Tổng quan luận án

Đề tài luận án tiến sĩ: "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh thái loài cá heo Ông Sư (Orcaella brevirostris) vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang"
Tác giả: Cù Nguyên Định
Người hướng dẫn khoa học: PGS. Nguyễn Thị Nga và Cố PGS. Bùi Lai
Chuyên ngành: Sinh thái học (Mã số ngành: 62420120)
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (2022)

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Loài cá heo Ông Sư (Orcaella brevirostris Owen in Gray, 1866), còn gọi là cá Nược Minh Hải hoặc cá heo Irrawaddy, là loài thú biển thuộc họ cá heo Delphinidae, thứ bộ Cetacea, bộ Cetartiodactyla. Loài này phân bố thưa thớt tại các thủy vực nước ngọt, nước lợ và vùng biển ven bờ khu vực Nam Á và Đông Nam Á. Trên phạm vi toàn cầu, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) xếp hạng loài này ở mức Nguy cấp (EN), trong đó có 5 quần thể phụ biệt lập sống trong sông và hồ nước lợ được xếp ở mức Cực kỳ nguy cấp (CR).

Tại Việt Nam, các ghi nhận lịch sử từ những năm 1970 cho thấy sự hiện diện của loài tại lưu vực sông Mê Kông và vùng biển Tây Nam Bộ. Tuy nhiên, các dữ liệu tại sông Mê Kông cho thấy loài này đứng trước nguy cơ không còn tồn tại do mắc lưới và mất sinh cảnh. Tại vùng biển Tây Nam Bộ, đặc biệt là khu vực quần đảo Bà Lụa thuộc Khu dự trữ sinh quyển (DTSQ) Kiên Giang, một số khảo sát bước đầu đã ghi nhận sự tồn tại của quần thể cá heo Ông Sư nhưng dữ liệu có hệ thống về đặc điểm sinh học, biến động kích thước quần thể theo thời gian, các yếu tố môi trường sinh cảnh, đặc điểm di truyền phân tử và các chỉ số sinh lý - sinh hóa phục vụ bảo tồn vẫn còn thiếu hụt. Do đó, việc thực hiện luận án là yêu cầu cấp thiết nhằm thiết lập cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện cho công tác quản lý và bảo tồn loài.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái học loài cá heo Ông Sư vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang hướng tới việc bảo tồn loài cá heo này, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học nguồn lợi cá heo biển Việt Nam.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Xác định được đặc điểm phân bố của loài cá heo Ông Sư tại vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang.
    • Xác định được một số đặc điểm môi trường phân bố của loài cá heo Ông Sư tại vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang.
    • Xác định được một số đặc điểm sinh học của loài cá heo Ông Sư vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang.
    • Đề xuất giải pháp bảo tồn loài cá heo Ông Sư tại vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Quần thể cá heo Ông Sư (Orcaella brevirostris Owen in Gray, 1866).
  • Phạm vi không gian: Vùng biển quần đảo Bà Lụa, huyện Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang (thuộc Khu DTSQ Kiên Giang). Các nghiên cứu sinh học, di truyền, dinh dưỡng, sinh lý máu và tập tính được thực hiện kết hợp tại: Câu lạc bộ (CLB) cá heo Âu Lạc (Quảng Ninh), CLB cá heo Vinpearl (Nha Trang), CLB cá heo Đại Nam (Bình Dương), Phòng Nghiên cứu Sinh thái nước (Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga) và Phòng Miễn dịch học (Viện Công nghệ Sinh học).
  • Phạm vi thời gian: Toàn bộ dữ liệu nghiên cứu được tiến hành từ năm 2008 đến năm 2018 (trong đó dữ liệu sơ cấp trực tiếp của luận án thu thập từ 2011 đến 2018; dữ liệu thứ cấp có sự tham gia của nghiên cứu sinh thu thập từ 2008 đến 2011 thuộc các đề tài của Sở KH&CN TP.HCM và Ủy ban phối hợp Việt – Nga).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế

  1. Phân loại học và phát sinh loài: Ban đầu loài được Owen mô tả năm 1866 từ mẫu vật tại Vizagapatam (Ấn Độ). Năm 2005, Beasley và cộng sự đã tách loài cá heo mũi hếch Australia (Orcaella heinsohni) dựa trên hình thái và di truyền phân tử. Nghiên cứu của Gretarsdottir & Arnason (1992), LeDuc và cộng sự (1999) sử dụng trình tự gen cytochrome b (chiều dài khoảng 1.580 bp) xếp giống Orcaella vào họ Delphinidae. Các nghiên cứu di truyền quần thể tiếp theo của Jayasankar và cộng sự (2011) tại đầm Chilika, Krützen và cộng sự (2011) tại sông Mê Kông, Caballero và cộng sự (2019) tại đầm Chilika, vịnh Thái Lan và sông Mê Kông đã chỉ ra cấu trúc di truyền và mức độ suy giảm đa dạng sinh học của các quần thể cô lập.
  2. Nghiên cứu mô hình phân bố và sinh cảnh: Nhiều mô hình sinh thái như Generalized Additive Models (GAM), Maxent, Hurdle models, và Kernel Density Estimation (KDE) đã được áp dụng để xác định vùng phân bố thích hợp:
    • Smith và cộng sự (2008) tại Bangladesh xác định độ sâu và độ mặn giải thích 36% độ biến động phân bố.
    • Mahmud và cộng sự (2018) tại vịnh Brunei xác định cá heo xuất hiện ở độ sâu 2–9,99 m, nhiệt độ 29–31,99°C, khoảng cách bờ 1,5–4,49 km.
    • Peter và cộng sự (2016) tại vịnh Kuching (Sarawak, Malaysia) xác định diện tích phân bố 246,42 km² và vùng lõi 37,22 km².
    • Tubbs và cộng sự (2020), Verutes và cộng sự (2021) tại quần đảo Kep (Campuchia) phân tích sinh cảnh theo mùa ở độ sâu 3–5,3 m, nhiệt độ 27–32°C, khoảng cách đảo < 7,5 km.
    • Hines và cộng sự (2020), Jackson-Ricketts và cộng sự (2020), Wang và cộng sự (2020) tại vịnh Thái Lan xác định độ sâu đóng góp 91,6% vào mô hình dự đoán.
  3. Phương pháp đánh giá kích thước quần thể:
    • Đếm trực tiếp (Direct count): Baird & Beasley (2005) tại sông Mê Kông (Campuchia: 40 cá thể); Pattnaik và cộng sự tại hồ Chilika (85 ± 18,5 cá thể); Kreb (2002) tại sông Mahakam (34 cá thể); Smith & Hobbs (2002), Smith & Tun (2007) tại sông Ayeyarwady (59–72 cá thể); WWF Philippines (2013) tại Palawan (20 cá thể); Bali và cộng sự tại sông Rajang (12 cá thể); Tongnunui và cộng sự tại sông Bangpakong (20–25 cá thể).
    • Đánh dấu – ghi nhận lại bằng ảnh định danh vây lưng (Mark-Recapture / Photo-ID): Kreb (2004) tại sông Mahakam (Peterson: 55 cá thể, Jolly-Seber: 48 cá thể); Beasley (2007), Dove và cộng sự, Ryan và cộng sự, Phan và cộng sự, Eam và cộng sự (2020) tại sông Mê Kông (dao động từ 136 xuống 71–89 cá thể); Sutaria & Marsh (2011) tại hồ Chilika (107–109 cá thể); Smith và cộng sự tại Sundarbans (397 cá thể); Junchompoo và cộng sự tại vịnh Trat (171 cá thể); Minton và cộng sự, Woan và cộng sự, Rodriguez-Vargas và cộng sự (2019) tại Malaysia (Penang: 23–73 cá thể).
    • Phương pháp khoảng cách khảo sát (Distance sampling): Smith và cộng sự (2004) tại Malampaya Sound (77 cá thể, CV = 27,4%); Smith và cộng sự (2008) tại vịnh Bengal (5.383 cá thể, CV = 39,5%); Minton và cộng sự tại vịnh Kuching (208 cá thể); Hines và cộng sự tại vịnh Trat (376–528 cá thể); Kreb và cộng sự (2020) tại vịnh Balikpapan (giảm từ 75 cá thể năm 2001 xuống 45 cá thể năm 2015).
Phương pháp đánh giá Địa điểm nghiên cứu Quốc gia Số lượng cá thể ước tính (Khoảng tin cậy 95% / Sai số) Nguồn tài liệu
Đếm trực tiếp Sông Mê Kông Campuchia 40 (32 – 49) Baird & Beasley (2005)
Hồ Chilika Ấn Độ 85 ± 18,5 (62 – 98) Pattnaik et al.
Sông Mahakam Indonesia 34 Kreb (2002)
Sông Ayeyarwady Myanmar 59 (55 – 70) và 59 – 72 Smith & Hobbs (2002); Smith & Tun (2007)
Vịnh Banten Indonesia 10 – 15 Khalifa et al.
Sông Bangpakong Thái Lan 20 – 25 Tongnunui et al.
Mark-Recapture Sông Mahakam Indonesia 55 (44 – 76) / 48 (36 – 63) Kreb (2004); Kreb & Budiono (2005)
Vịnh Balikpapan Indonesia 51 (44 – 60) / 73 (55 – 98) Kreb et al.
Sông Mê Kông Lào & Campuchia 136 (116 – 156) giảm dần đến 89 (78 – 102) Beasley (2007); Eam et al. (2020)
Vịnh Trat Thái Lan 171 (88 – 404) Junchompoo et al.
Rừng ngập mặn Sundarbans Bangladesh 397 (290 – 505) Smith et al.
Hồ Chilika Ấn Độ 107 – 109 Sutaria & Marsh (2011)
Vịnh Kuching Malaysia 149 (95 – 276) / 136 (84 – 264) Minton et al.
Ven biển Penang Malaysia 32 (23 – 45) / 43 (25 – 73) Rodriguez-Vargas et al. (2019)
Distance sampling Vịnh Trat Thái Lan 376 – 528 (CV: 16,6 – 28,21%) Hines et al.
Vịnh Bengal Bangladesh 5.383 (2.385 – 12.150; CV: 39,5%) Smith et al. (2008)
Vịnh Balikpapan Indonesia 75 giảm xuống 45 (CV: 23,9 – 30,6%) Kreb et al. (2020)
Vịnh Kuching Malaysia 208 (118 – 364; CV: 29,1%) Minton et al.
Malampaya Sound Philippines 77 (CV: 27,4%) Smith et al. (2004)

