Luận Văn Thạc Sĩ Sinh Học: Nghiên Cứu Đặc Điểm Khu Hệ Cá Tại Vịnh Hạ Long, Tỉnh Quảng Ninh

Luận văn thạc sĩ sinh học khám phá đặc trưng khu hệ cá vùng biển Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, cung cấp dữ liệu quan trọng về đa dạng sinh học biển.

• Tác giả: Đàm Thị Lên
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thế Thư
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Động vật học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc trưng khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. 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
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
• 1.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƢỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Các hệ sinh thái ven bờ điển hình vùng biển vịnh Hạ Long
• 1.2.2. Hiện trạng môi trƣờng vùng biển vịnh Hạ Long
• 1.2.3. Các yếu tố thủy, hải văn
• 2. CHƯƠNG 2: TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. TÀI LIỆU VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Tài liệu nghiên cứu
• 2.1.2. Địa điểm thu thập mẫu vật
• 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập mẫu vật ngoài thực địa
• 2.2.2. Phƣơng pháp xử lý, định loại mẫu vật trong phòng thí nghiệm
• 2.2.3. Phƣơng pháp phân tích và xử lý dữ liệu mã vạch di truyền (DNA barcoding)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI CÁ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1.1. Thành phần loài cá
• 3.1.2. Những phát hiện mới về thành phần loài
• 3.2. Cấu trúc khu hệ cá
• 3.3. Tính chất khu hệ cá
• 3.4. Đánh giá mức độ tƣơng đồng trong cấu trúc quần xã cá
• 3.5. Phân bố của khu hệ cá và các loài quý hiếm có giá trị bảo tồn
• 3.6. TƢƠNG QUAN DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ LOÀI CÁ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.6.1. Đặc điểm trình tự gen COI của các loài cá nghiên cứu
• 3.6.2. Đặc điểm phát sinh chủng loài của các loài cá nghiên cứu
• 3.6.3. Đặc điểm tƣơng quan di truyền giữa các loài cá nghiên cứu
• 3.7. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHO QUẢN LÝ VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN LỢI CÁ
• 3.7.1. Cơ sở cho đề xuất giải pháp
• 3.7.2. Đề xuất giải pháp
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• 4.1. KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1. Danh sách cá vùng biển vịnh Hạ Long
• PHỤ LỤC 2. Hình ảnh minh họa một số loài cá thường gặp ở vùng biển vịnh Hạ Long
• PHỤ LỤC 3. Các bài báo đã công bố có liên quan đến luận văn

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu khu hệ cá tại Vịnh Hạ Long, Quảng Ninh, nhằm xác định các đặc trưng sinh thái và đa dạng sinh học của hệ sinh thái biển nơi đây. Mục tiêu chính là cung cấp dữ liệu khoa học để hỗ trợ công tác bảo tồn sinh học và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản. Nghiên cứu này đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về hệ sinh thái biển và các loài động vật thủy sinh tại khu vực này.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu

Vịnh Hạ Long là một di sản thiên nhiên thế giới, nổi tiếng với sự đa dạng sinh học và cảnh quan độc đáo. Tuy nhiên, các nghiên cứu về khu hệ cá tại đây còn hạn chế, đặc biệt là về mặt di truyền và sinh thái. Nghiên cứu này nhằm lấp đầy khoảng trống đó bằng cách sử dụng các phương pháp hiện đại như DNA barcoding để phân tích đặc trưng sinh thái và đa dạng di truyền của các loài cá.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu nhằm xác định thành phần loài cá, phân bố địa lý, và mối quan hệ di truyền giữa các loài cá tại Vịnh Hạ Long. Kết quả sẽ giúp đề xuất các giải pháp quản lý và bảo tồn sinh học hiệu quả, đồng thời cung cấp dữ liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp truyền thống và hiện đại để thu thập và phân tích dữ liệu về khu hệ cá tại Vịnh Hạ Long. Các mẫu vật được thu thập từ nhiều địa điểm khác nhau trong vịnh, sau đó được phân tích hình thái và di truyền để xác định thành phần loài và mối quan hệ di truyền.

