Nghiên cứu ảnh hưởng kết hợp của nhiệt độ và yếu tố sinh thái lên giáp xác chân chèo (Copepoda)

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và các yếu tố sinh thái đến giáp xác chân chèo copepoda, cung cấp cái nhìn sâu sắc về sinh thái học.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thủy
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Minh Hoàng
• Trường học: Trường Đại Học Nha Trang
• Chuyên ngành: Nuôi trồng thủy sản
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Kết Hợp Của Nhiệt Độ Với Một Số Yếu Tố Sinh Thái Lên Giáp Xác Chân Chèo (Copepoda)
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Khánh Hòa

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu giáp xác chân chèo Copepoda

Nghiên cứu về giáp xác chân chèo (Copepoda) đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong sinh thái học và nuôi trồng thủy sản. Copepoda là nhóm động vật không xương sống, đóng vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái nước. Chúng có mặt ở hầu hết các môi trường nước, từ nước ngọt đến nước mặn. Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của nhiệt độ nước và các yếu tố sinh thái khác đến sự phát triển và sinh sản của Copepoda.

1.1. Đặc điểm sinh học của Copepoda

Copepoda có kích thước nhỏ, thường từ 0.2 mm đến 20 mm. Chúng có cấu trúc cơ thể đặc trưng với đầu, ngực và bụng rõ ràng. Đặc điểm sinh học này giúp Copepoda thích nghi tốt với nhiều môi trường sống khác nhau.

1.2. Vai trò của Copepoda trong hệ sinh thái

Copepoda là nguồn thức ăn chính cho nhiều loài cá và động vật thủy sinh khác. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và chu trình dinh dưỡng trong môi trường nước.

II. Thách thức trong nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên Copepoda

Nghiên cứu về tác động của nhiệt độ đến Copepoda gặp nhiều thách thức. Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển mà còn đến khả năng sinh sản và tỷ lệ sống sót của chúng. Việc xác định khoảng nhiệt độ tối ưu cho từng loài Copepoda là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả nuôi trồng.

2.1. Tác động của nhiệt độ đến sự phát triển

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian phát triển của Copepoda. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ cao có thể làm giảm thời gian phát triển nhưng lại ảnh hưởng tiêu cực đến sức sinh sản.

2.2. Tác động của nhiệt độ đến tỷ lệ sống sót

Tỷ lệ sống sót của Copepoda cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể dẫn đến tỷ lệ chết cao, ảnh hưởng đến quần thể Copepoda trong tự nhiên.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và yếu tố sinh thái

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thí nghiệm để đánh giá tác động của nhiệt độ và các yếu tố sinh thái như độ mặn, chế độ chiếu sáng và thức ăn đến Copepoda. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kiểm soát để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

3.1. Thiết kế thí nghiệm

Thí nghiệm được thiết kế với nhiều nghiệm thức khác nhau, bao gồm các mức nhiệt độ và độ mặn khác nhau. Mỗi nghiệm thức được lặp lại nhiều lần để đảm bảo tính chính xác.

3.2. Phương pháp thu thập dữ liệu

Dữ liệu được thu thập từ các chỉ số sinh trưởng, sức sinh sản và tỷ lệ nở thành công của Copepoda. Các thông số này giúp đánh giá tác động của các yếu tố môi trường đến sự phát triển của chúng.

IV. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến Copepoda

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát triển và sinh sản của Copepoda. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của Pseudodiaptomus incisus là 26°C, trong khi Oithona rigida phát triển tốt nhất ở 30°C.

4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến kích thước cơ thể

Kích thước cơ thể của Copepoda thay đổi theo nhiệt độ. Nghiên cứu cho thấy rằng ở nhiệt độ 26°C, kích thước cơ thể của P. incisus lớn nhất, trong khi O. rigida có kích thước lớn nhất ở 30°C.

4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sức sinh sản

Sức sinh sản của Copepoda cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. P. rigida có sức sinh sản cao nhất ở 26°C và 30°C, cho thấy rằng nhiệt độ có vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản của chúng.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu về Copepoda

Nghiên cứu về giáp xác chân chèo (Copepoda) đã chỉ ra rằng nhiệt độ và các yếu tố sinh thái khác có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và sinh sản của chúng. Kết quả này có thể được áp dụng trong nuôi trồng thủy sản để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

5.1. Tương lai của nghiên cứu Copepoda

Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc xác định các yếu tố môi trường khác ảnh hưởng đến Copepoda, từ đó phát triển các phương pháp nuôi trồng hiệu quả hơn.

