Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính sinh học san hô mềm sinularia dissecta

Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của san hô mềm Sinularia dissecta, cung cấp thông tin quý giá cho lĩnh vực sinh học biển.

• Tác giả: Vũ Anh Tú
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Nam
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính sinh học san hô mềm sinularia dissecta
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Giới thiệu về san hô mềm
• 1.2. Tình hình nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học một số loài san hô mềm điển hình thuộc giống Sinularia trên thế giới
• 1.3. Tình hình nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học giống Sinularia trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp thu thập mẫu sinh vật biển
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu xử lý mẫu tạo dịch chiết
• 2.5. Phương pháp phân lập, xác định cấu trúc các hợp chất
• 2.6. Phương pháp nghiên cứu thử nghiệm hoạt tính diệt tế bào ung thư
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
• 3.1. Xử lý mẫu, tạo dịch chiết phục vụ nghiên cứu
• 3.2. Phân lập các hợp chất, hằng số vật lý, dữ liệu phổ của các hợp chất
• 3.3. Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất phân lập được
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN KẾT QUẢ
• 4.1. Kết quả xác định cấu trúc các hợp chất
• 4.2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất phân lập được
• KẾT LUẬN
• Tài liệu tham khảo
• Danh mục công trình công bố
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về San Hô Mềm Sinularia Dissecta Tại Việt Nam

San hô là sinh vật biển thuộc lớp Anthozoa. Lớp này chia thành hai phân lớp: Octocorallia (san hô tám ngăn) và Hexacorallia (san hô sáu ngăn). San hô mềm, san hô sừng và bút chì biển thuộc Octocorallia. Trên thế giới, Octocorallia có khoảng 2000 loài. Rạn san hô mềm phân bố rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái rạn san hô, tạo ra nguồn vật chất hữu cơ. Cuộc sống cộng sinh với tảo biển tạo nên đặc điểm sinh học thú vị của san hô mềm. Nhiều hợp chất thứ cấp như các ditecpen dạng cembranoid, các steroids... từ san hô mềm có thể được sinh ra từ những mối tương tác với môi trường sinh thái.

1.1. Đặc điểm hình thái và sinh học của San Hô Mềm Việt Nam

San hô mềm Sinularia dissecta là một trong nhiều loài san hô mềm được tìm thấy ở vùng biển Việt Nam. Chúng thường có hình dạng như những ngón tay, thùy hoặc cành cây mềm mại, không có bộ xương cứng bên ngoài như san hô đá. San hô mềm có màu sắc đa dạng từ trắng, vàng, nâu đến hồng và tím, phụ thuộc vào loài và môi trường sống. Các polyp, đơn vị cấu tạo nên san hô mềm, liên kết với nhau tạo thành quần thể lớn. Chúng sống cộng sinh với tảo đơn bào, cung cấp năng lượng cho san hô thông qua quang hợp. San hô mềm đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng sinh thái của rạn san hô, cung cấp nơi trú ẩn và thức ăn cho nhiều loài sinh vật biển khác. Nghiên cứu về san hô mềm Việt Nam còn nhiều hạn chế, cần được đẩy mạnh để khai thác tiềm năng.

1.2. Phân bố và Môi trường sống của Sinularia dissecta

San hô mềm Sinularia dissecta thường được tìm thấy ở các vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc biệt là ở khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dương. Tại Việt Nam, loài này phân bố chủ yếu ở các rạn san hô ven biển miền Trung và miền Nam, nơi có điều kiện ánh sáng tốt, dòng chảy ổn định và độ mặn phù hợp. Chúng thích nghi với nhiều loại đáy khác nhau, từ đáy cát, đáy đá đến các bề mặt nhân tạo như cầu cảng và đê chắn sóng. Môi trường sống của san hô mềm rất nhạy cảm với các yếu tố như nhiệt độ nước, độ mặn, ô nhiễm và sự thay đổi môi trường sống do hoạt động của con người. Do đó, việc bảo tồn rạn san hô và môi trường sống của chúng là vô cùng quan trọng.

