Hạ Long có nhiều sông suối nhỏ đổ vào Đáng chú

ý hơn cả là:

- Hệ thống sông Cửa Lục bao gồm sông Diễn Vọng, sông Man và sông Trới với tổng diện tích lưu vực khoảng 533 km2, mật độ dòng chảy 1,15 – 1,23 km/km2, hệ số uốn khúc 1,45 – 1,74 Các sông này đổ ra vịnh Cửa Lục sau đó đổ ra vịnh Hạ Long Lưu lượng của các sông này tương đối nhỏ, khoảng 0,261 x 109

m3/năm

- Sông Yên Lập có diện tích lưu vực khoảng 182 km2 đổ ra vụng Yên Lập, sau đó một phần chảy vào sông Bình Hương đổ ra vịnh Hạ Long ở phía Tây, phần còn lại chảy vào sông Gành Sy đổ ra cửa Lạch Huyện Lưu lượng của sông Yên Lập khoảng 0,088 x 109

m3/năm

Ngoài ra, khu vực nghiên cứu còn chịu ảnh hượng ở mức độ nào đó các

hệ thống sông Cấm – Bạch Đằng ở phía Nam qua cửa Lạch Huyện, hệ thống sông Ba Chẽ và Tiên Yên qua phía Đông Bắc (Cửa Ông) Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của các hệ thống sông này còn chưa được đánh giá đầy đủ

Hải văn

- Thuỷ triều và mực nước biển Thuỷ triều vùng Hạ Long – Bái Tử Long thuộc kiểu nhật triều đều, pha triều là 25 giờ Trong một tháng có hai kỳ nước cường với biên độ 2, 6 – 3,6 m và hai kỳ nước kém với biên độ 0,5 – 1,0

m Độ lớn cực đại có thể đạt tới 4,38m ở Hòn Gai và 4,80 m ở Cửa Ông Vào mùa hè triều mạnh vảo các tháng 5, 6 và 7, yếu vào các tháng 8 và 9, còn vào mùa đông triều mạnh vào các tháng 10, 11 và 12, yếu vào các tháng 3 và 4

- Dòng chảy Trong khu vực vịnh Hạ Long – Bái Tử Long thì dòng chảy triều là hoàn lưu cơ bản nhất trong vịnh nhưng do có nhiều đảo lớn, nhỏ làm cho trường dòng chảy biến động mạnh theo không gian và thời gian, địa hình Tốc độ dòng triều phụ thuộc vào vị trí đo, pha triều, kỳ triều và mùa, dao động trong khoảng 0 – 45 cm/s

- Sóng Do đặc điểm là một vịnh kín nên sóng biển trong khu vực không lớn trừ trường hợp đặc biệt khi có bão Tần suất lặng sóng (độ cao dưới 2,5 m) chiếm ưu thế tuyệt đối (85%) Vào mùa hè sóng chủ đạo là hướng Nam và Đông – Nam Vào mùa đông sóng chủ đạo là hướng Bắc và Đông – Bắc

CHƯƠNG 2 TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 TÀI LIỆU VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

2.1.1 Tài liệu nghiên cứu

Tài liệu phục vụ cho nghiên cứu này được tập hợp chủ yếu từ các đề tài, dự án nghiên cứu do Viện Tài nguyên và Môi trường biển chủ trì bao gồm:

+ Dự án hợp tác đa phương VAST/JSPS, CCORE-RENSEA về khoa học biển ven bờ với bộ mẫu cá thu thập được từ 2009 – 2016 do các nhà khoa học Nhật Bản và Việt Nam thực hiện

+ Đề tài Nghị định thư Việt Nam – Đài Loan NĐT.16.TW/16

+ Các đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST 04.08/17-18, VAST 06.04/18-19)

+ Đề tài nghiên cứu trọng điểm cấp nhà nước mã số KC09.11/16-20 + Các số liệu bổ sung do tác giả thực hiện bao gồm ảnh chụp và vật mẫu được thu thập vào tháng 12/2018 và tháng 6/2019

