KHÁI NIỆM VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC
Khái niệm về đa dạng sinh học
Theo ước tính gần đây, có đến 12 định nghĩa khác nhau về đa dạng sinh học (Gaston và Spicer, 1998) Trong số này, định nghĩa được sử dụng trong Công ước Đa dạng sinh học (1992) được coi là "toàn diện và đầy đủ nhất" Thuật ngữ đa dạng sinh học lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1988 và trở nên phổ biến hơn sau khi Công ước Đa dạng sinh học được ký kết vào ngày 5 tháng 6 năm 1992.
Theo Công ước Đa dạng sinh học, "đa dạng sinh học" (biodiversity) được định nghĩa là sự khác biệt giữa các sinh vật sống ở khắp nơi, bao gồm hệ sinh thái trên cạn, đại dương và các hệ sinh thái thủy vực khác Thuật ngữ này không chỉ đề cập đến sự khác nhau trong một loài mà còn giữa các loài và các hệ sinh thái, phản ánh sự phong phú và đa dạng của cuộc sống trên Trái Đất.
Trong Công ước về đa dạng sinh học, thuật ngữ này ám chỉ đến sự phong phú và đa dạng của các sinh vật từ mọi nguồn trên trái đất Đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng trong cùng một loài, giữa các loài và sự đa dạng của các hệ sinh thái.
Đa dạng sinh học là tổng thể các dạng sống trên trái đất, bao gồm nguồn tài nguyên di truyền, các loài, hệ sinh thái và tổ hợp sinh thái Nó được thể hiện qua ba cấp độ chính: đa dạng trong loài (đa dạng di truyền), giữa các loài (đa dạng loài) và các hệ sinh thái (đa dạng hệ sinh thái).
Sự tồn tại của một loài phụ thuộc vào quá trình sản xuất và sao chép các tính trạng qua di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác Đa dạng di truyền đề cập đến mức độ khác biệt di truyền giữa các xuất xứ, quần thể và cá thể trong một loài, chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như đột biến, đa bội hóa và tái tổ hợp.
Biến dị là sự thay đổi của sinh vật, thể hiện qua sự khác biệt giữa con cái và bố mẹ, cũng như sự đa dạng trong các tính trạng của cá thể trong quần thể Nó là kết quả của nhiều yếu tố như đột biến, phản ứng với môi trường, kích thước quần thể, phương thức sinh sản và mức độ lai chéo Biến dị di truyền đóng vai trò quan trọng trong tiến hóa và cải thiện giống Cơ sở di truyền của sinh vật là axit nucleic, bao gồm ADN và ARN, với hàm lượng ADN trong tế bào tăng lên theo quá trình tiến hóa Vật liệu di truyền này chứa thông tin quan trọng về đặc điểm và tính chất của loài, từ đó tạo ra sự đa dạng trong thế giới sinh vật.
Các cá thể trong quần thể có kiểu gen khác nhau, dẫn đến sự khác biệt về kiểu hình do sự tương tác giữa gen và môi trường Đa dạng di truyền giúp các loài thích ứng với sự thay đổi của môi trường Những loài quý hiếm thường có phân bố hẹp và ít biến dị gen, khiến chúng nhạy cảm hơn với biến đổi môi trường và dễ bị tuyệt chủng so với các loài phổ biến với lượng biến dị lớn.
1.1.2 Một số nhân tố ảnh hưởng đến đa dạng di truyền
* Những nhân tố làm giảm đa dạng di truyền
Phiêu bạt gen là hiện tượng thường xảy ra trong các quần thể nhỏ, dẫn đến biến đổi tần số gen Trong quần thể nhỏ với số lượng cá thể ít, tần số gen sau giao phối có thể bị lệch do sự khác biệt về tần số alen so với quần thể lớn Ví dụ, trong một quần thể nhỏ gồm 10 gen với 5A và 5B, tần số gen có thể thay đổi thành 6A và 4B, 7A và 3B, hoặc thậm chí 9A và 1B, nếu một số cá thể không tham gia giao phối hoặc có khả năng sinh sản kém (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999).
+ Chọn lọc tự nhiên và nhân tạo
Trong quá trình tiến hóa, các loài khác nhau đã phát sinh từ một tổ tiên chung thông qua chọn lọc tự nhiên Tuy nhiên, quá trình này làm giảm sự đa dạng di truyền, vì nó loại bỏ các cá thể kém thích nghi và chỉ giữ lại những cá thể có khả năng thích nghi tốt nhất với môi trường sống.