II. Tại Sao Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học San Hô Mềm Quan Trọng

Nghiên cứu về thành phần hóa học san hô mềm rất quan trọng vì san hô mềm là nguồn cung cấp tiềm năng cho nhiều hợp chất tự nhiên có giá trị sinh học cao. Các hợp chất này có thể có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm, chống oxy hóa, chống ung thư và nhiều hoạt tính sinh học khác. Việc phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ san hô mềm có thể mở ra cơ hội phát triển các loại thuốc mới, thực phẩm chức năng và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có nguồn gốc từ biển. Ngoài ra, nghiên cứu này còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về vai trò của các hợp chất này trong sinh thái học của san hô mềm.

2.1. Tiềm năng Dược lý của Hợp Chất Tự Nhiên San Hô Mềm

San hô mềm chứa nhiều hợp chất tự nhiên độc đáo, có cấu trúc và hoạt tính sinh học đa dạng. Các hợp chất này bao gồm các diterpenoid, steroid, alkaloid và các hợp chất polyketide. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất này có tiềm năng dược lý to lớn, có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới chống lại các bệnh nhiễm trùng, viêm nhiễm, ung thư và các bệnh thoái hóa thần kinh. Việc nghiên cứu và khai thác tiềm năng dược lý của san hô mềm là một hướng đi đầy hứa hẹn trong lĩnh vực dược học biển.

2.2. Ứng dụng trong Y học và Dược phẩm từ San Hô Mềm

Các hợp chất chiết xuất từ san hô mềm đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y học và dược phẩm. Ví dụ, một số hợp chất có khả năng kháng viêm và giảm đau, có thể được sử dụng để điều trị các bệnh viêm khớp và đau nhức cơ bắp. Một số hợp chất khác có hoạt tính chống oxy hóa mạnh, có thể giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do các gốc tự do. Đặc biệt, một số hợp chất từ san hô mềm đã cho thấy tiềm năng trong việc ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra hy vọng cho việc phát triển các loại thuốc chống ung thư mới. Nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng của san hô mềm trong y học và dược phẩm là rất cần thiết.

III. Phương Pháp Phân Lập và Xác Định Cấu Trúc Hóa Học San Hô

Nghiên cứu về thành phần hóa học san hô mềm đòi hỏi các phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hóa học hiện đại. Các phương pháp thường được sử dụng bao gồm chiết xuất dung môi, sắc ký cột (CC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí - khối phổ (GC-MS) và các kỹ thuật phổ nghiệm như NMR. Quá trình phân lập các hợp chất từ san hô mềm thường phức tạp và tốn thời gian, đòi hỏi sự kiên nhẫn và kỹ năng của các nhà nghiên cứu. Tuy nhiên, những nỗ lực này có thể mang lại những khám phá quan trọng về cấu trúc hóa học hợp chất san hô và hoạt tính sinh học của chúng.

3.1. Chiết xuất và Phân đoạn ban đầu các hợp chất từ San hô mềm

Quá trình chiết xuất hợp chất từ san hô mềm thường bắt đầu bằng việc sử dụng các dung môi hữu cơ như methanol, ethanol hoặc dichloromethane để hòa tan các hợp chất có trong mẫu san hô. Sau đó, dịch chiết được cô đặc và phân đoạn bằng các kỹ thuật sắc ký khác nhau để tách các hợp chất dựa trên tính chất vật lý và hóa học của chúng. Các kỹ thuật sắc ký thường được sử dụng bao gồm sắc ký cột (CC), sắc ký lớp mỏng (TLC) và sắc ký lỏng trung áp (MPLC). Phân đoạn ban đầu giúp đơn giản hóa hỗn hợp phức tạp các hợp chất và tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân lập và xác định cấu trúc của từng hợp chất.

3.2. Sử dụng Phân tích GC MS và HPLC để nhận diện hợp chất

Phân tích GC-MS (sắc ký khí - khối phổ) và HPLC (sắc ký lỏng hiệu năng cao) là hai kỹ thuật phân tích quan trọng được sử dụng để nhận diện và định lượng các hợp chất trong mẫu chiết xuất từ san hô mềm. GC-MS thường được sử dụng để phân tích các hợp chất dễ bay hơi và ổn định nhiệt, trong khi HPLC được sử dụng để phân tích các hợp chất khó bay hơi và kém ổn định nhiệt. Các kết quả phân tích GC-MS và HPLC cung cấp thông tin về thành phần hóa học, hàm lượng và cấu trúc của các hợp chất trong mẫu, giúp các nhà nghiên cứu xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng.

