Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ sinh học với đề tài "Nghiên cứu đặc điểm sinh thái học và di truyền của Thằn lằn bóng đốm Eutropis macularius (Blyth, 1853) ở vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Trương Bá Phong, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Ngô Đắc Chứng và PGS. Ngô Văn Bình, bảo vệ tại Trường Đại học Đà Lạt năm 2023 (Chuyên ngành: Sinh thái học, Mã số: 9420120).
Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, lớp Bò sát (Reptilia) trên thế giới hiện ghi nhận trên 10.940 loài (theo số liệu tính đến tháng 12 năm 2022), trong đó có khoảng 21% số loài đang đứng trước nguy cơ bị đe dọa tuyệt chủng do tác động của khai thác tài nguyên và biến đổi khí hậu (theo Cox và cộng sự cùng Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế - IUCN). Tại Việt Nam, số lượng loài bò sát và lưỡng cư ghi nhận gia tăng liên tục từ 340 loài (năm 1996) lên 545 loài (năm 2009) và đạt khoảng 650 loài (năm 2016). Khu vực Tây Nguyên, đặc biệt là tỉnh Đắk Lắk với sự phân hóa địa hình đa dạng gồm các khối núi cao (như Chư Yang Sin 2.445 m), các vùng bình nguyên, cao nguyên bazan Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ và vùng bán bình nguyên Ea Sô – Yok Don, sở hữu 5 kiểu khí hậu và 11 tiểu vùng khí hậu đặc trưng, tạo nên các hệ sinh thái rừng lá rộng rụng lá theo mùa (rừng khộp) phong phú. Tuy nhiên, áp lực từ việc chuyển đổi đất rừng sang canh tác nông nghiệp, xây dựng thủy điện, ô nhiễm môi trường và nạn săn bắt động vật hoang dã làm thực phẩm, dược liệu đã gây suy giảm nghiêm trọng các quần thể bò sát bản địa, bao gồm giống Thằn lằn bóng (Eutropis Fitzinger, 1843).
Thằn lằn bóng đốm Eutropis macularius (Blyth, 1853) thuộc họ Scincidae, bộ Squamata, là loài bò sát cỡ trung bình đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu thụ côn trùng, ấu trùng gây hại nông - lâm nghiệp và là mắt xích chuyển hóa vật chất trong lưới thức ăn tự nhiên. Mặc dù loài phân bố rộng, các công trình nghiên cứu trước đây tại Việt Nam và Tây Nguyên chủ yếu mới dừng lại ở việc điều tra ghi nhận thành phần loài hoặc mô tả hình thái đơn lẻ. Chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện, có hệ thống về đặc điểm sinh thái học cá thể và quần thể (mật độ, sử dụng vi môi trường, mô hình chiếm cứ điểm kết hợp các biến thời tiết), đặc điểm sinh học dinh dưỡng định lượng, chu kỳ sinh sản gắn với cấu trúc mô học, cũng như ứng dụng chỉ thị sinh học phân tử (trình tự gen 16S rDNA) để đánh giá cấu trúc di truyền quần thể của loài tại vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ và khu vực Tây Nguyên.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án:
Bổ sung và hệ thống hóa cơ sở dữ liệu khoa học về hình thái, sinh thái học, đặc điểm sinh học và di truyền của loài Thằn lằn bóng đốm Eutropis macularius (Blyth, 1853) ở vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ và khu vực Tây Nguyên, cung cấp luận cứ phục vụ công tác quản lý, bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn lợi sinh vật.
Nội dung nghiên cứu cụ thể của đề tài (được đánh số theo văn bản):
- Xác định đặc điểm hình thái và phân tích tương quan giữa những sai khác về hình thái theo giới tính.
- Phân tích các đặc điểm sinh thái học: mật độ quần thể; sử dụng vi môi trường sống; xác suất phát hiện loài và tỉ suất chiếm cứ điểm.
- Phân tích đặc điểm sinh học về dinh dưỡng và sinh sản.
- Đánh giá mức độ đa dạng di truyền và so sánh với các vùng khác ở khu vực Tây Nguyên.