Chọn lọc nhân tạo, khác với chọn lọc tự nhiên, là quá trình do con người thực hiện nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể Việc chọn lọc một số cá thể và loài nhất định để lai tạo theo nhu cầu của con người dẫn đến sự giảm thiểu biến dị di truyền Khi một số loài ít ỏi được trồng rộng rãi, hiện tượng xói mòn di truyền xảy ra, làm giảm đa dạng nguồn gen trong mỗi loài Điều này gây mất đi những biến dị di truyền quan trọng mà các nhà chọn giống cần để cải thiện giống Do đó, các giống cây trồng và vật nuôi do con người lai tạo có nền tảng di truyền hẹp hơn so với các loài hoang dã.
* Những nhân tố làm tăng đa dạng di truyền
Đột biến gen là những biến đổi trong các gen, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các gen mới và làm cơ sở cho biến dị di truyền Chúng không chỉ làm tăng lượng biến dị mà còn góp phần vào sự đa dạng sinh học, từ đó đảm bảo sự ổn định cho các loài.
Sự xâm nhập của các thể lạ có thể làm thay đổi tần số gen trong quần thể Mức độ thay đổi này phụ thuộc vào mức độ di trú và sự khác biệt về tần số gen giữa các cá thể cũ và mới.
Các yếu tố như chọn lọc tự nhiên, đột biến, phiêu bạt gen, di trú và cách ly chính là những thành phần quan trọng trong quá trình tiến hóa của sinh giới, thường được xem là động lực chính thúc đẩy sự tiến hóa.
1.2.1 Khái niệm Đa dạng loài là phạm trù chỉ mức độ phong phú về số lượng loài hoặc số lượng các phân loài (loài phụ) trên trái đất, trong một vùng địa lý, một quốc gia hay trong một sinh cảnh nhất định
Loài là nhóm cá thể sinh học và sinh thái khác biệt, có vật chất di truyền tương đồng và khả năng giao phối, thụ phấn với nhau, tạo ra thế hệ con cái có khả năng sinh sản Điều này cho thấy rằng các cá thể trong loài chứa toàn bộ thông tin di truyền của loài, và tính đa dạng loài bao trùm cả tính đa dạng di truyền, được xem là yếu tố quan trọng nhất trong đa dạng sinh học.
Sự phong phú của đa dạng sinh học ở một số vùng trên thế giới
Rừng nhiệt đới, rạn san hô, hồ lớn và biển sâu là những môi trường có sự đa dạng loài phong phú nhất, với rừng nhiệt đới chiếm 7% diện tích trái đất nhưng chứa hơn một nửa số loài trên thế giới Đặc biệt, côn trùng là nhóm động vật đa dạng nhất trong các rừng mưa nhiệt đới, trong khi sự đa dạng ở biển sâu đến từ diện tích lớn và sự ổn định của môi trường Số lượng loài côn trùng chưa được mô tả trong rừng nhiệt đới ước tính từ 5 đến 30 triệu, với con số 10 triệu loài được chấp nhận rộng rãi, cho thấy côn trùng chiếm tới 90% tổng số loài trên toàn cầu.
Khoảng 40% loài thực vật có hoa trên thế giới (100.000 loài) ở vùng nhiệt đới, trong khi 30% loài chim trên thế giới phụ thuộc vào những khu rừng nhiệt đới
Rạn san hô là nơi tập trung đa dạng loài, tương tự như rừng nhiệt đới về sự phong phú và độ phức tạp Rạn san hô Lớn (Great Barrier Reef) ở bờ biển phía đông Úc, với diện tích 349.000 km², là rạn san hô lớn nhất thế giới, chứa hơn 300 loài san hô, 1500 loài cá, 4000 loài thân mềm, 5 loài rùa biển và là nơi sinh sản của khoảng 252 loài chim Dù chỉ chiếm 0,1% diện tích đại dương, rạn san hô này lại chiếm tới 8% số loài cá toàn cầu Sự đa dạng loài thường tăng theo hướng nhiệt đới, như ví dụ giữa Kenya với 308 loài thú và Pháp với 113 loài, mặc dù diện tích của hai nước tương đương Đặc biệt, trong rừng Amazon ở Peru hay vùng đất thấp Malaysia, một hecta có thể chứa hơn 200 loài cây, trong khi rừng châu Âu lại có số lượng loài thực vật ít hơn.