3.3. Xác định Cấu trúc Bằng Phổ NMR Nuclear Magnetic Resonance

Phổ NMR (cộng hưởng từ hạt nhân) là một kỹ thuật phổ nghiệm mạnh mẽ được sử dụng để xác định cấu trúc phân tử của các hợp chất hữu cơ. Các thí nghiệm NMR, bao gồm 1H-NMR, 13C-NMR, COSY, HSQC và HMBC, cung cấp thông tin chi tiết về các liên kết hóa học, các nhóm chức năng và cấu trúc không gian của phân tử. Dữ liệu phổ NMR được sử dụng để xây dựng mô hình cấu trúc phân tử và xác nhận cấu trúc của các hợp chất mới được phân lập từ san hô mềm. Đây là bước quan trọng để hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động và tiềm năng ứng dụng của các hợp chất này.

IV. Khảo Sát Hoạt Tính Sinh Học Của Hợp Chất Từ San Hô Mềm

Sau khi phân lập và xác định cấu trúc, việc khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất từ san hô mềm là bước quan trọng để đánh giá tiềm năng ứng dụng của chúng. Các hoạt tính sinh học thường được khảo sát bao gồm hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa, chống viêm, gây độc tế bào ung thư và ức chế enzyme. Các thử nghiệm in vitro và in vivo được sử dụng để đánh giá hoạt tính của các hợp chất và xác định cơ chế tác dụng của chúng. Kết quả của các nghiên cứu hoạt tính sinh học có thể giúp định hướng cho việc phát triển các loại thuốc mới và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có nguồn gốc từ biển.

4.1. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn và Kháng Nấm của Hợp Chất

Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất từ san hô mềm được đánh giá bằng các phương pháp thử nghiệm in vitro, chẳng hạn như phương pháp khuếch tán đĩa và phương pháp pha loãng. Các thử nghiệm này xác định khả năng của các hợp chất trong việc ức chế sự phát triển của các vi khuẩn và nấm gây bệnh. Các hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới chống lại các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn và nấm. Nghiên cứu kháng khuẩn hợp chất san hô là một lĩnh vực tiềm năng.

4.2. Thử Nghiệm Chống Oxy Hóa và Chống Viêm từ san hô mềm

Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất từ san hô mềm được đánh giá bằng các phương pháp thử nghiệm in vitro, chẳng hạn như phương pháp DPPH và phương pháp ABTS. Các thử nghiệm này xác định khả năng của các hợp chất trong việc trung hòa các gốc tự do và bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do oxy hóa. Hoạt tính chống viêm được đánh giá bằng các phương pháp thử nghiệm in vitro và in vivo, chẳng hạn như phương pháp ức chế enzyme COX-2 và phương pháp đánh giá sự giảm sưng viêm ở động vật thí nghiệm. Các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa và chống viêm mạnh có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe giúp bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh mãn tính liên quan đến oxy hóa và viêm nhiễm.

4.3. Nghiên Cứu Gây Độc Tế Bào Ung Thư của Hợp Chất San Hô Mềm

Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất từ san hô mềm được đánh giá bằng các phương pháp thử nghiệm in vitro trên các dòng tế bào ung thư khác nhau, chẳng hạn như dòng tế bào ung thư phổi, ung thư vú và ung thư gan. Các thử nghiệm này xác định khả năng của các hợp chất trong việc ức chế sự phát triển và tiêu diệt tế bào ung thư. Các hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới chống lại bệnh ung thư. Nghiên cứu anticancer san hô mềm mở ra tiềm năng lớn.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Về San Hô Mềm

Nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của san hô mềm Sinularia dissecta đã mang lại những khám phá quan trọng về tiềm năng ứng dụng của loài sinh vật biển này. Việc phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất mới, kết hợp với việc khảo sát hoạt tính sinh học của chúng, có thể mở ra cơ hội phát triển các loại thuốc mới, thực phẩm chức năng và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có nguồn gốc từ biển. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc nghiên cứu và khai thác bền vững nguồn tài nguyên san hô mềm. Cần có những nghiên cứu sâu hơn về sinh thái học, sinh học phân tử và dược lý học của san hô mềm để hiểu rõ hơn về vai trò của chúng trong hệ sinh thái biển và tiềm năng ứng dụng của chúng trong y học và các lĩnh vực khác.