- Phân tích các yếu tố đe dọa và đề xuất các biện pháp bảo vệ loài Thằn lằn bóng đốm.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Loài Thằn lằn bóng đốm Eutropis macularius (Blyth, 1853).
- Phạm vi không gian: Nghiên cứu thực địa tập trung tại vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ (tỉnh Đắk Lắk), trọng tâm là Vườn quốc gia Yok Don (huyện Buôn Đôn), huyện Krông Búk và thành phố Buôn Ma Thuột; đồng thời mở rộng thu mẫu đối chiếu di truyền phân tử tại 4 tỉnh Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Kon Tum).
- Phạm vi thời gian: Các đợt điều tra thực địa và thu thập số liệu được thực hiện liên tục từ năm 2017 đến năm 2021.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan lịch sử nghiên cứu cho thấy vị trí phân loại và danh pháp của loài Thằn lằn bóng đốm đã trải qua nhiều thay đổi:
- Về danh pháp quốc tế: Blyth (1853) mô tả loài lần đầu với tên Euprepis macularius. Sau đó, Günther (1864) mô tả Euprepes rufescens và Günther (1875) gọi là Eumeces brevis (sau này xác định là tên đồng vật khách quan). Anderson (1871) dùng tên Euprepes macularius, Boulenger (1887) dùng Mabuia macularia. Mausfeld và Schmitz (2003) phân tích quan hệ di truyền và chính thức chuyển loài sang giống Eutropis. Đến năm 2010, Murthy chuẩn hóa tên khoa học của loài là Eutropis macularius (Blyth, 1853) theo Luật Danh pháp Quốc tế.
- Tại Việt Nam: Bourret (1934, 1939) lần đầu ghi nhận loài. Tên gọi Mabuya macularia được sử dụng phổ biến trong các công trình của Trần Kiên, Nguyễn Văn Sáng, Hồ Thu Cúc (1981); Ngô Đắc Chứng (1998); Hồ Thu Cúc (2002a, 2002b); Lê Nguyên Ngật, Hoàng Xuân Quang (2001); Đặng Huy Phương và cs (2004); Ngô Đắc Chứng, Trương Tấn Mỹ (2007); Ngô Đắc Chứng, Trần Hậu Khanh (2008). Từ năm 2009, danh pháp được chuyển dần sang Eutropis macularia / Eutropis macularius qua các nghiên cứu của Trương Thị Vinh Hương, Lê Nguyên Ngật (2009); Hoàng Ngọc Thảo, Hoàng Xuân Quang, Nguyễn Huy Hoàng (2009); Hoàng Xuân Quang, Hoàng Ngọc Thảo, Ngô Đắc Chứng (2012, 2013).
Về các hướng nghiên cứu chuyên sâu liên quan đến đề tài:
- Đặc điểm hình thái và sai khác giới tính (Sexual Size Dimorphism - SSD): Trên thế giới, các tác giả Anderson (1994), Brana (1996), Schwarzkopf (2005), Olsson (2002 trên Niveoscincus microlepidotus), Huang (2006a, 2006b trên Eutropis longicaudatus), Cox, Skelly, Alder (2003), Ji (2006 trên Mabuya multifasciata), Gifford & Powell (2007) đã phân tích cơ chế dị hình giới tính liên quan đến tập tính cạnh tranh lãnh thổ của con đực và sức chứa ổ trứng của con cái. Ở Việt Nam, Ngô Đắc Chứng, Ngô Văn Bình (2014) khảo sát SSD trên Eutropis multifasciatus, trong khi chưa có nghiên cứu chuyên biệt nào về SSD trên loài Eutropis macularius.