2.1. Thu thập mẫu vật

Các mẫu cá được thu thập từ các khu vực khác nhau của Vịnh Hạ Long, bao gồm các rạn san hô, thảm cỏ biển, và khu vực ven bờ. Phương pháp thu thập bao gồm lưới kéo, bẫy, và quan sát trực tiếp.

2.2. Phân tích di truyền

Các mẫu cá được phân tích di truyền bằng phương pháp DNA barcoding, sử dụng gen COI để xác định mối quan hệ di truyền giữa các loài. Kết quả được so sánh với cơ sở dữ liệu quốc tế để xác định độ chính xác.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã xác định được sự đa dạng cao về thành phần loài cá tại Vịnh Hạ Long, với nhiều loài có giá trị kinh tế và sinh thái. Kết quả phân tích di truyền cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các quần thể cá tại các khu vực khác nhau trong vịnh.

3.1. Đa dạng loài cá

Nghiên cứu ghi nhận sự hiện diện của nhiều loài cá thuộc các họ khác nhau, trong đó có những loài quý hiếm và có giá trị bảo tồn cao. Điều này khẳng định tầm quan trọng của Vịnh Hạ Long trong việc duy trì đa dạng sinh học biển.

3.2. Phân bố địa lý

Các loài cá được phân bố không đồng đều trong Vịnh Hạ Long, với sự tập trung cao tại các khu vực có điều kiện sinh thái thuận lợi như rạn san hô và thảm cỏ biển. Điều này cho thấy sự phụ thuộc của các loài cá vào môi trường sống cụ thể.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã cung cấp những hiểu biết sâu sắc về khu hệ cá tại Vịnh Hạ Long, đồng thời đề xuất các giải pháp quản lý và bảo tồn sinh học hiệu quả. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản và bảo vệ hệ sinh thái biển tại khu vực này.

4.1. Giải pháp bảo tồn

Cần thiết lập các khu bảo tồn biển tại Vịnh Hạ Long để bảo vệ các loài cá quý hiếm và duy trì đa dạng sinh học. Đồng thời, cần có các biện pháp quản lý chặt chẽ hơn đối với hoạt động khai thác thủy sản.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu đề xuất tiếp tục mở rộng phạm vi nghiên cứu về khu hệ cá tại các khu vực lân cận, đồng thời áp dụng các phương pháp phân tích di truyền tiên tiến hơn để hiểu rõ hơn về cấu trúc quần thể và mối quan hệ di truyền giữa các loài cá.

Nội dung chính

## Tổng quan nghiên cứu

Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, là di sản thiên nhiên thế giới với hơn 2000 hòn đảo đá vôi và đa dạng các hệ sinh thái biển nhiệt đới như san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn. Đây là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các quần xã sinh vật biển, trong đó cá là nhóm động vật có xương sống có giá trị kinh tế cao nhất, phân bố rộng khắp các sinh cảnh của vịnh. Các làng chài như Hùng Thắng, Loong Toòng, Hà Phong duy trì nghề khai thác hải sản truyền thống, góp phần cung cấp nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng và tạo việc làm cho người dân địa phương.

Tuy nhiên, các nghiên cứu về khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long còn hạn chế về tính liên tục và đồng bộ trong phương pháp thu thập, xử lý mẫu, cùng với sự biến đổi môi trường do đô thị hóa và khai thác thủy sản quá mức. Do đó, nghiên cứu đặc trưng khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long được thực hiện nhằm cập nhật và làm rõ thành phần loài, cấu trúc khu hệ, tính chất khu hệ và tương quan di truyền của các loài cá, phục vụ công tác quản lý và phát triển bền vững nguồn lợi cá.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các mẫu thu thập từ năm 2009 đến 2019 tại các khu vực ven bờ vịnh Hạ Long, Cô Tô, Tiên Yên và Hải Phòng. Mục tiêu chính là xác định đa dạng thành phần loài cá, đánh giá tương quan di truyền của các loài có giá trị kinh tế và đề xuất giải pháp quản lý nguồn lợi cá. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học biển và phát triển bền vững nghề cá tại khu di sản thiên nhiên thế giới này.