5.1. Bảo tồn và Khai Thác Bền Vững Nguồn San Hô Mềm

Việc bảo tồn rạn san hô và khai thác bền vững nguồn tài nguyên san hô mềm là vô cùng quan trọng để đảm bảo sự tồn tại của loài sinh vật này và duy trì sự cân bằng sinh thái của biển. Các biện pháp bảo tồn bao gồm việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, kiểm soát khai thác quá mức, phục hồi các rạn san hô bị hư hại và nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của san hô mềm. Khai thác bền vững san hô mềm cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn nghiêm ngặt để đảm bảo không gây ảnh hưởng tiêu cực đến quần thể san hô và môi trường sống của chúng.

5.2. Nghiên Cứu Chuyên Sâu Hơn về Cơ Chế Sinh Học của Hợp Chất San Hô

Để hiểu rõ hơn về tiềm năng ứng dụng của các hợp chất từ san hô mềm, cần có những nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng của chúng ở cấp độ phân tử và tế bào. Các nghiên cứu này có thể giúp xác định các mục tiêu phân tử mà các hợp chất tác động lên, từ đó phát triển các loại thuốc có hiệu quả và an toàn hơn. Ngoài ra, nghiên cứu cơ chế sinh học hợp chất san hô cũng có thể giúp tìm ra các ứng dụng mới của các hợp chất này trong các lĩnh vực khác, chẳng hạn như nông nghiệp và công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU I. Giới thiệu về san hô mềm San hô là loài sinh vật biển thuộc lớp Anthozoa, lớp Anthozoa được chia thành hai phân lớp tùy theo số xúc tu, hoặc các đường đối xứng và một loạt các bộ phận tương ứng với kiểu xương ngoài và bao gồm phân lớp san hô có tám xúc tu được gọi là san hô tám ngăn Octocorallia, và phân lớp san hô có số xúc tu lớn hơn tám và là bội số của sáu được gọi là san hô sáu ngăn Hexacorallia. Các san hô mềm, san hô sừng và bút chì biển thuộc phân lớp san hô Octocorallia, san hô cứng nằm trong phân lớp Hexacorallia.

Theo thống kê trên thế giới, phân lớp Octocorallia có khoảng 2000 loài chia làm 310 giống và 45 họ. San hô là những sinh vật rất đơn giản, chúng tồn tại ở khắp các vùng biển, nông cũng như sâu và là những cá thể hình trụ rất nhỏ có hàng xúc tu ở đỉnh, được sử dụng để bắt mồi trong môi trường nước. Mặc dù trông giống như cây, san hô thực sự là những động vật và cấu tạo tương tự như con sứa và hải quì, chúng thuộc vào nhóm động vật biển có các trâm gây ngứa (thích ty bào). Có đến hàng trăm kiểu san hô khác nhau nhưng tất cả đều do các cá thể nhỏ bé, còn gọi là polyp tạo nên.

Các cá thể này tiết ra canxi cacbonat để tạo bộ xương cứng, xây nên các rạn san hô tại các vùng biển nhiệt đới. Trên thế giới, rạn san hô ngầm ước tính bao phủ trên 284.300 km2, chủ yếu ở vùng biển Ấn Độ - Thái Bình Dương (91,9%). Các rạn san hô mềm phân bố rộng rãi trên đại dương thế giới và có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái rạn san hô, chúng tạo ra nguồn vật chất hữu cơ, habitat, tham gia tạo rạn. Cuộc sống cộng sinh của san hô mềm với các loài tảo biển đã tạo nên đặc điểm sinh học vô cùng thú vị của san hô mềm.

Rất nhiều hợp chất thứ cấp như các ditecpen dạng cembranoid, các steroids … từ san hô mềm có thể được sinh ra từ những mối tương tác với môi trường sinh thái như vậy [1] Tuy một đầu san hô trông như một cơ thể sống, nhưng nó thực ra là đầu của nhiều cá thể giống nhau hoàn toàn về di truyền, đó là các polip. Các polip là các sinh vật đa bào với nguồn thức ăn là nhiều loại sinh vật nhỏ hơn, từ sinh vật phù du tới các loài cá nhỏ. 2 download by : [e-mail] Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Luận văn Thạc sĩ K17- Vũ Anh Tú Polip thường có đường kính một vài milimet, cấu tạo bởi một lớp biểu mô bên ngoài và một lớp mô bên trong giống như sứa được gọi là ngoại chất. Polip có hình dạng đối xứng trục với các xúc tu mọc quanh một cái miệng ở giữa - cửa duy nhất tới xoang vị (hay dạ dày), cả thức ăn và bã thải đều đi qua cái miệng này.