- Phân bố địa lý: Trên thế giới, Smith (1935), Taylor (1963), Grismer và cs (2008 tại Campuchia), Adil và cs (2020 tại Pakistan) và Reptile Database (2020) xác định loài phân bố tại Pakistan, Ấn Độ, Nepal, Bhutan, Sri Lanka, Bangladesh, Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia, Việt Nam, Malaysia. Tại Việt Nam, loài được ghi nhận ở Cát Tiên (Nguyễn Văn Sáng, Hồ Thu Cúc, 2002), Đắk Nông (Trương Thị Vinh Hương, Lê Nguyên Ngật, 2009), Thừa Thiên Huế (Lê Thắng Lợi, Ngô Đắc Chứng, 2009), Quảng Trị (Ngô Đắc Chứng và cs, 2012), An Giang, Đồng Tháp (Ngô Đắc Chứng, Hoàng Thị Nghiệp, 2012), Quảng Nam (Nguyễn Phạm Hùng, Lê Vũ Khôi, 2012), Nghệ An, Thanh Hóa và Bạch Mã (Hoàng Ngọc Thảo, Hoàng Xuân Quang, Nguyễn Huy Hoàng, 2009, 2012, 2013). Dữ liệu phân bố tại vùng rừng khộp cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ còn nhiều khoảng trống.
- Đặc điểm sinh thái học (vi môi trường, mật độ, mô hình chiếm cứ điểm): Nghiên cứu vi môi trường được khởi xướng bởi Geoffrey & Royce (2001), Huey (1974), Vitt và cs (1997). Về mật độ, có các công trình của Bullock & Evans (1990), Van Schingen và cs (2014a, 2014b trên Shinisaurus crocodilurus). Về mô hình xác suất phát hiện ($p$) và tỉ suất chiếm cứ điểm ($\psi$), MacKenzie và cs (2002, 2003, 2004, 2006), Pollock và cs (1990), Bailey và cs (2004) đã thiết lập phương pháp luận chuẩn quốc tế. Tại Việt Nam, hướng nghiên cứu này mới được áp dụng bước đầu trên Nhông cát Leiolepis guentherpetersi bởi Cao Thị Thanh Nguyên, Ngô Văn Bình, Ngô Đắc Chứng (2018, 2019), hoàn toàn chưa được thực hiện trên các loài thằn lằn bóng.
- Dinh dưỡng và sinh sản: Các công bố quốc tế của Huang và cs (2006a, 2006b, 2007, 2011, 2012), Norval và cs (2012), Shine và cs (1980, 1996, 1997) đã làm rõ chu kỳ sinh học và sự đánh đổi thích nghi. Ở Việt Nam, Ngô Đắc Chứng, Trương Tấn Mỹ (2007), Lê Thắng Lợi, Ngô Đắc Chứng (2009), Ngô Đắc Chứng và cs (2014, 2015, 2020) khảo sát thức ăn của thằn lằn bóng tại miền Trung nhưng số lượng mẫu còn hạn chế, chưa theo dõi biến động liên tục qua 12 tháng và thiếu phân tích cấu trúc mô học tuyến sinh dục.
- Đa dạng di truyền: Dựa trên số lượng nhiễm sắc thể, Ota và cs (1996, 2001) xác định bộ nhiễm sắc thể của loài (16 cặp hoặc 2n = 38 ở Thái Lan). Phân tích di truyền phân tử bằng chỉ thị RAPD được thực hiện bởi Williams và cs (1990), Ngô Thị Kim và cs (2003), Hoàng Tấn Quảng (2018). Phân tích trình tự gen ty thể (12S, 16S rRNA) được thực hiện trên thế giới bởi Honda và cs (1999, 2000), Mausfeld (2000), Mausfeld & Schmitz (2003), Whiting và cs (2003), Datta-Roy và cs (2012). Chưa có nghiên cứu nào phân tích trình tự gen 16S rDNA để đánh giá mức độ đa dạng di truyền quần thể loài Eutropis macularius tại Việt Nam.
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết:
Luận án tập trung giải quyết đồng bộ các khoảng trống tri thức về hình thái học (sai khác giới tính SSD), sinh thái học quần thể (mật độ, sử dụng vi sinh cảnh, mô hình hóa sự chiếm cứ điểm theo biến môi trường và thời tiết), sinh học dinh dưỡng định lượng (chỉ số IRI), sinh học sinh sản (chu kỳ mùa vụ gắn với mô học tinh hoàn, buồng trứng) và di truyền phân tử (trình tự 16S rDNA) của loài Eutropis macularius tại vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ và Tây Nguyên.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Lý thuyết, khái niệm và khung phân tích:
- Khái niệm về dị hình kích thước giới tính (SSD): Sử dụng công thức định lượng của Cox, Skelly, Alder (2003) dựa trên chiều dài thân mõm - lỗ huyệt (Snout-Vent Length - SVL):
$$SSD = \left(\frac{\text{kích thước giới lớn hơn}}{\text{kích thước giới nhỏ hơn}}\right) - 1$$
(quy ước mang dấu âm nếu con đực lớn hơn, mang dấu dương nếu con cái lớn hơn).