Mỹ chỉ có khoảng 30 loài trong cùng diện tích, cho thấy sự đa dạng loài trên đất liền tương tự như ở biển, với xu hướng gia tăng đa dạng về phía nhiệt đới Chẳng hạn, rạn san hô lớn ở Úc cho thấy sự khác biệt rõ rệt, khi phía Bắc có 50 giống san hô trong khi phía Nam chỉ có 10 giống.
Nhân tố lịch sử cũng rất quan trọng trong việc xác định kiểu phân bố đa dạng về loài
Các vùng đất cổ thường có đa dạng loài phong phú hơn so với các vùng đất mới Điều này là do các vùng có tuổi địa chất lâu đời có nhiều thời gian hơn để tiếp nhận các loài từ nơi khác và cũng có đủ thời gian để các loài thích nghi với các điều kiện địa phương.
Sự phong phú về loài chịu ảnh hưởng từ biến đổi địa hình, khí hậu và môi trường địa phương Ở các quần xã trên cạn, sự đa dạng loài tăng lên ở những vùng thấp, theo lượng bức xạ mặt trời và lượng mưa Thay đổi nhiệt độ theo mùa cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến số lượng loài ở vùng ôn đới.
Sự phong phú loài thường cao hơn ở những khu vực có địa hình phức tạp, nơi tạo ra sự cách ly di truyền và thích ứng địa phương Các vùng có tính địa chất đa dạng tạo ra nhiều loại đất khác nhau, dẫn đến sự phân chia ranh giới rõ rệt, từ đó kích thích sự đa dạng trong các quần xã sinh vật và sự thích nghi của các loài với từng loại đất cụ thể.
Nguyên nhân khiến vùng nhiệt đới có tính đa dạng sinh học cao hơn các khu vực khác vẫn đang là đề tài tranh cãi, tuy nhiên, một số thuyết đã đưa ra những lý giải thống nhất.
Trong suốt quá trình biến đổi địa chất, vùng nhiệt đới có khí hậu ổn định hơn so với vùng ôn đới, cho phép nhiều loài sinh sống ổn định tại chỗ Ngược lại, các loài ở vùng ôn đới thường phải di cư để tránh rét.
Các quần xã sinh vật ở vùng nhiệt đới đã hình thành từ lâu đời hơn so với vùng ôn đới, dẫn đến việc các loài ở đây có thời gian tiến hóa dài hơn Điều này giúp chúng có khả năng thích nghi cao hơn với môi trường sống.
Nhiệt độ và độ ẩm cao ở vùng nhiệt đới tạo điều kiện lý tưởng cho nhiều loài sinh vật, mà không thể tồn tại ở vùng ôn đới, di chuyển và định cư tại đây.
+ Tỷ lệ giao phấn của thực vật vùng nhiệt đới cao hơn vùng ôn đới do sự hỗ trợ của khí hậu cũng nhƣ côn trùng
Vùng nhiệt đới nhận được nhiều năng lượng mặt trời suốt cả năm, dẫn đến việc các quần xã sinh vật ở đây có khả năng sản xuất sinh khối cao hơn.
Chính điều này đã giúp ích cho sự phân bố của các loài, đó là cung cấp các yêu cầu cần thiết cho sự phân bố của các loài
Vùng nhiệt đới hiện có khoảng 90.000 loài thực vật được thống kê, trong đó Nam Mỹ là khu vực đa dạng nhất, chiếm 1/3 tổng số loài Đặc biệt, Brazil nổi bật với sự phong phú về các loài thực vật.
Trên thế giới có khoảng 50.000 loài cây có hoa, trong đó Colombia chiếm 35.000 loài và Venezuela từ 15.000 đến 25.000 loài Khu vực châu Phi có sự đa dạng thấp hơn so với Nam Mỹ, với Tanzania có 10.000 loài và Cameroon có 8.000 loài Toàn bộ vùng Bắc Mỹ, Âu, Á chỉ có tổng cộng 50.000 loài Đông Nam Á lại nổi bật với sự đa dạng sinh học, theo nghiên cứu của Van Steenis (1971) và Yap (1994), khu vực này có tới 25.000 loài, chiếm 10% tổng số loài thực vật có hoa trên toàn cầu, trong đó 40% là loài đặc hữu; riêng Indonesia có 20.000 loài.