5.2. Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản

Thông tin từ nghiên cứu có thể giúp cải thiện quy trình nuôi trồng Copepoda, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong ngành thủy sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Trong nhiều thập kỷ qua, Copepoda được lựa chọn làm thức ăn cho ấu trùng nhiều loài cá biển có giá trị kinh tế như cá hồng (Lutjanus guttatus) (Burbano và ctv., 2020), cá bớp (Rachycentron canadum) (Lee và ctv., 2010) và cá ngựa (Hippocampus sp. Ưu việt của Copepoda gồm: giá trị dinh dưỡng cao hơn luân trùng và Artemia (Rasdi và Qin, 2016; Rayner và ctv., 2017); phổ kích thước cơ thể rộng (Golez và ctv., 2004), tập tính bơi zic – zắc cũng làm tăng tính hấp dẫn với ấu trùng các loài cá (Ajiboye và ctv., 2011; Støttrup và McEvoy, 2003). Tuy nhiên, Copepoda thích ứng với sự thay đổi các yếu tố sinh thái trong thực tế biến đổi khí hậu vẫn rất thiếu thông tin. Biến đổi khí hậu là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến đa dạng sinh học toàn cầu với tốc độ nhanh (Walther và ctv., 2002; Parmesan 2006; Poloczanska và ctv., 2013; Urban 2015; Hughes và ctv., 2017; Hughes và ctv., 2018; Smale và ctv.

Các nước ở Đông Nam Á nằm trong nhóm 10 khu vực chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (Germanwatch 2018; Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam, 2009). Với hệ o sinh thái biển nhiệt đới, nhiệt độ bề mặt nước biển đã tăng hơn 1 C trong 100 năm qua và được dự đoán tăng gấp ba hoặc bốn lần trong thế kỉ 21 (IPCC, 2013). Sự tương tác giữa biến đổi khí hậu với các các yếu tố ô nhiễm khác đã tăng cường ảnh hưởng đến sinh vật (Crain và ctv., 2008; Dinh Van và ctv., 2013; Dinh Van và ctv., 2014; Dinh và ctv., 2016) – đây là nguyên nhân gây chết tỷ lệ lớn của sinh vật biển (Dinh và ctv. Dẫu vậy, sự kết hợp giữa nhiệt độ và ô nhiễm ánh sáng, độ mặn hay tia cực tím ảnh hưởng đến Copepoda vẫn chưa được biết.

Tại sao cần nghiên cứu tác động của nhiệt độ với các yếu tố sinh thái đến sinh trưởng và sinh sản Copepoda? Copepoda có vai trò lớn trong sản xuất giống thủy sản và là mắt xích quan trọng trong hệ sinh thái. Nếu số lượng cá thể Copepoda suy giảm sẽ ảnh hưởng mạnh đến rất nhiều loài thủy sản ở nhóm sinh vật tiêu thụ của lưới thức ăn trong hệ sinh thái. Ảnh hưởng đến sự phát triển của Copepoda có rất nhiều yếu tố trong đó các yếu tố sinh thái có vai trò quan trọng. Trong điều kiện biến đổi khí hậu, cùng với nhiệt độ tăng cao thì độ mặn, chu kỳ ánh sáng và đặc biệt là tia cực tím (hậu quả của hiệu ứng nhà kính, chịu tác động của ánh sáng có bước sóng ngắn) cũng thay 2 đổi theo hướng bất lợi cho sinh vật, trong đó có Copepoda.