- Khung phân tích vi môi trường sống (Microhabitat): Khảo sát mối quan hệ giữa sự phân bố cá thể với các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm và loại giá thể theo quan điểm của Geoffrey & Royce (2001) và Huey (1974).
- Khung phân tích mô hình chiếm cứ điểm (Occupancy Modeling): Áp dụng phương pháp của MacKenzie và cộng sự (2002, 2006) nhằm ước lượng đồng thời xác suất chiếm cứ điểm ($\psi$) và xác suất phát hiện loài ($p$). Tiêu chuẩn Thông tin Akaike (Akaike Information Criterion - AIC), $\Delta AIC$ và trọng số Akaike ($w_i$) được sử dụng để xếp hạng, chọn lọc mô hình tối ưu giữa các tổ hợp biến sinh cảnh và biến thời tiết.
- Khung phân tích sinh thái học dinh dưỡng: Sử dụng Chỉ số Quan trọng Tương đối (Index of Relative Importance - IRI) theo công thức:
$$IRI = (N% + V%) \times F%$$
trong đó $N%$ là phần trăm số lượng con mồi, $V%$ là phần trăm thể tích con mồi, $F%$ là tần số xuất hiện của loại con mồi; kết hợp chỉ số đa dạng Simpson đảo ($1/D$) để đánh giá độ phong phú và đồng đều của thức ăn.
- Khung phân tích di truyền phân tử: Dựa trên Thuyết Tiến hóa Trung tính (Kimura), phân tích các chỉ số đa dạng haplotype ($H_d$), đa dạng nucleotide ($\pi$), chỉ số phân hóa quần thể ($F_{st}$) và các kiểm định tính trung tính của đột biến (Tajima’s D, Fu’s $F_s$).
Phương pháp thực tế và nguồn tư liệu/dữ liệu:
- Phương pháp khảo sát thực địa và thu mẫu: Thiết lập 72 ô tiêu chuẩn tại VQG Yok Don (bao gồm vùng lõi và vùng đệm) cùng các tuyến khảo sát sinh cảnh rừng khộp, rừng trồng, nương rẫy, vườn cây công nghiệp và cây ăn quả. Thu mẫu bằng phương pháp quan sát trực tiếp, bắt tay hoặc dùng vợt trong khoảng thời gian hoạt động ban ngày (từ 7h00 đến 17h00).
- Phương pháp phân tích hình thái: Đo đạc các chỉ tiêu hình thái học bằng thước kẹp điện tử (độ chính xác 0,01 mm) và cân điện tử (độ chính xác 0,01 g), bao gồm: SVL (chiều dài thân mõm - lỗ huyệt), TaL (chiều dài đuôi), HL (chiều dài đầu), HW (chiều rộng đầu), MW (chiều rộng miệng), BM (khối lượng cơ thể), cùng hệ thống vảy đầu, vảy thân.
- Phương pháp ước tính mật độ: Khảo sát định lượng số lượng cá thể trên các ô tiêu chuẩn tại vùng đệm và vùng lõi VQG Yok Don qua các mùa, quy đổi về đơn vị cá thể/ha.
- Phương pháp xác định sử dụng vi môi trường: Phân loại 6 dạng vi môi trường (trảng cây bụi, thảm lá khô, gốc cây thân gỗ, trên thân cây, bụi tre, vi môi trường khác). Đo nhiệt độ (°C) và độ ẩm không khí (%) tại vị trí phát hiện cá thể bằng thiết bị đo chuyên dụng.