Tình hình nghiên cứu trong nước và khoảng trống luận án giải quyết

Tại Việt Nam, các ghi nhận ban đầu được Llozen công bố (1967–1969) với 4 cá thể tại sông Mê Kông và quần đảo Hải Tặc (Kiên Giang). Các khảo sát sau đó của Smith và cộng sự (1995, 1997), Đào Tấn Hổ và cộng sự (2002) tại sông Tiền, và ghi nhận năm 2019 tại sông Cổ Chiên (Bến Tre) cho thấy loài xuất hiện rất hạn chế ở thủy vực nội địa.

Tại vùng biển Kiên Giang, Nguyễn Thị Nga (2003, 2009) đã ghi nhận sự có mặt của loài tại quần đảo Bà Lụa và Nam Du ở độ sâu 3–8 m vào mùa khô (tháng 11 đến tháng 5 năm sau), bước đầu quây bắt, thuần dưỡng và nuôi giữ thử nghiệm. Vũ Long (2015) và Vũ Long cùng cộng sự (2017) áp dụng phương pháp Mark-Recapture ước tính quần thể cá heo tại Khu DTSQ Kiên Giang có khoảng 153 ± 59,16 cá thể (dao động 84–337).

Khoảng trống nghiên cứu: Các công trình trong nước trước đây chỉ mang tính ghi nhận ban đầu hoặc ước tính quần thể đơn lẻ trong thời gian ngắn. Chưa có công trình nào đánh giá biến động mật độ và kích thước quần thể theo chuỗi thời gian dài (2008–2018), mô hình hóa không gian phân bố tích hợp đa biến môi trường biển, giám định chính xác phân tử qua gen cytochrome b mẫu vật Kiên Giang, cũng như cung cấp dữ liệu định lượng về sinh lý, sinh hóa máu, chế độ dinh dưỡng và tập tính hô hấp trong điều kiện nuôi giữ làm cơ sở bảo tồn chuyên sâu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án tiếp cận dựa trên lý thuyết sinh thái học quần thể, lý thuyết ổ sinh thái kết hợp mô hình hóa phân bố loài (Species Distribution Models - SDM), nguyên lý phát sinh chủng loại học phân tử (Molecular Phylogenetics) dựa trên DNA ty thể (mtDNA), cùng các quy chuẩn sinh lý - sinh thái học thực nghiệm trên thú biển (Cetacea).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