Hiểu biết toàn diện về Copepoda là yêu cần cần thiết khi làm chủ kỹ thuật nuôi chúng. Trong điều kiện các yếu tố sinh thái thay đổi, chúng ta chưa biết Copepoda đã điều chỉnh như thế nào để tồn tại và phát triển. Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy sự thích ứng của các sinh vật có thể là thay đổi nơi phân bố (Reygondeau và ctv., 2011; Chust và ctv., 2014), đặc tính sinh lý (Brown, 2016) hay là giảm kích thước cơ thể (Ohlberger, 2013). Chúng tôi chọn hai loài Copepoda (P.

rigida) để nghiên cứu bởi sự phân bố tự nhiên ở các ao nuôi thủy sản, vùng cửa sông tại Cam Ranh. Nghiên cứu đã đánh giá ảnh hưởng của sự kết hợp giữa nhiệt độ và các yếu tố sinh thái gồm độ mặn, chế độ chiếu sáng, tia cực tím và thức ăn đến thời gian phát triển, kích thước cơ thể của tất cả các giai đoạn, sức sinh sản, tỷ lệ nở thành công và khả năng sản xuất nauplius đến hai loài Copepoda này. Trong bối cảnh đó, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng kết hợp của nhiệt độ với một số yếu tố sinh thái lên giáp xác chân chèo (Copepoda)” được thực hiện. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: Đánh giá sự tác động của các yếu tố sinh thái quan trọng và thức ăn đến sinh trưởng, sinh sản của Copepoda nhiệt đới, làm cơ sở nuôi sinh khối Copepoda Mục tiêu cụ thể: (1) Đánh giá được biểu hiện của P.

rigida dưới tác động kết hợp của nhiệt độ và độ mặn. Xác định được khoảng nhiệt độ và độ mặn để P. rigida sinh trưởng và sinh sản của tốt. (2) Đánh giá được biểu hiện của P.

rigida dưới tác động kết hợp của nhiệt độ và chế độ chiếu sáng. Xác định được khoảng nhiệt độ và chế độ chiếu sáng để P. rigida sinh trưởng và sinh sản của tốt. (3) Đánh giá được biểu hiện của P.

rigida dưới tác động kết hợp của nhiệt độ và tia cực tím. Xác định được khoảng nhiệt độ và tia cực tím để P. rigida sinh trưởng và sinh sản của tốt. 3 (4) Đánh giá được biểu hiện của P.

rigida dưới tác động kết hợp của nhiệt độ và thức ăn. Xác định được khoảng nhiệt độ và loài tảo, mật độ tảo để P. rigida sinh trưởng và sinh sản của tốt. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ mặn đến thời gian phát triển, kích thước cơ thể của tất cả các giai đoạn, sức sinh sản, tỷ lệ nở thành công và số nauplii/con cái sau 30h của P.

Nội dung 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ và chế độ chiếu sáng đến thời gian phát triển, kích thước cơ thể của tất cả các giai đoạn, sức sinh sản, tỷ lệ nở thành công và số nauplii/con cái sau 30h của P. Nội dung 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ và tia cực tím đến thời gian phát triển, kích thước cơ thể của tất cả các giai đoạn, sức sinh sản, tỷ lệ nở thành công và số nauplii/con cái sau 30h của P. Nội dung 4: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thức ăn đến thời gian phát triển, kích thước cơ thể của tất cả các giai đoạn, sức sinh sản, tỷ lệ nở thành công và số nauplii/con cái sau 30h của P. Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu: Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học và làm sáng tỏ hơn sự thích nghi của Copepoda trước những thay đổi của điều kiện sinh thái trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu: Kết quả nghiên cứu về những điều kiện sinh trưởng và sinh sản tốt hơn của hai loài Copepoda P. rigida là cơ sở cho thiết lập kỹ thuật nuôi sinh khối hai loài Copepoda này. Xu hướng nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam và thế giới Xu hướng đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi hải sản Lịch sử phát triển của ngành thủy sản đã ghi nhận sự tăng trưởng liên tục và có sự thay đổi tỷ trọng giữa khai thác và nuôi trồng thủy sản. Theo đó, tốc độ tăng trưởng của ngành thể hiện ở cả sản lượng và giá trị xuất khẩu tăng mạnh qua các năm (59,6 tỷ USD vào giai đoạn 1996 – 2005 thì đến 2018 là 164,1 tỷ USD) (FAO, 2020).

Năm 2018, sản lượng và giá trị thủy sản toàn cầu lần lượt là 179 triệu tấn; 401 tỷ USD và dự tính con số này là 204 triệu tấn vào năm 2030 (FAO, 2020). Theo FAO (2020), tốc độ tăng trưởng của nuôi trồng thủy sản thế giới đạt 27% trong giai đoạn 2007 – 2018 và 32% giai đoạn 2018 – 2030. Trong khi đó, khai thác thủy sản không tăng lên được nữa từ những năm 1990. Sản lượng thủy sản khai thác và nuôi trồng của thế giới đến 2018; (b) Sản lượng của các nhóm thủy sản nuôi của thế giới đến 2018 (FAO, 2020).