- Phương pháp ước lượng mô hình chiếm cứ điểm: Thiết lập lịch sử phát hiện/không phát hiện (detection history) qua các lần lặp khảo sát trên 72 ô tiêu chuẩn trong cả mùa mưa và mùa khô. Sử dụng phần mềm PRESENCE xây dựng các mô hình đơn biến và đa biến kết hợp biến sinh cảnh [rừng khộp (RK), rừng trồng (RT)] và biến thời tiết [nhiệt độ (ND), nắng (N), mưa (M), không xác định (KXĐ)].
- Phương pháp nghiên cứu dinh dưỡng: Phân tích mẫu thức ăn trong dạ dày qua phương pháp mổ giải phẫu hoặc rửa dạ dày. Phân loại con mồi dưới kính hiển vi soi nổi đến bậc bộ/lớp. Đo kích thước con mồi (chiều dài, chiều rộng) để tính thể tích hình elip, từ đó xác định $N%$, $V%$, $F%$, $IRI%$ và $1/D$.
- Phương pháp nghiên cứu sinh sản và mô học: Mổ giải phẫu theo các tháng trong năm để đo kích thước, thể tích tinh hoàn (ở con đực), thể tích buồng trứng, kích thước gan và đếm số lượng trứng ở các giai đoạn phát triển (ở con cái). Xử lý mẫu mô tinh hoàn và buồng trứng bằng kỹ thuật cắt lát mô học định chuẩn, nhuộm Hematoxylin - Eosin (HE) để phân tích cấu trúc vi thể ống sinh tinh và tế bào trứng.
- Phương pháp phân tích di truyền: Tách chiết DNA tổng số từ mô cơ của 16 mẫu đại diện tại 4 tỉnh (Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai, Kon Tum). Khuếch đại đoạn gen 16S rDNA bằng kỹ thuật PCR với cặp mồi đặc hiệu. Kiểm tra sản phẩm PCR bằng điện di trên gel agarose, giải trình tự nucleotide trực tiếp, so sánh với trình tự tham chiếu mã số AB057394 trên GenBank. Dùng các phần mềm BioEdit, MEGA và DnaSP để phân tích đa dạng trình tự, tính toán khoảng cách di truyền, kiểm định trung tính và xây dựng cây phát sinh chủng loại với các nhóm ngoài phù hợp.
- Phương pháp thống kê: Số liệu được xử lý thống kê sinh học (phân tích phương sai ANOVA, kiểm định t-test, hồi quy tuyến tính, tương quan Pearson) để kiểm tra mức ý nghĩa ($P < 0,05$).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở tài liệu về phân loại, danh pháp, đặc điểm hình thái và phân bố của loài Eutropis macularius trên thế giới và ở Việt Nam; tổng thuật các công trình nghiên cứu về vi môi trường sống, mật độ quần thể, mô hình chiếm cứ điểm, sinh thái học dinh dưỡng, chu kỳ sinh sản và đa dạng di truyền phân tử (nhiễm sắc thể, RAPD, giải trình tự gen ty thể). Đồng thời, chương này mô tả chi tiết điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu thuộc vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ (tỉnh Đắk Lắk), bao gồm đặc điểm vị trí địa lý (từ 107°28'57" đến 108°59'37" kinh độ Đông, từ 12°09'45" đến 13°25'06" vĩ độ Bắc), các dạng địa hình chính (núi cao Chư Yang Sin, núi trung bình Chư Dle Ya, cao nguyên bazan, bán bình nguyên Ea Sô – Yok Don, vùng bằng trũng Krông Pắc – Lắk) và các yếu tố khí hậu (chế độ nhiệt, ẩm, lượng mưa trung bình năm 1.600 – 1.800 mm phân chia hai mùa mưa - khô rõ rệt, lượng bốc hơi và tổng số giờ nắng trung bình 2.139 giờ/năm).