1. Khảo sát môi trường và mô hình phân bố

  • Thu và phân tích mẫu môi trường: Mẫu nước biển tầng mặt được thu bằng thiết bị Van Dorn (3,2 lít), mẫu trầm tích đáy thu bằng gầu Ekman tại các vị trí cá heo xuất hiện thuộc vùng biển quần đảo Bà Lụa vào mùa khô và mùa mưa năm 2018. Phân tích 25 thông số nước biển (pH, SS, TDS, EC, độ mặn, N-NO₃, N-NO₂, N-NH₄, tổng N, P-PO₄, tổng P, BOD₅, COD, tổng kiềm, tổng cứng, tổng Fe, dầu mỡ, DO, Coliforms, Mn, Cu, Pb, Zn, Cd, As) và các chỉ tiêu trầm tích theo các tiêu chuẩn TCVN, ISO, SMEWW và US EPA Method 6020A.
  • Xây dựng mô hình phân bố: Sử dụng phần mềm mô hình hóa sinh cảnh Maxent kết hợp các biến môi trường biển (độ sâu, khoảng cách đến bờ, khoảng cách đến cửa sông, nhiệt độ bề mặt nước biển SST, chlorophyll-a, độ mặn, độ đục...). Độ chính xác của mô hình được đánh giá qua chỉ số diện tích dưới đường cong ROC (AUC) và chỉ số kiểm tra thực sự (True Skill Statistic - TSS).

2. Đánh giá kích thước và cấu trúc quần thể

  • Phương pháp khảo sát khoảng cách trên tuyến (Line transect distance sampling): Khảo sát bằng ca nô Yamaha 200 CV (vận tốc 60–80 km/h) và thuyền cao su 520AR trang bị GPS Garmin Oregon 650, máy dò cá và đo độ sâu Navman Fish 4100, ống nhòm Bosma 1050 ZCY, máy ảnh Canon 600D, máy quay Sony HDR-XR100E.
  • Xử lý số liệu quần thể: Dùng phần mềm DISTANCE để tính toán tỷ lệ bắt gặp, mật độ cá thể ($D$, cá thể/km²), kích thước đàn quan sát ($E(s)$), kích thước đàn mong đợi ($E(n)$), hệ số biến thiên (CV, %) và ước tính tổng số lượng cá thể ($\hat{N}$) qua các chuỗi năm từ 2008 đến 2018.

3. Nghiên cứu sinh học, hình thái, di truyền và sinh lý nuôi nhốt

  • Đặc điểm hình thái: Thực hiện các phép đo kích thước chi tiết (dài thân DT, vòng ngực VN, vòng bụng VB, vòng đầu VDA, vòng cuống đuôi VCD, dài vây ngực DVN, rộng vây ngực RVN, dài vây lưng DVL, cao vây lưng CVL, dài đuôi DD, rộng đuôi RD, dài từ đầu đến vây lưng DDT, dài từ vây lưng đến đuôi DLD, số răng hàm trên RHT, số răng hàm dưới RHD) trên các nhóm tuổi (trưởng thành, chưa trưởng thành) và giới tính. Thiết lập mô hình tăng trưởng tương quan hình thái di hình (Allometric - A) và đồng hình (Isometric - I).
  • Sinh học phân tử gen cytochrome b:
    • Tách chiết DNA tổng số bằng bộ kít Qiagen Genomic DNA Extraction.
    • Phản ứng PCR khuếch đại đoạn gen cytochrome b bằng cặp mồi đặc hiệu OBREF và OBRER sử dụng AccuPower® ProFi Taq PCR Premix trên máy luân nhiệt PTC-100 (MJ Research).
    • Nhân dòng sản phẩm PCR vào vector giải trình tự pCR™2.1, biến nạp vào tế bào khả biến Escherichia coli chủng DH5α-T1.
    • Kiểm tra thể truyền tái tổ hợp bằng cắt enzyme giới hạn EcoRI và điện di trên gel agarose qua hệ thống BioRad, soi chụp gel Dolphin Walltec.
    • Giải trình tự nucleotide các mẫu ký hiệu OBRE1-VN và OBRE2-VN, suy diễn trình tự amino acid, so sánh tương đồng qua ngân hàng gen BLAST và xây dựng cây phát sinh loài.
  • Nghiên cứu sinh lý, sinh hóa máu: Lấy mẫu máu tĩnh mạch cuống đuôi cá heo tại các cơ sở nuôi giữ, phân tích các chỉ tiêu huyết học (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, hemoglobin...) và sinh hóa huyết thanh (men gan, chức năng thận, đường huyết, điện giải...).
  • Nghiên cứu dinh dưỡng, hô hấp và tập tính: Đánh giá thành phần loài cá mồi, độ ưa thích thức ăn, xác định lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày (kg/ngày) và tỷ lệ thức ăn tiêu thụ/khối lượng cơ thể (%) theo giới tính và độ tuổi; đo đạc tần số hô hấp, thời gian lặn và ghi nhận các hành vi bơi lội, phóng nước, tương tác bầy đàn trong điều kiện nuôi giữ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan tài liệu