2.1.2 Địa điểm thu thập mẫu vật

Phần lớn mẫu cá tiêu bản được thu thập thông qua các chuyến khảo sát thực địa thu mẫu được nhóm tác giả tổ chức thực hiện tại các chợ cá khu vực vịnh Hạ Long trong thời gian từ năm 2009 tới 2018 và các địa điểm bến cá của các nghề khai thác ven bờ Các chợ cá: Lán Bè (Hạ Long), Cái Dăm (Bãi Cháy), Bến Do (Cẩm Phả) Các bến cá: khu vực xã Hùng Thắng (Cái Dăm), bến cá Cột 8 (Hạ Long) và Bến Giang, khu vực Hoàng Tân (thị xã Quảng Yên) Bên cạnh các mẫu tiêu bản được thu tại chợ cá và bến cá thuộc phạm vi ven bờ vịnh Hạ Long, mẫu thu được bằng câu tay tại vùng triều bùn ở thành phố Hạ Long (chuyến khảo sát năm 2011 và 2018) cũng đã được sử dụng như

tư liệu bổ sung cho nghiên cứu này Một số lượng ảnh cá chụp ở vùng rạn san

hô vịnh Hạ Long được chụp bởi TS R Winterbottom và các nhà khoa học của Viện Tài nguyên và Môi trường biển (600 ảnh màu) đã được phân tích trong nghiên cứu này (hình 2.1)

Hình 2.1 Sơ đồ các địa điểm thu mẫu

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu vật ngoài thực địa

Việc thu mẫu được tiến hành vào sáng sớm (5-8 giờ) và chiều tối (4-6 giờ) là các thời điểm ngư dân lên cá trong ngày Đối với các loài thường gặp thu tối thiểu 3 mẫu ở các kích thước khác nhau Riêng đối với các loài quý hiếm, ít gặp thu tối đa số lượng mẫu có thể Mẫu tiêu bản thu tại hiện trường được chụp ảnh tại chỗ, đo chiều dài thân và cân trọng lượng sau đó được cố định trong dung dịch Formalin nồng độ 10% Tổng số mẫu tiêu bản sử dụng trong việc định loại cá của nghiên cứu này hiện được lưu trữ tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển là 1.675 mẫu, số lượng mẫu ảnh chụp mẫu cá trên rạn san hô là 600 ảnh được cung cấp từ các nguồn khác nhau, thu thập trong

10 năm trở lại đây Trong số đó, mẫu tiêu bản thu bổ sung của tác giả là 279 mẫu

Đối với việc nghiên cứu tương quan di truyền một số loài cá có thường gặp có giá trị kinh tế trong khu hệ cá vịnh Hạ Long, đã lựa chọn thu mẫu 4 loài cá phân bố trong các rạn san hô để làm nghiên cứu thí điểm, mẫu được thu tại 4 khu vực: Cô Tô – Tiên Yên, Hạ Long, Hải Phòng đại diện cho các sinh cảnh đặc trưng và thuận tiện cho so sánh, đối chứng bao gồm:

+ Cá Căng cát – Terapon jarbua (Forsskål, 1775): 60 mẫu

+ Cá Lượng dơi chéo – Scolopsis taenioptera (Cuvier, 1830): 60 mẫu

+ Cá Căng vảy to – Terapon theraps (Cuvier, 1829): 60 mẫu

+ Cá Đục bạc – Sillago sihama (Forsskål, 1775): 60 mẫu

Mẫu cá thu để nghiên cứu về mặt di truyền quần thể được thu là mẫu

mô cơ lưng hoặc vây lưng Mẫu vật được bảo quản trong ống PVCchuyên dụng, cố định trong dung dịch cồn tuyệt đối (Ethanol 99%) trước khi được mang về phòng thí nghiệm phục vụ cho các bước xử lý mẫu vật tiếp theo