Dạ dày đóng kín tại đáy polip, nơi biểu mô tạo một bộ xương ngoài được gọi là đĩa nền. Bộ xương này được hình thành bởi một vành hình khuyên chứa canxi ngày càng dày thêm. Các cấu trúc này phát triển theo chiều thẳng đứng và thành một dạng ống từ đáy polip, cho phép nó co vào trong bộ xương ngoài khi cần trú ẩn. Polip mọc bằng cách phát triển khoang hình cốc (calices) theo chiều dọc, đôi khi chia thành vách ngăn để tạo một đĩa nền mới cao hơn.

Qua nhiều thế hệ, kiểu phát triển này tạo nên các cấu trúc san hô lớn chứa canxi, và lâu dài tạo thành các rạn san hô. Sự hình thành bộ xương ngoài chứa canxi là kết quả của việc polip kết lắng aragonit khoáng từ các ion canxi thu được từ trong nước biển. Tuy khác nhau tùy theo loài và điều kiện môi trường, tốc độ kết lắng có thể đạt mức 10 g/m² polip/ngày. Điều này phụ thuộc mức độ ánh sáng, sản lượng ban đêm thấp hơn 90% so với giữa trưa.

Các xúc tu của polip bẫy mồi bằng cách sử dụng các tế bào châm được gọi là nematocyst. Đây là các tế bào chuyên bắt và làm tê liệt các con mồi như sinh vật phù du, khi có tiếp xúc, nó phản ứng rất nhanh bằng cách tiêm chất độc vào con mồi. Các chất độc này thường yếu, nhưng ở san hô lửa, nó đủ mạnh để gây tổn thương cho con người. Các loài sứa và hải quỳ cũng có nematocyst.

Chất độc mà nematocyst tiêm vào con mồi có tác dụng làm tê liệt hoặc giết chết con mồi, sau đó các xúc tu kéo con mồi vào trong dạ dày của polip bằng một dải biểu mô co giãn được gọi là hầu. Các polip kết nối với nhau qua một hệ thống phức tạp gồm các kênh hô hấp tiêu hóa cho phép chúng chia sẻ đáng kể các chất dinh dưỡng và các sinh vật cộng sinh. Đối với các loài san hô mềm, các kênh này có đường kính khoảng 50-500μm 3 download by : [e-mail] Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Luận văn Thạc sĩ K17- Vũ Anh Tú và cho phép vận chuyển cả các chất của quá trình trao đổi chất và các thành phần tế bào. Ngoài việc dùng sinh vật phù du làm thức ăn, nhiều loài san hô, cũng như các nhóm Thích ti (Cnidaria) khác như hải quỳ (ví dụ giống Aiptasia), hình thành một quan hệ cộng sinh với nhóm tảo vàng đơn bào thuộc chi Symbiodinium.

Thông thường, một polip sẽ sống cùng một loại tảo cụ thể. Thông qua quang hợp, tảo cung cấp năng lượng cho san hô và giúp san hô trong quá trình canxi hóa. Tảo hưởng lợi từ một môi trường an toàn, và sử dụng điôxít cacbon và các chất chứa nitơ mà polip thải ra. Cận cảnh các polip và tế bào châm ( Nguồn internet) Sinh sản Hữu tính San hô chủ yếu sinh sản hữu tính, với 25% san hô phụ thuộc tảo (san hô đá) tạo thành các quần thể đơn tính trong khi phần còn lại là lưỡng tính.

Khoảng 75% san hô phụ thuộc tảo "phát tán con giống" bằng cách phóng các giao tử (trứng và tinh trùng) vào trong nước để phát tán các quần thể san hô ra xa. Các giao tử kết hợp với nhau khi thụ tinh để hình thành một ấu trùng rất nhỏ gọi là planula, thường có màu hồng và hình ôvan; một quần thể san hô cỡ trung bình mỗi năm có thể tạo vài nghìn ấu trùng này để vượt qua xác suất rất nhỏ của việc ấu trùng tạo được một quần thể mới. 4 download by : [e-mail] Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Luận văn Thạc sĩ K17- Vũ Anh Tú Ấu trùng planula bơi về phía ánh sáng, thể hiện quang xu hướng tính dương, lên đến vùng nước bề mặt nơi chúng trôi dạt và phát triển một thời gian trước khi bơi trở lại xuống phía đáy biển để tìm một bề mặt mà nó có thể bám vào đó và xây dựng một quần thể mới. Nhiều giai đoạn của quá trình này có tỷ lệ thất bại lớn, và mặc dù mỗi quần thể san hô phát tán hàng triệu giao tử, chỉ có rất ít quần thể mới được hình thành.