Chương 2: Đối tượng, địa điểm và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 trình bày chi tiết về đối tượng nghiên cứu (Eutropis macularius), thời gian (2017 – 2021) và địa bàn nghiên cứu trọng điểm tại VQG Yok Don và các vùng phụ cận thuộc cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ cùng 4 tỉnh Tây Nguyên. Chương này quy chuẩn hóa các bước thực nghiệm và thu thập số liệu: phương pháp điều tra thực địa trên 72 ô tiêu chuẩn; quy trình đo đạc 11-13 chỉ tiêu hình thái và xác định chỉ số SSD; phương pháp định lượng mật độ cá thể/ha; phương pháp phân loại và đo đạc thông số vi môi trường sống; thuật toán xây dựng mô hình chiếm cứ điểm theo tiêu chuẩn AIC; kỹ thuật phân tích thành phần dạ dày và tính chỉ số IRI; phương pháp giải phẫu sinh sản kết hợp nhuộm mô học HE lát cắt tinh hoàn, buồng trứng; và quy trình sinh học phân tử từ tách chiết DNA, phản ứng PCR khuếch đại gen 16S rDNA, giải trình tự đến xử lý số liệu tin sinh học và thống kê sinh học.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 3 trình bày toàn bộ các phát hiện khoa học đạt được từ đề tài nghiên cứu qua các nội dung:
-
Đặc điểm hình thái và sai khác giới tính:
Loài có kích thước trung bình, thân hình trụ, mõm tù, vảy thân phẳng bóng. Phân tích tương quan cho thấy chiều dài thân (SVL) có mối quan hệ tương quan thuận chặt chẽ với khối lượng cơ thể (BM), chiều dài đuôi (TaL), chiều rộng đầu (HW) và chiều rộng miệng (MW). Chỉ số sai khác hình thái theo giới tính đạt giá trị $SSD = 0,012$, phản ánh mức độ dị hình kích thước giới tính ở loài này (chiều dài thân con cái có xu hướng nhỉnh hơn con đực trưởng thành, hỗ trợ việc mang bọc trứng).
-
Mật độ quần thể và sử dụng vi môi trường:
Mật độ quần thể trung bình của Thằn lằn bóng đốm trên các ô tiêu chuẩn tại VQG Yok Don đạt 14 cá thể/ha. Mật độ tại vùng lõi đạt 15 cá thể/ha, cao hơn có ý nghĩa thống kê so với vùng đệm đạt 12 cá thể/ha ($P = 0,036$).
Loài sử dụng 6 dạng vi môi trường sống khác nhau, trong đó trảng cây bụi và thảm lá khô là hai vi sinh cảnh chủ đạo.
Bảng tổng hợp đặc điểm sử dụng vi môi trường sống của Thằn lằn bóng đốm:
| Dạng vi môi trường sống |
Tỷ lệ sử dụng (%) |
Nhiệt độ trung bình (°C) |
Độ ẩm trung bình (%) |
| Trảng cây bụi |
44,53 |
28,47 ± 0,49 |
66,36 ± 2,48 |
| Thảm lá khô |
38,47 |
28,65 ± 0,46 |
66,04 ± 2,25 |
| Gốc cây thân gỗ |
Nhóm phụ |
— |
— |
| Trên thân cây |
Nhóm phụ |
— |
— |
| Bụi tre |
Nhóm phụ |
— |
— |
| Môi trường khác |
Nhóm phụ |
— |
— |
Phân tích hồi quy đa biến khẳng định nhiệt độ không khí và độ ẩm đều có ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đến việc lựa chọn vi môi trường của loài ($P = 0,037$).
-
Xác suất phát hiện và tỉ suất chiếm cứ điểm (Occupancy Modeling):
Tỉ suất chiếm cứ điểm thuần túy (naïve occupancy) trên 72 ô tiêu chuẩn tại VQG Yok Don vào mùa mưa là 0,4722 và vào mùa khô là 0,5417.
Khi đưa các biến ảnh hưởng vào phân tích, mô hình tối ưu toàn cầu chứa nhiều tham số nhất theo tiêu chuẩn AIC là $[\psi(RK), p(ND, N, M, KXĐ)]$, kết hợp kiểu sinh cảnh rừng khộp (RK) với các yếu tố thời tiết (nhiệt độ, nắng, mưa, không xác định). Xác suất chiếm cứ điểm theo mô hình này đạt 0,4723 vào mùa mưa và 0,6054 vào mùa khô (đều cao hơn tỉ suất thuần túy). Sinh cảnh rừng khộp (RK) có ảnh hưởng vượt trội đến xác suất phát hiện loài so với sinh cảnh rừng trồng (RT).