---

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

- **Đa dạng sinh học**: Được xem xét ở các cấp độ phân tử, loài và hệ sinh thái, theo Công ước Đa dạng sinh học (2007) và FAO. Đa dạng sinh học cấp độ phân tử phản ánh sự khác biệt về trình tự nucleotide trong DNA, ảnh hưởng đến khả năng thích ứng của quần thể.
- **Đa dạng di truyền**: Đánh giá sự khác biệt và tương đồng trong cấu trúc gen của các cá thể và quần thể, sử dụng các chỉ thị sinh học như mtDNA, microsatellites và SNPs. Gen COI (cytochrome c oxidase I) được sử dụng phổ biến trong phân tích đa dạng di truyền và phân loại cá.
- **Phân tích di truyền mtDNA**: Công cụ quan trọng để xác định cấu trúc quần thể, mức độ kết nối di truyền và phạm vi phân bố sinh thái của các loài cá, hỗ trợ công tác quản lý và bảo tồn.
- **Mô hình phân loại học cá**: Áp dụng hệ thống phân loại hiện đại của William N. Eschmeyer, kết hợp phân tích hình thái và dữ liệu di truyền để xác định chính xác thành phần loài.

### Phương pháp nghiên cứu

- **Nguồn dữ liệu**: Tổng hợp từ các đề tài, dự án nghiên cứu do Viện Tài nguyên và Môi trường biển chủ trì, bao gồm bộ mẫu cá thu thập từ 2009-2016, bổ sung mẫu vật và ảnh chụp đến năm 2019.
- **Thu thập mẫu vật**: Tiến hành khảo sát thực địa tại các chợ cá và bến cá ven bờ vịnh Hạ Long, Cô Tô, Tiên Yên, Hải Phòng. Tổng số mẫu tiêu bản là 1.675 mẫu, cùng 600 ảnh chụp cá rạn san hô.
- **Phương pháp chọn mẫu**: Thu mẫu cá phổ biến tối thiểu 3 cá thể ở các kích thước khác nhau, với các loài quý hiếm thu tối đa số lượng có thể. Mẫu mô cơ lưng hoặc vây lưng được bảo quản trong ethanol 99% để phân tích di truyền.
- **Phân tích hình thái**: Định loại cá dựa trên các chỉ tiêu hình thái như kích thước cơ thể, số lượng tia vây, số vảy đường bên, số lược mang, số đốt sống, theo tiêu chuẩn quốc tế.
- **Phân tích di truyền DNA barcoding**: Tách chiết DNA, nhân gen COI bằng PCR, giải trình tự nucleotide, chỉnh sửa và so sánh trình tự với cơ sở dữ liệu Genbank qua công cụ BLAST. Tính toán khoảng cách di truyền K2P và xây dựng cây phát sinh loài bằng phần mềm MEGA X.
- **Phân tích đa dạng di truyền**: Sử dụng phần mềm DNAsp v5 để tính đa dạng haplotype, nucleotide, số vị trí đa hình; phần mềm Arlequin 3.5 để phân tích cấu trúc quần thể; phần mềm POPART để xây dựng mạng lưới haplotype.
- **Timeline nghiên cứu**: Thu thập mẫu và dữ liệu từ 2009 đến 2019, phân tích hình thái và di truyền trong giai đoạn 2017-2019, hoàn thiện luận văn năm 2019.

---

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

- **Đa dạng thành phần loài**: Ghi nhận 460 loài cá thuộc 260 giống và 101 họ, trong đó 26 họ chiếm ưu thế với 305 loài (66,3%). Họ cá Gobiidae có số lượng loài cao nhất với 40 loài (8,7%), tiếp theo là Carangidae (32 loài, 6,96%) và Clupeidae cùng Labridae (16 loài, 3,48% mỗi họ).
- **Phân bố sinh thái**: Khu hệ cá gồm 3 nhóm sinh thái chính: cá nổi (44 loài, 9,57%), cá tầng đáy (292 loài, 63,48%) và cá rạn san hô (124 loài, 26,95%). Thành phần cá nhiệt đới chiếm 88,91%, cá ôn đới 11,09%.
- **Ghi nhận mới**: 58 loài được phát hiện lần đầu tại vịnh Hạ Long, bổ sung cho danh sách loài hiện có, phản ánh sự đa dạng sinh học cao và cập nhật phương pháp nghiên cứu hiện đại.
- **Tương quan di truyền**: Phân tích gen COI của 4 loài cá kinh tế (Terapon jarbua, Terapon theraps, Scolopsis taenioptera, Sillago sihama) với 231 trình tự nucleotide cho thấy độ tương đồng ≥ 98% với dữ liệu quốc tế, khoảng cách di truyền K2P trong loài dưới 2%, khẳng định tính đồng nhất loài và kết nối di truyền giữa các quần thể.

