MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trên thế giới những nghiên cứu về động vật phù du đã phát triển rất sớm vì đây là một mắc xích thức ăn vô cùng quan trọng trong các hệ sinh thái dƣới nƣớc. Một nhóm sinh vật trong số đó đƣợc các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý bởi sự phổ biến của chúng trong các thủy vực đó là phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda). Copepoda là một nhóm động vật giáp xác kích thƣớc nhỏ phân bố rộng ở hầu hết các môi trƣờng khác nhau từ nƣớc ngọt đến nƣớc mặn, kể cả những môi trƣờng khắc nghiệt nhƣ nƣớc ngầm, suối nƣớc nóng hay vùng nƣớc băng tan (Pierre Marmonier et al.
Copepoda đƣợc biết đến là một thành phần quan trọng của lƣới thức ăn trong hệ sinh thái dƣới nƣớc từ vùng nƣớc ngọt đến vùng nƣớc mặn (Bostock, 2010). Copepoda là thức ăn thiết yếu đối với con non của nhiều sinh vật biển, Copepoda đóng vai trò chuyển tiếp năng lƣợng từ các bậc thức ăn thấp hơn (thực vật, mùn bã hữu cơ) đến mắt xích thức ăn cao hơn trong hệ sinh thái. Ngoài ra Copepoda còn đƣợc sử dụng làm sinh vật chỉ thị môi trƣờng khá hiệu quả (Wojciech Piasecki1 et al. Hiện nay trên thế giới đã có khoảng 24.400 giống và 210 họ đã đƣợc mô tả, trong đó có khoảng 2.800 loài sống ở các thủy vực nƣớc ngọt.
Với hơn 900 loài đƣợc biết đến từ các tầng nƣớc ngầm lục địa (Galassi, 2001). Nƣớc ngầm là nguồn nƣớc quan trọng đóng vai trò là nguồn nƣớc chính lƣu trữ nƣớc ngọt trong chu trình thủy văn (Mark Louie D. Lopez et al. Cấu trúc của nƣớc ngầm có thể đƣợc xác định bởi một số khía cạnh chẳng hạn nhƣ địa mạo,thủy văn, hóa học, thành phần cơ chất, thực phẩm nguồn và quần xã sinh vật (Galassi, 2001).
Copepoda là thành phần chính của động vật nƣớc ngầm, chúng có mặt hầu hết các môi trƣờng nƣớc ngầm, trong đó Cyclopoida và Harpacticoida là hai bộ chiếm ƣu thế hơn hẳn đối với nƣớc ngầm bởi đặc điểm hình thái của chúng dễ thích nghi với kiểu môi trƣờng này (Galassi, 2001). Trong đó bộ Cyclopoida đã ghi nhận đƣợc 12 họ, 80 chi và 450 loài còn đối với bộ Harpacticoida đã ghi nhận đƣợc 54 họ, 460 chi và 3. Các nghiên cứu về đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) cũng nhƣ mối tƣơng quan giữa đa dạng sinh học này với các yếu tố môi trƣờng ở trên thế giới cũng bắt đầu xuất hiện nhiều hơn. Các nghiên cứu này bắt đầu rất sớm, hiện nay đã đƣợc lan rộng ra nhiều khu vực và đạt đƣợc nhiều thành tựu khi phát hiện ra nhiều loài mới, cùng với đó là phát triển các nghiên cứu ứng dụng Copepoda đặc biệt là trong sản xuất thức ăn thủy sản.
Ở khu vực Jura của Pháp năm 2009 thì đã phát hiện ra 62 loài, trong đó chủ yếu là thuộc Cladocera, Cyclopoida, Harpacticoida, Ostracoda, Amphipoda, Isopoda 1 và Bathynellacea đồng thời đánh giá đƣợc các thông số môi trƣờng nhƣ pH, DO, Mg2+,Cl-,… tƣơng quan với đa dạng sinh học (Marie-Jose´ et al. Một nghiên cứu mới hơn vào năm 2017 ở Philippines đã phát hiện 21 loài gồm Cladocera và Copepoda và họ cho rằng sự phân bố của động vật giáp xác bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ, oxy hòa tan và độ cao (Mark Louie D. Lopez et al. Ở Việt Nam thì nghiên cứu đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) đã đƣợc quan tâm nhiều hơn so với trƣớc đây nhƣng chỉ tập trung nghiên cứu về đa dạng sinh học chứ vẫn chƣa có nghiên cứu đánh giá mối tƣơng quan giữa đa dạng sinh học và các yếu tố môi trƣờng.