000 loài, Malaysia và Thái Lan có 12.000 loài, Đông Dương có 15.000 loài (Phạm
Theo ước tính của các nhà khoa học, khoảng 80% số loài sinh vật trong các hệ sinh thái hiện chưa được xác định chính xác, đặc biệt là ở môi trường đất liền Tuy nhiên, có khả năng rằng đại dương và các vùng bờ biển có mức độ đa dạng sinh học cao hơn nhiều so với những con số hiện tại.
Bảng 1.2: Đa dạng loài thú ở một số nước thuộc các vùng địa lí khác nhau
Nước nhiệt đới số loài Nước ôn đới số loài
Mexico Kenya Zaire Nigeria Thái Lan Malaixia Việt Nam
Ac-hen-tina Ôxtralia Canada Pháp Nhật Bản Anh
Những giá trị của đa dạng sinh học
Giá trị trực tiếp là những giá trị từ sản phẩm sinh vật mà con người khai thác và sử dụng Những giá trị này được xác định dựa trên số liệu điều tra tại các điểm khai thác và so sánh với thống kê xuất nhập khẩu quốc gia Giá trị trực tiếp được phân chia thành hai loại: giá trị sử dụng cho tiêu thụ và giá trị sử dụng cho sản xuất.
4.1.1 Giá trị sử dụng cho tiêu thụ
Giá trị sử dụng cho tiêu thụ bao gồm các sản phẩm thiết yếu cho cuộc sống hàng ngày như củi và các sản phẩm tiêu dùng khác Mặc dù những sản phẩm này không có mặt trên thị trường và không đóng góp vào tổng thu nhập quốc dân, nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cuộc sống con người Sự tồn tại của con người gắn liền với thế giới sinh vật, cung cấp nhiều sản phẩm thiết yếu như thực phẩm, gỗ, củi, nguyên liệu và dược liệu.
Nguồn đạm động vật là một nhu cầu thiết yếu của con người, không chỉ từ vật nuôi mà còn từ thịt động vật rừng, đặc biệt ở các vùng miền núi Tại nhiều khu vực châu Phi, thịt động vật hoang dã đóng vai trò quan trọng trong chế độ ăn hàng ngày, như ở Botswana chiếm khoảng 40%, Nigeria 20% và Zaire 75% Hàng năm, Botswana khai thác khoảng 3 triệu tấn thịt thỏ, trong khi đó, cá cũng là nguồn đạm quan trọng với mức tiêu thụ toàn cầu khoảng 100 triệu tấn mỗi năm.
Theo thống kê, Việt Nam có khoảng 73 loài thú, 130 loài chim và hơn 50 loài bò sát có giá trị kinh tế Hàng năm, nước ta khai thác từ 1,2 đến 1,3 triệu tấn cá biển, một nguồn thực phẩm quan trọng, phần lớn được tiêu thụ ngay tại địa phương.
1993 trong Phạm Nhật, 1999) Ngoài ra con người còn sử dụng hàng ngàn loài cây làm thức ăn, thức ăn gia súc, lấy gỗ, chiết xuất tinh dầu,
Giá trị sử dụng cho tiêu thụ của mỗi sản phẩm có thể được xác định thông qua việc khảo sát chi phí mua một sản phẩm tương tự trên thị trường, khi mà cộng đồng không còn khai thác tài nguyên thiên nhiên.
4.1.2 Giá trị sử dụng cho sản xuất
Giá trị sử dụng cho sản xuất được tạo ra từ việc bán các sản phẩm thu hái và khai thác từ thiên nhiên như củi, gỗ, song mây, cây dược liệu, hoa quả, thịt và da động vật hoang dã Giá trị sản xuất từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên rất lớn, ngay cả ở các nước công nghiệp Tại Mỹ, hàng năm, giá trị này chiếm khoảng 4,5% tổng giá trị thu nhập quốc dân.
87 tỷ đô la thu đƣợc bằng cách này hay cách khác từ các loài hoang dã (Allen,
1986 trong Phạm Nhật, 1999) Ở các nước đang phát triển, đặc biệt là vùng nông thôn miền núi thì giá trị này còn cao hơn nhiều
Giá trị sản xuất của nhiều loài chủ yếu nằm ở khả năng cung cấp nguyên vật liệu cho ngành công nghiệp và nông nghiệp, đồng thời hỗ trợ cải thiện giống cây trồng và vật nuôi Nguồn gen từ các loài hoang dã, với khả năng kháng bệnh và chịu đựng điều kiện môi trường khắc nghiệt, đặc biệt quan trọng cho sản xuất nông lâm nghiệp Ngoài ra, các loài hoang dã còn cung cấp dược liệu thiết yếu, với nhiều loại dược phẩm được chiết xuất từ thực vật, nấm và vi sinh vật Tại Việt Nam, có khoảng 3.200 loài cây được ghi nhận trong các điều tra sơ bộ.