### Thảo luận kết quả

- Sự đa dạng loài cao và thành phần phong phú phản ánh điều kiện môi trường đa dạng của vịnh Hạ Long với nhiều hệ sinh thái ven bờ như rạn san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn.
- Tỷ lệ cá nhiệt đới áp đảo cho thấy vịnh là cầu nối sinh thái giữa các khu hệ cá nhiệt đới và ôn đới, phù hợp với đặc điểm địa lý và khí hậu cận nhiệt đới.
- Việc ghi nhận 58 loài mới cho thấy tầm quan trọng của việc cập nhật dữ liệu liên tục và áp dụng kỹ thuật phân tích di truyền hiện đại trong nghiên cứu đa dạng sinh học.
- Kết quả di truyền đồng nhất với các nghiên cứu quốc tế chứng minh tính chính xác của phương pháp DNA barcoding trong phân loại và quản lý nguồn lợi cá.
- Mức độ tương đồng cao giữa quần xã cá vịnh Hạ Long với các vùng lân cận như Bái Tử Long và Tiên Yên cho thấy sự liên kết sinh thái chặt chẽ, trong khi sự khác biệt với các vùng nhiệt đới điển hình như Nha Trang phản ánh ảnh hưởng của khí hậu và môi trường địa phương.
- Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố tỷ lệ loài theo họ, bảng so sánh đa dạng loài giữa các vùng và cây phát sinh chủng loại gen COI để minh họa kết quả di truyền.

---

## Đề xuất và khuyến nghị

- **Tăng cường giám sát và bảo vệ môi trường**: Thực hiện các chương trình giám sát chất lượng nước và môi trường sống của cá, giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn lục địa và hoạt động du lịch, nhằm duy trì điều kiện sống cho các quần thể cá. Chủ thể: chính quyền địa phương, Viện nghiên cứu; Thời gian: 1-3 năm.
- **Quản lý khai thác thủy sản bền vững**: Áp dụng các quy định khai thác theo mùa vụ và vùng sinh sản, hạn chế khai thác quá mức các loài cá quý hiếm và có giá trị kinh tế cao, bảo vệ nguồn lợi lâu dài. Chủ thể: ngành thủy sản, ngư dân; Thời gian: liên tục.
- **Phát triển nghiên cứu đa dạng di truyền**: Mở rộng nghiên cứu di truyền các loài cá khác trong khu vực để hiểu rõ hơn về cấu trúc quần thể và khả năng thích ứng, hỗ trợ xây dựng kế hoạch bảo tồn khoa học. Chủ thể: các viện nghiên cứu, trường đại học; Thời gian: 2-5 năm.
- **Tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng**: Tổ chức các chương trình giáo dục, truyền thông về giá trị đa dạng sinh học và tầm quan trọng của bảo tồn nguồn lợi cá, khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ môi trường biển. Chủ thể: chính quyền, tổ chức phi chính phủ; Thời gian: liên tục.
- **Xây dựng khu bảo tồn biển**: Thiết lập các khu bảo tồn biển tại các vùng rạn san hô và khu vực sinh sản quan trọng để bảo vệ các loài cá quý hiếm và duy trì đa dạng sinh học. Chủ thể: Bộ Tài nguyên và Môi trường, chính quyền địa phương; Thời gian: 3-5 năm.

---

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

- **Nhà quản lý và hoạch định chính sách**: Sử dụng dữ liệu và đề xuất để xây dựng chính sách quản lý nguồn lợi thủy sản và bảo tồn đa dạng sinh học biển hiệu quả.
- **Nhà nghiên cứu và học giả**: Tham khảo phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học và di truyền, cập nhật dữ liệu về khu hệ cá vùng biển vịnh Hạ Long phục vụ các nghiên cứu tiếp theo.
- **Ngư dân và cộng đồng địa phương**: Hiểu rõ về đặc điểm sinh thái và giá trị của nguồn lợi cá, từ đó áp dụng các biện pháp khai thác bền vững, bảo vệ môi trường sống.
- **Sinh viên và giảng viên ngành sinh học, thủy sản**: Là tài liệu tham khảo học thuật, hỗ trợ đào tạo và nghiên cứu chuyên sâu về đa dạng sinh học biển và kỹ thuật phân tích di truyền.