Tiến sĩ Trần Đức Lƣơng là ngƣời có nhiều nghiên cứu về đa dạng trong lĩnh vực này. Các nghiên cứu của Ông đa phần tập trung ở khu vực Bắc Trung Bộ, đối với nƣớc ngầm ông đã có những nghiên cứu và phát hiện đƣợc loài Hadodiaptomus dumonti n. thuộc bộ Calanoida ở khu vực núi đá vôi Quảng Bình (Trần Đức Lƣơng, 2013). Nƣớc ngầm từ các giếng và nƣớc ngầm dƣới các lớp cát ven bờ sông, suối hầu nhƣ chƣa đƣợc quan tâm, các nghiên cứu về Copepoda trong các hệ sinh thái này tại Việt Nam đang bị thiếu hụt.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành chọn đề tài “Nghiên cứu đa dạng sinh học phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) trong nước ngầm thuộc một số địa điểm của tỉnh Quảng Nam và Đà Nẵng”. Đề tài này sẽ bổ sung dữ liệu về đa dạng sinh học Copepoda trong nƣớc ngầm ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng nói riêng và khu hệ giáp xác Việt Nam nói chung. Ngoài ra, nghiên cứu này cũng sẽ là nghiên cứu nền tảng cho các nghiên cứu ứng dụng sau này. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá đa dạng sinh học của phân lớp Copepoda trong nƣớc ngầm tại một số địa điểm ở Quảng Nam và Đà Nẵng.
- Đánh giá đƣợc chất lƣợng nƣớc ngầm tại một số huyện của tỉnh Quảng Nam – Đà Nẵng. - Đánh giá đƣợc mối tƣơng quan giữa đa dạng sinh học các loài Copepoda và các thông số môi trƣờng nƣớc ngầm tại khu vực. Ý nghĩa của đề tài - Đề tài sẽ góp phần vào công tác điều tra, quản lý bảo tồn đa dạng sinh học trong nƣớc ngầm cho khu vực Quảng Nam và Đà Nẵng đồng thời hỗ trợ công cụ đánh giá trong quan trắc giám sát môi trƣờng. - Bổ sung dữ liệu khoa học cho phân lớp giáp xác chân chèo (Copepoda) cho Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung.
Nội dung nghiên cứu - Đánh giá mức độ đa dạng sinh học của phân lớp Copepoda - Đánh giá các thông số môi trƣờng nƣớc ngầm - Đánh giá mối tƣơng quan giữa các thông số môi trƣờng với mức độ đa dạng sinh học Copepoda 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu: 1. Giới thiệu về Copepoda 5. Phân lớp Copepoda (chân chèo) thuộc nhóm Crustacea (giáp xác), ngành Arthropoda (chân khớp).
Phân lớp Copepoda phân chia thành 3 bộ: Bộ Calanoida, bộ Cyclopoida và bộ Harparticoida sống tự do (Hình 1. Phân lớp Copepoda chia thành hai bộ là EuCopepoda và Branchiura trong đó có 6 bộ phụ là Caligoida, Lernaeopodoida, Arguloida (sống ký sinh) và Calanoida, Cyclopoida, Harpacticoida (sống tự do) (Dƣơng Trí Dũng, 2001) 7. Copepoda thích nghi cao với môi trƣờng sống trong trầm tích nƣớc ngầm, hiện có khoảng 2.800 loài sống trong thủy vực nƣớc ngọt (Galassi, 2001) Bộ Cyclopoida Bộ Harpacticoida Bộ Calanoida Hình 1.1: Ba bộ của phân lớp giáp xác chân chèo Các bộ sẽ có các đặc điểm hình thái và thích nghi với các dạng môi trƣờng sống khác nhau đƣợc thể hiện trong bảng 1. 1: Đặc điểm phân biệt các bộ sống tự do của Copepoda Đặc điểm Bộ Calanoida Bộ Cyclopoida Bộ Harpacticoida Cơ thể Phần trƣớc cơ thể dài Phần trƣớc cơ thể dài Phần trƣớc wor thể chỉ hơi hơn phần sau cơ thể hơn phần sau cơ thể dài hơn phần sau cơ thể rất nhiều rất nhiều Vị trí điểm Giữa đốt sinh dục và Giữa đốt ngực IV và Điểm co thắt không rõ ràng 4 co thắt đốt ngực V đốt ngực V giữa đốt ngực IV và đốt ngực V Túi trứng Có một túi trứng Có hai túi trứng mang Thƣờng chỉ có một túi mang ở giữa hai bên trứng mang ở giữa Râu A1 Dài từ 23 -25 đốt, có Ngắn, từ 6 – 17 đốt, Rất ngắn, từ 5 -9 đốt dài từ thể dài từ cuối ngực dài từ đốt ngực thứ 3 đốt đầu thứ 5 đến cuối đầu đến cuối chạc đuôi đến cuối ngực Cặp chân Giống các cặp chân Chân ngực V tiêu Chân ngực V tiêu giảm ngực thứ 5 ngực khác giảm Khu vực Sống nổi, hiếm thấy ở Sống ở vùng triều, chỉ Sống ở vùng triều, trên sống vùng triều một ít sống nổi thực vật lớn và cả nền đáy.