-
Đặc điểm sinh thái học dinh dưỡng:
Phân tích dạ dày ghi nhận Thằn lằn bóng đốm sử dụng 17 loại thức ăn khác nhau. Căn cứ vào Chỉ số Quan trọng Tương đối ($IRI$), 7 loại con mồi chủ lực chiếm tổng cộng $IRI = 77,43%$.
Bảng thành phần các nhóm thức ăn quan trọng nhất của Thằn lằn bóng đốm:
| Nhóm thức ăn |
Đặc điểm thành phần con mồi |
Vai trò trong phổ thức ăn |
| Ấu trùng côn trùng (Insect Larvae) |
Ấu trùng các bộ côn trùng biến thái |
Nhóm ưu thế cao nhất |
| Bộ Cánh màng (Hymenoptera) |
Kiến, ong các loại |
Nhóm quan trọng chính |
| Bộ Cánh thẳng (Orthoptera) |
Châu chấu, cào cào, dế |
Nhóm quan trọng chính |
| Mối (Blattodea / Isoptera) |
Mối thợ, mối lính |
Nhóm thức ăn giàu năng lượng |
| Thực vật (Plant matter) |
Mảnh lá non, hạt, quả mềm |
Thức ăn bổ sung |
| Bộ Cánh cứng (Coleoptera) |
Bọ rùa, bọ hung, xén tóc |
Nhóm thức ăn vỏ kitin |
| Bộ Nhện (Araneae) |
Các loài nhện đất, nhện cỏ |
Nhóm săn mồi mặt đất |
Kích thước chiều dài thân (SVL) và độ rộng miệng (MW) tương quan thuận có ý nghĩa với kích thước và thể tích con mồi tiêu thụ ở cả cá thể đực và cá thể cái. Độ đa dạng thức ăn qua chỉ số Simpson đảo ($1/D$) thể hiện sự biến động thích ứng theo vùng và theo mùa.
- Đặc điểm sinh học sinh sản:
Thằn lằn bóng đốm có chu kỳ sinh sản theo mùa rõ rệt, thời kỳ sinh sản bắt đầu từ khoảng tháng III và kết thúc vào cuối tháng VII hàng năm:
- Con đực: Thể tích tinh hoàn tăng mạnh từ tháng III, đạt cực đại vào các tháng V – VI và teo nhỏ dần từ tháng VIII đến tháng II năm sau. Biến động thể tích tinh hoàn có mối liên hệ mật thiết với kích thước và thể tích khối mỡ/gan. Tiêu bản mô học cho thấy các ống sinh tinh hoạt động mạnh mẽ từ tháng VI đến tháng VIII với đầy đủ các giai đoạn sinh tinh và tinh trùng trưởng thành; giai đoạn thoái hóa diễn ra từ tháng X đến tháng XII.
- Con cái: Trứng giai đoạn 1 (noãn bào non) xuất hiện chủ yếu vào các tháng I – II và VIII – XII (hoàn toàn không gặp trong giai đoạn tháng III – VII). Trứng giai đoạn 2 phát triển từ cuối tháng I đến tháng IV. Trứng giai đoạn 3 (trứng thành thục tích lũy noãn hoàng) xuất hiện rộ từ tháng IV đến tháng VII. Sự phát triển buồng trứng đồng pha chặt chẽ với chu kỳ tinh hoàn của con đực.
- Đặc điểm di truyền phân tử:
Phân tích đoạn gen 16S rDNA ty thể trên 16 mẫu Thằn lằn bóng đốm thu từ 4 tỉnh Tây Nguyên xác định được 8 haplotype khác nhau.