---

## Câu hỏi thường gặp

1. **Tại sao nghiên cứu đa dạng sinh học cá vùng biển vịnh Hạ Long lại quan trọng?**  
   Nghiên cứu giúp hiểu rõ thành phần loài, cấu trúc quần thể và tương quan di truyền, từ đó bảo vệ và phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản, góp phần duy trì cân bằng sinh thái và phát triển kinh tế địa phương.

2. **Phương pháp DNA barcoding có ưu điểm gì trong nghiên cứu cá?**  
   DNA barcoding cho phép xác định chính xác loài dựa trên trình tự gen COI, giúp phân loại nhanh, phát hiện loài mới và đánh giá đa dạng di truyền, hỗ trợ quản lý và bảo tồn hiệu quả.

3. **Khu hệ cá vịnh Hạ Long có đặc điểm gì nổi bật?**  
   Khu hệ cá đa dạng với 460 loài, trong đó cá nhiệt đới chiếm ưu thế, có sự pha trộn giữa các loài nhiệt đới và ôn đới, phản ánh đặc điểm sinh thái và địa lý độc đáo của vùng.

4. **Các yếu tố môi trường ảnh hưởng thế nào đến khu hệ cá?**  
   Ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, khai thác quá mức và đô thị hóa làm suy giảm chất lượng môi trường sống, ảnh hưởng đến đa dạng và phân bố cá, đòi hỏi quản lý chặt chẽ.

5. **Làm thế nào để bảo tồn nguồn lợi cá hiệu quả?**  
   Cần kết hợp giám sát môi trường, quản lý khai thác bền vững, phát triển nghiên cứu khoa học, tuyên truyền nâng cao nhận thức và xây dựng khu bảo tồn biển để bảo vệ đa dạng sinh học.

---

## Kết luận

- Đã xác định được 460 loài cá thuộc 101 họ, trong đó 58 loài được ghi nhận lần đầu tại vịnh Hạ Long, khẳng định sự đa dạng sinh học cao của khu vực.  
- Khu hệ cá gồm ba nhóm sinh thái chính: cá nổi, cá tầng đáy và cá rạn san hô, với thành phần cá nhiệt đới chiếm ưu thế.  
- Phân tích di truyền gen COI cho thấy sự kết nối di truyền chặt chẽ giữa các quần thể cá trong vùng, hỗ trợ công tác quản lý và bảo tồn.  
- Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường, quản lý khai thác bền vững, phát triển nghiên cứu và nâng cao nhận thức cộng đồng.  
- Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc bảo tồn và phát triển nguồn lợi cá bền vững tại khu di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long.

Triển khai các giải pháp quản lý và bảo tồn theo đề xuất, mở rộng nghiên cứu đa dạng di truyền các loài khác, đồng thời tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan để bảo vệ giá trị sinh học và kinh tế của vịnh Hạ Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Vịnh Hạ Long là di sản thiên nhiên thế giới thuộc tỉnh Quảng Ninh đƣợc UNESCO hai lần vinh danh bởi những giá trị ngoại hạng về mặt cảnh quan (1994) và địa chất, địa mạo (2000). Đƣợc xếp vào loại vịnh gần kín, đặc trƣng 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 nhƣ san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn…trù phú về mặt dinh dƣỡng, 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 xƣơng sống có giá trị kinh tế hơn cả, với phạm vi phân bố rộng trong các sinh cảnh của vịnh là đối tƣợng khai thác quan trọng của nghề khai thác hải sản. Các làng chài trù phú ở địa phƣơng nhƣ Hùng Thắng, Loong Toòng, Hà Phong…với ngƣ trƣờng khai thác trong phạm vi của vịnh tiếp tục duy trì vai trò cung cấp ra thị trƣờng nguồn thực phẩm biển giàu dinh dƣỡng, tạo ra công ăn việc làm cho ngƣời dân địa phƣơng cũng nhƣ 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 đƣợc các thông tin hết sức cơ bản về đa dạng sinh học cũng nhƣ 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 đƣợc liên tục, các phƣơng pháp thu và xử lý mẫu không đƣợc đồng bộ cùng với sự thay đổi các yếu tố môi trƣờng (hệ sinh thái nền) và sự tiến bộ ngày càng cao của các phƣơng pháp nghiên cứu, hiện tƣợng 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 đƣợc thực hiện với những mục tiêu và nội dung sau đây: 4  Mục tiêu của đề tài Đề tài nghiên cứu nhằm xác định đƣợc các đặc trƣng khu hệ cá (thành phần loài, phân bố, cấu trúc và tính chất khu hệ, tƣơng 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 đƣợc mức độ đa dạng về thành phần loài cá có trong vùng biển vịnh Hạ Long - Xác định đƣợc tƣơng quan di truyền của một số loài cá thƣờng 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 trƣng về cấu trúc khu hệ, phân bố nguồn lợi cá biển vịnh Hạ Long cũng nhƣ liên kết về mặt di truyền của một số loài cá có giá trị kinh tế giữa Hạ Long và các vùng nƣớc lân cận.