Châu Á luôn là khu vực nuôi trồng thủy sản lớn nhất thế giới (34% không tính Trung Quốc), tiếp đến là châu Mỹ (14%), châu Âu (10%); Châu Phi (7%); châu Đại Dương (1%) vào năm 2018 (FAO, 2020). Sản lượng nuôi hải sản ở châu Á tăng gấp hơn 2 lần vào năm 2018 so với 2009; các khu vực khác cũng có xu hướng tương tự (Hình 1. Tóm lại, bức tranh toàn cảnh về thủy sản thế giới đến năm 2018 cho thấy hai xu hướng lớn là (1) sản lượng nuôi trồng thủy sản tăng, sản lượng thủy sản khai thác không tăng; (2) Nuôi hải sản được phát triển, nuôi thủy sản nước ngọt khó tăng. Tỷ trọng đóng góp của nuôi trồng (màu xanh) và khai thác (màu vàng) thủy sản năm 2018 và dự báo năm 2030 (FAO, 2020) Nuôi trồng thủy sản thế giới được dự báo sẽ tiếp tục phát triển theo các hướng: (1).

Đa dạng đối tượng nuôi, phát triển các loài có giá trị kinh tế cao (2). Thâm canh kỹ thuật nuôi – tăng năng suất (3). Coi trọng khả năng thích nghi với biến đổi khí hậu của các đối tượng nuôi (4). Cải cách hệ thống nuôi trồng thủy sản (5).

Đẩy mạnh tiêu thụ và thương mại thủy sản thế giới (6). Tăng cường hợp tác giữa các khu vực (7). Thúc đẩy sự hài hòa giữa mục tiêu kinh tế và bảo vệ môi trường, an ninh lương thực (8). Tăng cường hiệu quả quản lý của các chính sách và pháp luật Hình 1.

Sản lượng nuôi trồng và khai thác thủy sản của các khu vực trên thế giới qua các giai đoạn đến năm 2018 (FAO, 2020) 6 Nuôi trồng thủy sản Việt Nam được định hướng là phát triển nuôi các loài hải sản có giá trị kinh tế cao. Về mặt kỹ thuật, sản xuất giống các loài hải sản gặp một số khó khăn trong khâu ương nuôi ấu trùng: - Đặc điểm ấu trùng các loài cá biển là khả năng vận động và thị giác chưa phát triển; hệ tiêu hóa chưa hoàn chỉnh – kích thước miệng nhỏ, chưa có dạ dày, ống tiêu hóa chỉ là một ống thẳng, ngắn, enzyme tiêu hóa chưa có đầy đủ (Govoni và ctv. - Nhu cầu dinh dưỡng của ấu trùng cá biển cao, đặc biệt là các acid béo không no mạch dài (HUFA). Tuy nhiên, giai đoạn ấu trùng cá biển không tự tổng hợp được HUFA mà phụ thuộc vào thức ăn.

HUFA ảnh hưởng đến tỷ lệ sống, tăng trưởng và khả năng chống chịu với bất lợi của môi trường của ấu trùng (Toledo và ctv., 1999; Shields, 2001; Wilcox và ctv. Lựa chọn thức ăn phù hợp cho giai đoạn ấu trùng cá biến rất quan trọng trong kỹ thuật ương nuôi (Nanton và Castell 1998). Thức ăn tự nhiên truyền thống như tảo, luân trùng, Artemia. Tuy nhiên, cả ba loại thức ăn trên đều thiếu hụt hoặc không có tỷ lệ cân đối giữa các acid béo không no nên cần phải làm giàu trước khi cho ấu trùng ăn (Barclay và Zeller, 1996; Sargent và ctv., 1997; Anderson và Pond, 2000; Drillet và ctv., 2008; Hamre và Harboe 2008; Conceição và ctv.

Copepoda có đặc điểm vượt trội so với tảo, luân trùng và Artemia là có khả năng tổng hợp các acid béo không no mạch dài (Rainuzzo và ctv., 1994; Norsker và Støttrup, 1994; Evjemo và ctv., 1997; Desvilettes và ctv.