Thời gian từ khi phóng giao tử cho đến khi ấu trùng định cư thường là 2 hoặc 3 ngày, nhưng có thể kéo dài đến 2 tháng. Ấu trùng san hô phát triển thành một polip san hô và cuối cùng trở thành một đầu san hô bằng cách sinh sản vô tính tạo các polip mới. Hầu hết các loài san hô, mà không phải san hô đá, đều không phát tán giao tử. Các loài này phóng tinh trùng nhưng giữ trứng, cho phép phát triển các ấu trùng planula lớn hơn để sau này khi thả ra sẽ đủ sẵn sàng để lắng xuống.

Ấu trùng phát triển thành polip san hô và cuối cùng trở thành đầu san hô bằng mọc chồi vô tính và phát triển để tạo ra các polip mới. Việc phóng giao tử đồng bộ thường xảy ra và rất điển hình tại các rạn san hô, ngay cả khi tại rạn có nhiều loài, tất cả san hô trên rạn phóng giao tử vào cùng một đêm. Sự đồng bộ này rất thiết yêu để các giao tử đực và cái có thể gặp nhau để tạo thành ấu trùng planula. Những dấu hiệu hướng dẫn cho việc phóng giao tử rất phức tạp, nhưng xét thời gian ngắn, nó bao gồm các thay đổi về mặt trăng, thời gian mặt trời lặn, và có thể cả tín hiệu hóa học.

Việc phóng giao tử đồng thời có thể tạo ra kết quả là sự hình thành các dạng san hô lai, có lẽ tham gia vào quá trình tạo loài san hô mới. Tại một số nơi, hiện tượng san hô phóng giao tử có thể rất nổi bật, thường xảy ra vào ban đêm, nước biển vốn trong trở nên mờ đục bởi các "đám mây" giao tử. San hô phải phụ thuộc vào các dấu hiệu môi trường, tùy theo từng loại, để xác định thời gian chính xác để giải phóng các giao tử vào trong nước. Có hai phương pháp mà san hô dùng để sinh sản hữu tính, chúng khác nhau ở chỗ giao tử cái có được giải phóng hay không: San hô gieo rắc, phần lớn trong chúng sinh sản hàng loạt, phụ thuộc nặng nề vào các dấu hiệu môi trường, do ngược lại với san hô ấp trứng, chúng giải 5 download by : [e-mail] Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Luận văn Thạc sĩ K17- Vũ Anh Tú phóng cả tinh trùng lẫn trứng vào trong nước.

San hô sử dụng các dấu hiệu dài hạn như độ dài thời gian ban ngày, nhiệt độ nước, và/hoặc tốc độ thay đổi nhiệt độ; và dấu hiệu ngắn hạn thông thường nhất là chu kỳ trăng, với lúc mặt trời lặn điều khiển thời gian giải phóng. Khoảng 75% các loài san hô là san hô gieo rắc, phần lớn trong chúng là phụ thuộc tảo vàng đơn bào hay san hô tạo rạn. Các giao tử với sức nổi dương trôi nổi về phía bề mặt nơi sự thụ tinh diễn ra để tạo thành các ấu trùng planula. Các ấu trùng planula bơi về phía ánh sáng bề mặt để đi vào các dòng chảy, nơi chúng ở lại khoảng 2 ngày, nhưng có thể tới 3 tuần, và trong một trường hợp đã biết là 2 tháng, sau đó chúng chìm xuống và biến hóa thành các polip và tạo thành các quần thể mới.

San hô ấp trứng thông thường nhất là không phụ thuộc tảo vàng đơn bào (không tạo rạn), hoặc một số san hô phụ thuộc tảo vàng đơn bào trong các khu vực có tác động của sóng hay luồng chảy mạnh.