- Chứng minh vai trò của vịnh Hạ Long nhƣ 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 Dƣơng.  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. 5 - 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.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu trên thế giới và khu vực Theo Công ƣớc Đa dạng sinh học (2007): đa dạng sinh học là sự đa dạng của các sinh vật sống trong các môi trƣờng khác nhau nhƣ trên đất liền, dƣới biển, các hệ sinh thái dƣới nƣớc 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 dƣới 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 đƣợc 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 ngƣ loại học trên thế giới đã hoàn thiện đƣợc 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 đƣợc chia sẻ trên mạng internet toàn cầu ở địa chỉ: https://www.de/ thông tin cập nhật tháng 10/2019 cho thấy cơ sở dữ liệu cá có tới 34.300 loài đã đƣợc mô tả, 326.400 tên thƣờng 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 đƣợc 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 nhƣ 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.org/scientists/projects/catalog-of-fishes). Bên cạnh đó, các nhà ngƣ loại học ở các nƣớc có trình độ khoa học tiên tiến nhƣ Nhật Bản, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Xingapo, Úc…cũng rất tích cực xuất bản các ấn phẩm về cá biển ở các vịnh nhƣ California, vịnh Andaman, vịnh 7 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 đƣợc các nƣớc quan tâm.

Thông qua việc tranh thủ sự hợp tác với các đối tác có tiềm lực mạnh về ngƣ loại học nhƣ các nhà ngƣ loại học Nhật Bản cũng đã xuất bản đƣợc hàng loạt các sách hƣớng 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 đƣợc phản ánh thông qua mức độ tƣơng đồng và khác biệt trong cấu trúc gen của các cá thể, quần thể và cuối cùng là loài. Những điểm tƣơng đồng và khác biệt này đƣợc thể hiện bằng sự sai khác về trình tự nucleotide hình thành nên DNA trong các tế bào của sinh vật.

Nhƣ 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 đƣợc tính trên các gen khác nhau của sinh vật. Một quần thể thƣờng đƣợc 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 hƣớng 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 nhƣ chọn lọc tự nhiên, phiêu bạt di truyền - genetic drift, kích thƣớc quần thể (số lƣợng 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 trƣng, 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 trƣớc các thay đổi về điều kiện môi trƣờng sống của chúng [7], [8], [9], [10]. Thông thƣờng, các quần thể có khả năng phát tán tốt thì có sự đa dạng di truyền thấp hơn nhƣng trái lại, các quần thể có sự đa dạng di truyền cao hơn lại có khả năng thích ứng trƣớc sự biến đổi môi trƣờng 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 8 [12].

Cho tới nay, có nhiều phƣơng pháp khác nhau đƣợc sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền quần thể sinh vật [13], [14]., nhƣng có bốn loại chỉ thị sinh học (marker) chính thƣờng đƣợc 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 đƣợc sử dụng rộng rãi nhất vẫn là mtDNA. Cấu trúc của quần thể cá có thể đƣợc 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 đƣợc sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu đa dạng sinh học và phân loại học.