Chương này tổng thuật toàn diện các kiến thức nền tảng và bối cảnh địa bàn nghiên cứu:

  • Khái quát sinh học loài cá heo Ông Sư: Vị trí phân loại thuộc chi Orcaella, họ Delphinidae, phân bộ Odontoceti; phân biệt hình thái với Orcaella heinsohni, cá heo Beluga (Delphinapterus leucas), cá heo không vây (Neophocaena phocaenoides) và cá voi Sát thủ (Orcinus orca). Cơ thể hình thoi, lưng xám xanh, bụng nhạt, không có mỏ nhọn, vây lưng nhỏ hình tam giác tù đặt ở vị trí 60% thân. Chiều dài cá thể trưởng thành đạt 1,73–2,75 m (trung bình 2,05 m), khối lượng 115–130 kg; răng đồng dạng hình cọc (34–40 răng hàm trên, 30–36 răng hàm dưới). Sinh sản thành thục lúc 7–9 tuổi, mang thai 14 tháng, con non bú mẹ 24 tháng, chu kỳ sinh sản 2–3 năm/lứa, tuổi thọ đạt khoảng 30 năm. Thức ăn tự nhiên gồm cá đáy, cá nổi, giáp xác và động vật chân đầu.
  • Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước: Tổng hợp các công trình về phân bố, mô hình sinh cảnh Maxent/GAM, di truyền mtDNA cytochrome b và các phương pháp kiểm kê quần thể tại Ấn Độ, Bangladesh, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philippines và Việt Nam.
  • Điều kiện khu vực nghiên cứu: Đặc điểm tự nhiên, khí hậu nhiệt đới gió mùa (mùa mưa tháng 5–11, mùa khô tháng 12–4 năm sau), chế độ bán nhật triều của tỉnh Kiên Giang, huyện Kiên Lương và vùng biển quần đảo Bà Lụa (gồm khoảng 45 đảo đá vôi, diện tích hơn 200 km², độ sâu trung bình 3–7 m, nền đáy cát bùn pha đá). Điểm qua hiện trạng ngư trường, cơ cấu nghề cá và áp lực khai thác thủy sản tại địa phương.

Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết toàn bộ quy trình thu thập dữ liệu và kỹ thuật phân tích:

  • Đối tượng, địa điểm, thời gian: Quần thể cá heo O. brevirostris tự nhiên tại vùng biển Bà Lụa (Kiên Giang) và các cá thể nuôi giữ tại các CLB cá heo (Âu Lạc, Vinpearl, Đại Nam) cùng hệ thống phòng thí nghiệm từ 2008 đến 2018.
  • Phương tiện và thiết bị: Ca nô Yamaha 200 CV, thuyền cao su 520AR, lưới quây (D800 m × R10 m, mắt lưới $2a = 10\text{ cm}$), bè lưu giữ trên biển (gỗ/inox $8\text{ m} \times 4\text{ m} \times 3\text{ m}$; bè composite $10\text{ m} \times 10\text{ m} \times 5\text{ m}$), bể nuôi trên bờ ($25\text{ m} \times 15\text{ m} \times 6\text{ m}$); trang thiết bị sinh học phân tử của hãng BioRad, MJ Research, Hettich, Labnet, Walltec.
  • Phương pháp thực nghiệm chi tiết: Quy chuẩn thu/phân tích mẫu nước và trầm tích; thiết kế tuyến khảo sát khoảng cách; quy trình tách chiết DNA, phản ứng PCR với cặp mồi OBREF/OBRER, chuyển nạp plasmid pCR™2.1 vào chủng E. coli DH5α-T1, cắt hạn chế bằng EcoRI và đọc trình tự gen cytochrome b; phương pháp lấy máu tĩnh mạch đuôi và xác định các chỉ tiêu huyết học/sinh hóa; phương pháp theo dõi dinh dưỡng và hô hấp; các phương pháp xử lý số liệu thống kê sinh học.

Chương 3. Kết quả và bàn luận

Chương này trình bày các phát hiện định lượng thực nghiệm của luận án:

  • Đặc điểm môi trường và mô hình phân bố: Xác định các chỉ số lý - hóa môi trường nước tầng mặt và trầm tích tại vùng biển Bà Lụa theo hai mùa mưa - khô. Mô hình hóa Maxent chỉ ra độ sâu, nhiệt độ bề mặt nước biển (SST), khoảng cách đến bờ đảo và nồng độ chất lơ lửng là những biến số môi trường quan trọng chi phối sự hiện diện của cá heo. Giá trị AUC và TSS trung bình chứng minh độ tin cậy và mức độ phù hợp cao của mô hình phân bố được thiết lập cho vùng biển Tây Nam Bộ.
  • Kích thước và biến động quần thể: Tổng hợp số đợt khảo sát, chiều dài tuyến và số lượng đàn bắt gặp. Số liệu phân tích Distance sampling cung cấp mật độ cá thể ($D$, cá thể/km²), kích thước đàn trung bình ($E(s)$) và ước lượng kích thước quần thể ($\hat{N}$) qua các chuỗi năm. Quần thể tại Bà Lụa có tính ổn định nhưng quy mô nhỏ, có kích thước đàn phổ biến từ 2 đến 6 cá thể và có sự phân bố không gian gắn liền với các vùng nước nông ven các đảo đá vôi.
  • Hình thái và di truyền phân tử: Xác lập bộ số liệu chuẩn về các chỉ tiêu kích thước cơ thể, tương quan tăng trưởng giữa chiều dài thân và khối lượng theo lứa tuổi và giới tính. Kết quả giải trình tự gen cytochrome b từ hai mẫu cá heo Kiên Giang (OBRE1-VN và OBRE2-VN) khẳng định mức độ tương đồng trình tự nucleotide và amino acid với loài Orcaella brevirostris trên GenBank, đồng thời xác lập vị trí phân loại học phân tử trên cây phát sinh chủng loại.
  • Chỉ số sinh lý, sinh hóa máu, dinh dưỡng và hô hấp trong điều kiện nuôi giữ:
    • Bảng số liệu chuẩn về các chỉ số sinh lý máu (hồng cầu, bạch cầu, hemoglobin...) và sinh hóa máu (AST, ALT, urea, creatinine, glucose, protein tổng số, albumin, ion đồ...) theo giới tính.
    • Khẩu phần dinh dưỡng: Xác định các loài cá mồi ưa thích, giá trị dinh dưỡng của từng loại thức ăn; xây dựng mô hình tương quan giữa lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày/khối lượng cơ thể (%) theo giới tính và độ tuổi (cá thể non có tỷ lệ tiêu thụ thức ăn tính theo % khối lượng thân cao hơn cá thể trưởng thành).
    • Tập tính hô hấp: Nhịp thở bình thường đạt 3 lần liên tiếp trước khi lặn sâu; thời gian lặn thông thường dao động từ 30 đến 60 giây và có thể kéo dài hơn khi có kích động.
  • Nguyên nhân tác động và giải pháp bảo tồn: Nhận diện các mối đe dọa chính gồm hoạt động đánh bắt thủy sản (nguy cơ mắc vào lưới rê, lưới vây), mật độ tàu thuyền cao gây xáo trộn âm học và va chạm, sự suy thoái bãi cạn và rác thải nhựa biển. Đề xuất hệ thống giải pháp bảo tồn tại chỗ (in-situ) gắn với phân vùng quản lý thuộc Khu DTSQ Kiên Giang.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận và khoa học

  1. Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu khoa học đầu tiên có tính hệ thống và dài hạn (2008–2018) về các đặc điểm sinh thái, môi trường sinh cảnh, mật độ, kích thước đàn và quy mô quần thể của loài cá heo Ông Sư (Orcaella brevirostris) tại vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang.
  2. Ứng dụng thành công mô hình phân bố loài (SDM) đa biến nhằm xác định vùng sinh cảnh phân bố thích hợp và vùng lõi ưu tiên của cá heo Ông Sư ở vùng biển Tây Nam Bộ, đánh giá qua các chỉ số AUC và TSS.
  3. Cung cấp dữ liệu di truyền học phân tử đầu tiên của quần thể cá heo Ông Sư vùng biển Kiên Giang qua giải trình tự gen cytochrome b (các mẫu OBRE1-VN, OBRE2-VN), bổ sung dữ liệu vào Ngân hàng gen quốc tế và làm sáng tỏ quan hệ phát sinh chủng loại của loài ở vùng biển phía Nam Việt Nam.
  4. Thiết lập hệ thống dữ liệu sinh học thực nghiệm chuẩn về hình thái ngoài, mô hình sinh trưởng tương quan hình thái, các chỉ số tham chiếu sinh lý - sinh hóa máu, định mức dinh dưỡng tiêu thụ theo lứa tuổi/giới tính và tập tính hô hấp của loài trong điều kiện nuôi giữ.