64 loài động vật đã được con người sử dụng làm dược liệu và thuốc chữa bệnh (Võ Văn Chi, 1997)
Giá trị gián tiếp của đa dạng sinh học mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng, bao gồm chất lượng nước, bảo vệ đất, dịch vụ nghỉ mát, thẩm mỹ, giáo dục, nghiên cứu khoa học, điều hòa khí hậu và tích lũy cho xã hội tương lai Những lợi ích này không thể đo đếm và thường được coi là vô giá, nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các sản phẩm tự nhiên mà nền kinh tế quốc gia phụ thuộc Do đó, giá trị gián tiếp của đa dạng sinh học cần được công nhận và bảo vệ.
Hệ sinh thái là nền tảng sống của trái đất, trong đó hệ sinh thái rừng nhiệt đới được coi là "lá phổi xanh" của hành tinh Đa dạng sinh học là yếu tố thiết yếu cho các quá trình sinh thái như quang hợp, mối quan hệ giữa các loài, và bảo vệ nguồn nước Nó cũng giúp điều hòa khí hậu, cải thiện độ phì nhiêu của đất và ngăn chặn xói mòn Hệ thực vật cung cấp ôxy miễn phí cho hàng tỷ người, cho thấy vai trò quan trọng của đa dạng sinh học trong cuộc sống con người Du lịch sinh thái đang trở thành một giải pháp hiệu quả để bảo vệ đa dạng sinh học, nhưng cần được tổ chức hợp lý để tránh tác động tiêu cực đến môi trường và tài nguyên.
4.2.2 Giá trị khoa học và giáo dục
Nhiều sách giáo khoa, chương trình truyền hình và phim ảnh về bảo tồn thiên nhiên được sản xuất nhằm mục đích giáo dục và giải trí Các nhà khoa học, nhà sinh thái học và những người yêu thiên nhiên tham gia nghiên cứu thiên nhiên với chi phí thấp và không cần dịch vụ cao cấp Những hoạt động khoa học này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho khu vực nghiên cứu mà còn nâng cao kiến thức, giáo dục và tăng cường hiểu biết về giá trị của đa dạng sinh học cho con người.
4.2.3 Giá trị văn hoá và đạo đức
Đa dạng sinh học không chỉ mang lại giá trị kinh tế và sinh thái mà còn chứa đựng nhiều giá trị văn hóa và đạo đức, dựa trên nền tảng kinh tế Hệ thống giá trị của các tôn giáo, triết học và văn hóa cung cấp nguyên tắc và đạo lý cho việc bảo tồn loài Những nguyên tắc và triết lý này dễ dàng được con người tiếp thu, giúp nâng cao ý thức bảo vệ cả những loài không có giá trị kinh tế lớn.
Một trong những quan niệm đạo đức về đa dạng sinh học là mọi loài sinh vật đều có quyền tồn tại, dựa trên giá trị nội tại của chúng mà không phụ thuộc vào nhu cầu hay giá trị sử dụng của con người Do đó, con người không có quyền tiêu diệt các loài mà cần tôn trọng sự tồn tại của chúng và nỗ lực hạn chế sự tuyệt chủng Sự tôn trọng cuộc sống con người và đa dạng văn hóa phải được đặt ngang hàng với sự tôn trọng đa dạng sinh học Con người có trách nhiệm quản lý trái đất; nếu chúng ta làm tổn hại nguồn tài nguyên thiên nhiên và đe dọa nhiều loài, các thế hệ sau sẽ phải gánh chịu hậu quả của sự mất mát này.
Sự đa dạng sinh học trên thế giới giống như một cẩm nang thiết yếu cho sự vận hành hiệu quả của trái đất Khi các loài sinh vật bị mất đi, đó là như việc những trang sách trong cẩm nang này bị thiếu hụt Nếu một ngày nào đó chúng ta cần thông tin từ cẩm nang này để bảo vệ bản thân và các loài khác, chúng ta sẽ không còn cơ hội tìm kiếm nữa.