Copepoda có thân hình trụ ngắn hoặc hình dài đƣợc chia thành 3 phần là phần đầu, phần ngực và phần bụng. Phần đầu thƣờng đƣợc làm tròn và có râu nổi bật, có 5 cặp chân ngực. Chúng sống tự do hoặc sống kí sinh 10. Thức ăn chủ yếu là thực vật phù du ngoài ra còn có luân trùng và Ciliates 11.
Hầu hết các Copepoda có một mắt ghéo, thƣờng là màu đỏ tƣơi và ở giữa đầu trong suốt, đối với các loài dƣới lòng đất mắt có thể tiêu biến. Chiều dài biến động trong khoảng 0.2 mm nhƣng đa phần có chiều dài nhỏ hơn 2. Cơ thể có màu nâu hay hơi xám, những loài sống ở vùng triều có màu sáng hơn, cơ thể có màu tím hay đỏ. Vùng ngực có 7 đốt nhƣng đốt thứ 1 và có thể đốt thứ 2 kết hợp với phần đầu nằm trong vỏ giáp.
Có thể hai đôi chân ngực thứ 4 và thứ 5 hay thứ 5 và thứ 6 hợp lại thành 1 đốt. Phần bụng có từ 3-5 đốt, thƣờng thì có 4 đốt. Đốt ngực cuối và đốt bụng đầu tiên dính lại với nhau bằng một vòng mềm dẻo và ngắn. Khớp nối làm con vật cử động dễ dàng là khớp phân biệt giữa phần đầu và thân.
Phần thân gồm các đốt bụng và đốt ngực thứ 7 (có khi là đốt thứ 6). Phần đầu thật sự có 5 đôi phụ bộ đó là: Râu A1(antennules), râu A2 (antennae), hàm trên (maxillae) 1 và hàm trên 2, hàm dƣới (mandibles). Đốt ngực đầu tiên dính với đầu có một đôi chân hàm (maxillipeds) và từng đốt ngực còn lại mang một đôi chân hàm (maxillipeds) và từng đốt ngực còn lại mang 5 một đôi chân bơi. Trong một vài loài ở đốt ngực thứ 7 tiêu giảm và đốt này không còn phần phụ (Dƣơng Trí Dũng, 2001).
Phần phụ đầu: rất biến đổi tùy theo chức năng. Râu A1 dài và chỉ có một nhánh, đây là cơ quan cảm giác nhƣng cũng có thể dùng để vận động. Cả hai râu A1 con đực của Cyclopoida và Harpacticoida là cơ quan sinh dục dùng trong lúc bắt cặp. Riêng Calanoida chỉ có râu A1 bên phải làm nhiệm vụ sinh dục.
Râu A2 ngắn hơn, có 2 hay 1 nhánh có vai trò quan trọng trong việc cảm giác, riêng ở Harpacticoida các râu này có thể dùng để nắm bắt đƣợc. Các đôi hàm biến đổi để lấy thức ăn (Dƣơng Trí Dũng, 2001). Phần phụ ngực: các đôi chân ngực biến đổi từ lúc bắt đầu cho đến hai đôi chân cuối. Nhóm sống tự do đôi chân thứ 6 luôn thiếu ở con cái hay biến đổi chỉ còn dạng sơ khai (ở con đực).
Đôi chân số 5 giảm hay tiêu giảm ở nhóm Cyclopoida và Harpacticoida, nhƣng ở Calanoida thì đôi chân này phát triển cân đối ở con cái và bất đối xứng ở con đực, khi đó nó biến đổi thành cái móc (Dƣơng Trí Dũng, 2001). Chạc đuôi: đốt cuối cùng chẻ hai tạo ra hai nhánh đuôi.