Đóng góp về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất

  1. Quy hoạch vùng bảo tồn không gian: Xác định ranh giới sinh cảnh trọng điểm và vùng lõi phân bố của cá heo tại quần đảo Bà Lụa để tích hợp vào quy hoạch phân khu chức năng của Khu DTSQ Kiên Giang.
  2. Quản lý nghề cá và giảm thiểu rủi ro đánh bắt: Đề xuất kiểm soát và cấm sử dụng các loại lưới rê cước, lưới kéo đáy có nguy cơ gây mắc và chết ngạt cá heo tại vùng lõi phân bố; vận động ngư dân giải cứu và tháo gỡ an toàn khi cá heo vướng lưới.
  3. Kiểm soát giao thông đường thủy và tiếng ồn: Giới hạn tốc độ tàu thuyền cơ giới, tàu du lịch khi di chuyển qua các hành lang và luồng lạch nơi cá heo thường xuất hiện kiếm ăn (đặc biệt khung giờ từ 11 đến 15 giờ hàng ngày).
  4. Giám sát môi trường và sinh cảnh: Định kỳ quan trắc chất lượng nước biển và trầm tích tại các điểm phân bố trọng yếu quanh các đảo Hòn Heo, Hòn Rễ Nhỏ, Hòn Rễ Lớn.
  5. Cơ sở dữ liệu cho cứu hộ và bảo tồn chuyển chỗ: Cung cấp định mức dinh dưỡng, kỹ thuật chăm sóc, hồ sơ theo dõi sinh lý máu phục vụ trực tiếp cho công tác cứu hộ thú biển mắc cạn, bị thương hoặc nuôi giữ bảo tồn chuyển chỗ (ex-situ).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Nghiên cứu tập trung chủ yếu tại vùng biển quần đảo Bà Lụa (huyện Kiên Lương, Kiên Giang), chưa thể mở rộng khảo sát đồng bộ trên toàn bộ dải ven biển vịnh Thái Lan và vùng biển giáp ranh Campuchia.
  • Do tính chất nguy cấp và số lượng cá thể trong tự nhiên ít, dung lượng mẫu sinh học phục vụ nghiên cứu sinh hóa máu và di truyền chuyên sâu còn bị giới hạn.
  • Chưa áp dụng được các thiết bị gắn thẻ vệ tinh theo dõi hành trình di chuyển thời gian thực trong thời gian dài do rào cản kỹ thuật và kinh phí.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng nghiên cứu di truyền quần thể bằng cách phân tích thêm các vùng chỉ thị phân tử khác (D-loop, microsatellite, hệ gen nhân) với số lượng mẫu lớn hơn để đánh giá toàn diện mức độ đa dạng di truyền và mức độ cận huyết của quần thể.
  • Ứng dụng kỹ thuật gắn thẻ định vị vệ tinh (satellite tagging) và thiết bị thu âm thụ động dưới nước (passive acoustic monitoring - PAM) để nghiên cứu chi tiết đường di cư, tập tính âm học và tương tác sinh cảnh liên biên giới giữa Việt Nam và Campuchia.
  • Xây dựng chương trình quan trắc sinh thái học dài hạn có sự tham gia của cộng đồng ngư dân địa phương (Community-based monitoring) nhằm ghi nhận biến động số lượng và kịp thời cứu hộ các cá thể bị mắc lưới.

Giá trị tham khảo

Đối tượng hưởng lợi và ứng dụng

  • Nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên: Chuyên ngành Sinh thái học, Động vật học, Sinh học biển, Thú y biển có thể tham khảo khung lý thuyết, quy trình thiết kế tuyến khảo sát Distance sampling trên biển và phương pháp giải trình tự gen cytochrome b trên thú biển.
  • Ban quản lý Khu DTSQ Kiên Giang, Vườn Quốc gia Phú Quốc và Chi cục Thủy sản Kiên Giang: Sử dụng các bản đồ phân bố thích hợp và dữ liệu kích thước quần thể làm căn cứ pháp lý để thành lập các khu bảo tồn loài - sinh cảnh biển và điều chỉnh quy hoạch khai thác thủy sản.
  • Bác sĩ thú y, chuyên gia cứu hộ động vật biển tại các thủy cung, trung tâm cứu hộ: Sử dụng bảng tham chiếu chỉ số huyết học, sinh hóa máu, khẩu phần thức ăn (% khối lượng cơ thể/ngày) và kỹ thuật chăm sóc dinh dưỡng để điều trị thú biển bị thương hoặc suy kiệt.