2.2.2 Phương pháp xử lý, định loại mẫu vật trong phòng thí nghiệm

Mẫu vật được chuyển sang dung dịch Ethanol nồng độ 70% để bảo quản lâu dài

Các mẫu cá được tiến hành định loại ở phòng thí nghiệm bằng phương pháp phân tích, so sánh hình thái ngoài, dựa trên tài liệu của các tác giả trong

và ngoài nước: [45], [46], [47], [48], [52], [49] Việc sắp xếp các họ cá theo

hệ thống tiến hóa của Eschmeyer WN trước năm 2019 [50] Tên tiếng Việt theo các tác giả: [51], [52], tên khoa học của loài được chuẩn hóa theo Froese

R, Pauly D (eds) phiên bản online (2019) [50]

Các số liệu thu thập được lưu trữ theo định dạng bảng tính Excel Một

số dấu hiệu dùng trong phân loại: được áp dụng theo các tiêu chuẩn hình thái

mô tả ở các hình 2.2, 2.3, 2.4

Các đơn vị đo lường tuân thủ theo hệ thống chuẩn đo lường quốc gia của Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng, Bộ khoa học và Công nghệ ban hành Dưới đây là một số chỉ tiêu hình thái cơ bản:

- Kích thước cơ thể: theo sơ đồ hình 2 chỉ dẫn cách đo các bộ phận của

cá có vai trò quan trọng đối với công tác định loại cá Dụng cụ đo được sử dụng có thể là thước kẹp Palmer, compa (đối với các loài có kích thước nhỏ) hoặc thước dây (đối với các loài có kích thước lớn) Đơn vị đo được tính bằng milimét (mm)

- Cân khối lượng cơ thể (P): mẫu vật được cân trực tiếp khi còn tươi ngoài thực địa và đơn vị tính bằng gam (gr)

- Các chỉ tiêu đếm bao gồm:

bị bỏ quên hoặc bị mất do quá trình đánh bắt hoặc vận chuyển mẫu vật

+ Số vảy đường bên: được xác định là các vẩy nằm ở hai hàng vảy bên thân có lỗ của cơ quan đường bên xuyên qua

+ Số hàng vảy trên đường bên: là số vảy được tính từ khởi điểm vây lưng đến khi gặp hàng vảy ở đường bên

+ Số hàng vảy dưới đường bên: là số vảy được tính từ khởi điểm vây bụng đến khi gặp hàng vảy ở đường bên

+ Số vảy trước vây lưng: là số vảy được tính từ khởi điểm vây lưng về phía đầu cá cho đến khi không còn gặp vảy

+ Số lược mang ở cung mang thứ nhất: là số lược mang được đếm ở mặt phải của cung mang I

+ Số lượng đốt sống: là số lượng đốt sống có trên cột sống của cá

+ Các đặc điểm nhận dạng đặc biệt khác: số lượng chấm đen ở một số

bộ phận của cơ thể (đuôi, thân, vây lưng…), số lượng vạch ngang, dọc trên cơ thể, số lượng râu, gai nắp mang…

Hình 2.2 Các đặc điểm hình thái thông thường

(theo FAO, 1981; Nguyễn Phong Hải và Stefano Carboni, 2008)

Hình 2.3 Các số đo hình thái thông thường

(theo FAO; Nguyễn Phong Hải và Stefano Carboni, 2008)

CÁC LOẠI VẢY THƯỜNG GẶP HÌNH DÁNG VÀ ĐỘ NHÔ MIỆNG

Hình 2.4 Các loại vảy thông thường và hình dạng, độ nhô của miệng

(theo FAO, 1981; Nguyễn Phong Hải và Stefano Carboni, 2008)

Việc đánh giá mức độ tương đồng giữa quần xã cá vùng biển vịnh Hạ Long với một số vịnh khác ở Việt Nam được tính toán dựa trên chỉ số tương đồng Sorrenson (S), công thức tính như sau:

S = 2C/A+B Trong đó: C: là số loài chung cho cả hai khu vực nghiên cứu dùng

để so sánh

A: là số loài ghi nhận được ở vùng A B: là số loài ghi nhận được ở vùng biển vịnh Hạ Long Sắp xếp các đơn vị phân loại của cá khu vực nghiên cứu phỏng theo William N Eschmeyer phiên bản trước năm 2019