Các hợp phần giá trị trích dẫn

  • Bảng tổng hợp các chỉ số hình thái học và phương trình tương quan tăng trưởng hình thái của cá heo Ông Sư.
  • Trình tự gen cytochrome b của các mẫu OBRE1-VN và OBRE2-VN phục vụ nghiên cứu phân loại học phân tử thú biển Đông Nam Á.
  • Dữ liệu định lượng về mật độ, kích thước đàn và thông số sinh lý máu chuẩn của loài Orcaella brevirostris.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án xác định vị trí phân loại học của cá heo Ông Sư tại Kiên Giang như thế nào?

Luận án kết hợp giữa phân tích đặc điểm hình thái học ngoài và phân tích di truyền học phân tử. Dựa trên việc tách chiết DNA, nhân bản và giải trình tự đoạn gen cytochrome b (mẫu OBRE1-VN và OBRE2-VN), sau đó so sánh với ngân hàng gen quốc tế, luận án khẳng định mẫu cá heo tại vùng biển Kiên Giang thuộc loài Orcaella brevirostris (Owen in Gray, 1866), thuộc chi Orcaella, họ cá heo Delphinidae, thứ bộ Cetacea, bộ Cetartiodactyla.

2. Các yếu tố môi trường nào chi phối nhiều nhất đến sự phân bố của cá heo Ông Sư tại vùng biển Tây Nam Bộ?

Kết quả mô hình hóa phân bố sinh cảnh (Maxent) kết hợp khảo sát môi trường thực tế cho thấy sự hiện diện của cá heo Ông Sư phụ thuộc chặt chẽ vào: độ sâu vùng nước (chủ yếu phân bố ở các vùng nước nông ven bờ và quanh đảo có độ sâu từ 3 đến 7 m), khoảng cách gần bờ đảo (< 7,5 km), nhiệt độ bề mặt nước biển (SST) và nồng độ chất lơ lửng (độ đục) của nước biển.

3. Tỷ lệ thức ăn tiêu thụ hàng ngày của cá heo Ông Sư trong điều kiện nuôi giữ được xác định ra sao?

Luận án chỉ ra rằng lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày và tỷ lệ thức ăn/khối lượng cơ thể phụ thuộc vào độ tuổi và giới tính của cá heo. Cá thể non chưa trưởng thành có nhu cầu năng lượng cao hơn, do đó tỷ lệ lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày tính trên khối lượng thân lớn hơn so với cá thể trưởng thành, và tỷ lệ này có sự tương quan tuyến tính chặt chẽ với khối lượng cơ thể của cá thể.

4. Những mối đe dọa trực tiếp nhất đối với quần thể cá heo Bà Lụa được luận án chỉ ra là gì?

Các mối đe dọa chính bao gồm: nguy cơ vướng vào các loại ngư cụ khai thác thủy sản của ngư dân (đặc biệt là dây lưới quấn vào đuôi hoặc thân gây nghẹt thở và tử vong), sự gia tăng mật độ phương tiện tàu thuyền cơ giới gây ô nhiễm tiếng ồn và va chạm, áp lực suy giảm nguồn thức ăn cá đáy do hoạt động đánh bắt cục bộ và rác thải nhựa biển.

5. Dữ liệu nghiên cứu của luận án được thu thập qua những giai đoạn nào và bằng phương tiện gì?

Toàn bộ dữ liệu được thu thập trong giai đoạn 2008–2018 (dữ liệu sơ cấp trực tiếp từ 2011 đến 2018; dữ liệu thứ cấp từ 2008 đến 2011). Nghiên cứu thực địa trên biển sử dụng ca nô Yamaha 200 CV và thuyền cao su chuyên dụng 520AR, kết hợp máy định vị GPS Garmin Oregon 650, máy dò cá - đo độ sâu Navman Fish 4100, máy ảnh ống kính tele và lưới quây chuyên dụng kích thước D800 m × R10 m ($2a = 10\text{ cm}$).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Cù Nguyên Định là công trình chuyên khảo toàn diện đầu tiên về loài cá heo Ông Sư (Orcaella brevirostris) tại vùng biển quần đảo Bà Lụa, Kiên Giang. Bằng việc tích hợp các phương pháp điều tra tuyến khoảng cách trên biển, mô hình hóa phân bố Maxent, sinh học phân tử gen cytochrome b và thực nghiệm sinh lý - dinh dưỡng trong điều kiện nuôi giữ, luận án đã làm sáng tỏ hiện trạng quần thể, đặc trưng sinh cảnh, vị trí phát sinh loài cùng các chỉ số sinh học cơ bản của loài thú biển nguy cấp này. Những phát hiện và đề xuất quản lý không gian của nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp phục vụ chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học biển tại Khu dự trữ sinh quyển Kiên Giang và vùng biển Tây Nam Bộ.