2.2.3 Phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu mã vạch di truyền (DNA barcoding)

 Tách chiết DNA tổng số từ các mẫu vây cá và nhân gen đích bằng kỹ thuật PCR

DNA tổng số được tách chiết từ vây của mỗi cá thể cá bằng cách sử dụng protein K với bộ kit Wizard SV genomic DNA purification (Promega, Madison, WI, USA) theo hướng dẫn của nhà sản xuất

Gen đích thuộc vùng gen COI của DNA ti thể (mtDNA) sẽ được nhân lên thông qua phản ứng chuỗi trùng hợp (PCR) Các cặp mồi thường dùng cho các loại cá đã được công bố bởi các tác giả Ward và cs (2005) với cặp mồi: 5′ TCA ACC AACC AC AAA GAC AT TGG C AC-3′ và 5′ -TAGAC T

TC TGG GTGG CC AA AGAATC A-3′

 Điện di kiểm tra sản phẩm DNA tổng số và sản phẩm PCR

DNA tổng số và sản phẩm PCR (5µl DNA + 2 µl H2O + 2 µl loading dye 6X + 1 µl SYBR Gold 10X) lần lượt được kiểm tra trên bản điện di agarose 0,8% và 2% với dòng điện 80V trong vòng 45 phút và trong đệm 0,5X TAE Sau đó bản gel điện di được quan sát và chụp ảnh trên bàn soi gel

DigiGenius với tia UV (Syngene-Anh)

 Giải trình tự nucleotide của các gen đích nghiên cứu

Sản phẩm PCR được tinh sạch bằng bộ kít “Wizard SV Gel and PCR clean-up System” của Promega (Mỹ) theo hướng dẫn của nhà sản xuất

và sử dụng làm khuôn trực tiếp cho phản ứng tiền giải trình tự theo nguyên tắc dye-labelled dideoxy terminator (Big Dye® Terminator v.3.1 Applied Biosystems) với các đoạn mồi tương tự như phản ứng PCR Sản phẩm được phân tích trên máy phân tích trình tự tự động ABI Prism® 3100 DNA Analyser (USA) Các trình tự được kết nối bằng kỹ thuật Contig Express trong phần mềm package vector NTI v.11

 Xử lý các trình tự nucleotide của gen đích

Các trình tự được chỉnh sửa bằng phần mềm Sequencher 4.0.4 (Gene Codes Corporation, 2002) và dóng hàng bằng phần mềm Clustal X v.1.8 (Kochzius và cs., 2008) và MEGA X Các trình tự tiếp tục được so sánh xác định mức độ tương đồng với các trình tự trên Genbank thông qua công cụ BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)

Các trình tự sau đó được tính hệ số K2P để xác định các cá thể cá cùng loaì nghiên cứu bằng phần mềm MEGA X (Ward và cs., 2009)

Xây dựng cây phát sinh loài được tiến hành dựa trên thuật toán Neightbour joining (NJ) bằng phần mềm Mega X với hệ số Bootstrap lặp lại

1000 lần (Kumar và cs., 2004)

 Phân tích các đặc điểm mã vạch DNA của các loài cá nghiên cứu Đặc điểm đa dạng: Các trình tự nucleotide của gen đích sẽ được tính

toán các hệ số đa dạng di truyền đang được sử dụng phổ biến trong đánh giá

sự đa dạng di truyền (genetic diversity) của quần thể và giữa các quần thể cá: tổng số haplotype (h), đa dạng haplotype - haplotype diversity (Hd), đa dạng nucleotide - nucleotide diversity (Pi), số sai khác trung bình (k), số lượng của vị trí đa hình - polymorphic sites (s) bằng cách sử dụng phần mềm DNAsp v5.0 (Librado và Rozas, 2009)

- Cấu trúc di truyền quần thể: Phần mềm Arlequin 3.5.1.2 (Excoffier

và Lischer, 2010) được sử dụng để phân tích, kiểm tra cấu trúc di truyền quần thể của từng loài cá nghiên cứu giữa các khu vực thu mẫu (FST; FSTs)

- Đặc điểm kết nối giữa các haplotype: Mạng lưới haplotype và kết nối

di truyền giữa các quần thể nghiên cứu được thực hiện bởi phần mềm POPART (http://popart.otago.ac.nz/index.shtml)

là 305 loài chiếm 66,3% tổng số loài bắt gặp trong vùng biển trong khi đó 75

họ còn lại chỉ có tổng số loài là 155 loài, chiếm 33,7% tổng số loài (bảng 3.1)

Bảng 3.1 Các họ cá chiếm ƣu thế về số lƣợng loài trong khu hệ cá vùng

biển vịnh Hạ Long

với tổng số loài ghi nhận

Trong số các họ có sự đa dạng cao về thành phần giống loài được ghi

nhận, có 10 họ có số lượng loài đa dạng nhất là: cá Bống trắng (Gobiidae) có

40 loài, chiếm 8,7 % tổng số loài (TSL) bắt gặp, tiếp đến là các họ cá Khế

(Carangidae): 32 loài (6,96% TSL), hai họ cá Trích (Clupeidae) và cá Bàng

chài (Labridae) đều có 16 loài (3,48% TSL), họ cá Đù: 15 loài (3,26% TSL),

họ cá Mú (Serranidae): 14 loài (3,04% TSL), hai họ cá Chình rắn

(Ophichthidae) và cá Chai (Platycephalidae) đều có 13 loài (2,83%TSL), tiếp

đến là họ cá Lượng (Nemipteridae): 11 loài (2,39%TSL) và họ cá Hồng

(Lutjanidae) có 10 loài (2,17 %TSL) (hình 3.1)

10

Serranidae 14

Hình 3.1 Mười họ có số lượng loài cao nhất trong khu hệ cá

khu vực nghiên cứu

Khi xét về đa dạng thành phần loài ở cấp độ bộ cho thấy: Tại khu vực

nghiên cứu có tổng số 19 bộ Trong đó, bộ cá Vược (Perciformes) có số loài

nhiều nhất là 303 (chiếm 65,87% TSL) Tiếp theo bộ cá Bơn

(Pleuronectiformes) và bộ có Mù Làn (Scorpaeniformes) với 27 loài (chiếm

Số loài

5,87% TSL) Bộ cá Chình (Anguilliformes) có 24 loài (chiếm 5,22% TSL)

Bộ cá Trích (Clupeiformes) có 23 loài (chiếm 5% TSL) Bộ cá Nóc (Tetraodontiformes) có 12 loài (chiếm 2,61% TSL) Bộ cá Nhói (Beloniformes) có 11 loài (chiếm 2,39% TSL) Trong đó 11 bộ còn lại mỗi bộ

có số lượng dưới 10 loài chiếm 7,17% TSL (hình 3.2)

Hình 3.2 Tỷ lệ % số loài trong các bộ của khu hệ cá

So với các kết quả nghiên cứu của các tác giải Nguyễn Nhật Thi (1971), Nguyễn Văn Quân và Nguyễn Nhật Thi (1998) và Nguyễn Văn Quân (2005), khu hệ cá vùng biển vịnh Ha Long thiếu vắng 2 họ cá đáy khá phổ

biến đó là: họ cá hố Trichiuridae và phân họ cá bống rễ cau (Amblyopinae)

Rất có thể sự thay đổi về yếu tố môi trường và nền đáy tác động đến sự phân

bố tự nhiên của hai đối tượng cá này

3.1.2 Những phát hiện mới về thành phần loài

Trong số 450 loài được định loại tới cấp độ loài, có 58 loài sau đây là ghi nhận lần đầu tiên phân bố ở vùng biển vịnh Hạ Long dựa trên mẫu vật thu thập được và so sánh với tài liệu của Nguyễn Văn Quân và Nguyễn Nhật Thi (1998) (bảng 3.2) [6]

Bảng 3.2 Số loài ghi nhận lần đầu tiên phân bố ở vịnh Hạ Long

giả định loại

1 Họ cá Chình rắn Ophichthidae

1 Ophichthus asakusae Jordan & Snyder, 1901

2 Ophichthus shaoi McCosker & Ho, 2015

3 Ophichthus singapurensis Bleeker, 1864−1865

4 Skythrenchelys zabra Castle & McCosker, 1999

7 Setipinna tenuifilis (Valenciennes, 1848)

8 Stolephorus waitei Jordan & Seale, 1926

9 Thryssa chefuensis (Günther, 1874)

5 Họ cá Mối Synodontidae

11 Saurida umeyoshii Inoue & Nakabo, 2006

12 Synodus tectus Cressey, 1981

6 Họ cá Tuyết nhỏ Bregmacerotidae

13 Bregmaceros nectabanus Whitley, 1941

14 Bregmaceros pseudolanceolatus Torii, Javonillo &

Ozawa, 2004

7 Họ cá Chồn Ophidiidae

15 Sirembo imberbis (Temminck & Schlegel, 1846) +

8 Họ cá Mao m t quỷ Synanceiidae

16 Minous pictus Günther, 1880

9 Họ cá Da nhung Aploactinidae

17 Paraploactis kagoshimensis (Ishikawa, 1904)

10 Họ cá Chai Platycephalidae

18 Grammoplites knappi Imamura & Amaoka, 1994

19 Thysanophrys celebica (Bleeker, 1855) +

11 Họ cá Sơn biển Ambassidae

20 Ambassis buruensis Bleeker, 1856

12 Họ cá Căng Terapontidae

21 Rhynchopelates oxyrhynchus (Temminck &

Schlegel, 1843)

13 Họ cá Sơn Apogonidae

22 Apogonichthyoides niger (Döderlein, 1883)

23 Apogonichthyoides sialis (Jordan & Thompson,

26 Deveximentum interruptus (Valenciennes, 1835)

27 Nuchequula longicornis Kimura, Kimura &

35 Pristotis obtusirostris (Günther, 1862)

36 Stegastes altus (Okada & Ikeda, 1937)

24 Họ cá Lú Pinguipedidae

37 Parapercis lut evittata Liao, Cheng & Shao, 2011

25 Họ cá Đàn lia Callionymidae

38 Repomcenus octostigmatus (Fricke, 1981)

39 Synchiropus lateralis (Richardson, 1844) +

26 Họ cá Bống đen Eleotridae

40 Eleotris acanthopoma Bleeker, 1853

27 Họ cá Bống trắng Gobiidae

41 Acentrogobius ocyurus (Jordan & Seale, 1907)

42 Apocryptodon madurensis (Bleeker, 1849)

43 Cryptocentrus caeruleomaculatus (Herre, 1933)

44 Drombus palackyi Jordan & Seale, 1905

45 Eviota storthynx (Rofen, 1959)

46 Istigobius spence (Smith, 1947)

47 Oxyurichthys auchenolepis Bleeker, 1876

48 Oxyurichthys uronema (Weber, 1909)

49 Tridentiger bifasciatus Steindachner, 1881

50 Valenciennea immaculata (Ni, 1981)

28 Họ cá Cờ Istiophoridae

29 Họ cá Chim gai Centrolophidae

52 Psenopsis shojimai Ochiai & Mori, 1965

30 Họ cá Chim trắng Stromateidae

31 Họ cá Bơn hoa Soleidae

54 Aseraggodes dubius Weber, 1913

55 Zebrias zebrinus (Temminck & Schlegel, 1846)

32 Họ cá Bơn cát Cynoglossidae

56 Cynoglossus kopsii (Bleeker, 1851)* +

57 Cynoglossus maculipinnis Rendahl, 1921 +

33 Họ cá Bò một gai Monacanthidae

58 Paramonacanthus otisensis Whitley, 1931 16

Việc bổ sung các ghi nhận mới cho khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long cho thấy đây là khu vực có tính đa dạng sinh học cao về thành phần loài cá ở ven bờ tây vịnh Bắc Bộ Tuy nhiên, việc bổ sung những ghi nhận mới so với