Bảng các chỉ số đa dạng di truyền dựa trên trình tự gen 16S rDNA:
| Quần thể tỉnh |
Số lượng mẫu ($n$) |
Đa dạng haplotype ($H_d$) |
Đa dạng nucleotide ($\pi$) |
| Kon Tum |
4 |
0,833 |
0,00277 |
| Gia Lai |
4 |
0,833 |
0,00277 |
| Đắk Lắk |
4 |
0,500 |
0,00277 |
| Đắk Nông |
4 |
0,500 |
0,02415 |
Mức độ phân hóa di truyền ($F_{st}$) và khoảng cách di truyền giữa các quần thể dao động từ 0,14% đến 2,66%. Các kiểm định trung tính (Tajima’s D, Fu’s $F_s$) chỉ ra rằng các quần thể Thằn lằn bóng đốm Tây Nguyên đang tiến hóa theo hướng chọn lọc ngẫu nhiên trung tính, có dấu hiệu mở rộng quần thể sau sự kiện thắt cổ chai di truyền trong quá khứ, đi kèm sự xuất hiện của các alen hiếm với tần suất cao.
Kết quả và những đóng góp mới
Về mặt lý luận và khoa học:
- Luận án cung cấp bộ dữ liệu đầy đủ, định lượng và cập nhật nhất về đặc điểm hình thái học, xác lập tương quan giữa SVL với BM, TaL, HW, MW và chỉ số dị hình kích thước giới tính ($SSD = 0,012$) của loài Eutropis macularius tại Việt Nam.
- Công bố dữ liệu định lượng đầu tiên về mật độ quần thể của loài đạt 14 cá thể/ha tại VQG Yok Don, ghi nhận sự sai khác có ý nghĩa thống kê giữa vùng lõi (15 cá thể/ha) và vùng đệm (12 cá thể/ha, $P = 0,036$).
- Xác lập cấu trúc sử dụng 6 dạng vi môi trường sống với ưu thế tuyệt đối thuộc về trảng cây bụi (44,53%) và thảm lá khô (38,47%), chứng minh ảnh hưởng có ý nghĩa của nhiệt độ và độ ẩm vi sinh cảnh ($P = 0,037$).
- Lần đầu tiên ứng dụng thành công mô hình chiếm cứ điểm (Occupancy Modeling) theo lý thuyết AIC trên loài thằn lằn bóng tại Việt Nam, chứng minh kiểu sinh cảnh rừng khộp (RK) và các yếu tố thời tiết (nhiệt độ, nắng, mưa) làm tăng xác suất phát hiện loài từ mức thuần túy 0,4722 lên 0,4723 (mùa mưa) và từ 0,5417 lên 0,6054 (mùa khô).
- Xác định định lượng phổ dinh dưỡng gồm 17 loại thức ăn, làm rõ vai trò của 7 nhóm thức ăn quan trọng nhất ($IRI = 77,43%$) và mối liên hệ giữa độ rộng miệng với thể tích con mồi tiêu thụ.
- Làm sáng tỏ chu kỳ sinh sản theo mùa từ tháng III đến tháng VII, chứng minh tính đồng pha giữa chu kỳ sinh tinh và phát triển noãn qua các dẫn liệu giải phẫu định lượng và hình ảnh vi thể mô học ống sinh tinh, buồng trứng.
- Cung cấp dữ liệu di truyền phân tử đầu tiên về 8 haplotype gen 16S rDNA ty thể của loài tại 4 tỉnh Tây Nguyên, xác định độ đa dạng nucleotide cao nhất tại Đắk Nông ($\pi = 0,02415$) và khoảng cách di truyền dao động 0,14 – 2,66%.
Về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất:
- Cung cấp cơ sở khoa học định lượng phục vụ công tác giám sát đa dạng sinh học và đánh giá sức khỏe hệ sinh thái rừng khộp Tây Nguyên.
- Đề xuất giải pháp bảo tồn nguyên vẹn sinh cảnh rừng khộp tự nhiên tại VQG Yok Don và các khu vực lân cận, hạn chế tối đa việc phân mảnh sinh cảnh do chuyển đổi sang rừng trồng thuần loài hoặc đất nông nghiệp.
- Kiến nghị các biện pháp quản lý, bảo vệ quần thể loài trong mùa sinh sản trọng điểm (từ tháng III đến tháng VII hàng năm) trước các hoạt động săn bắt và sử dụng hóa chất nông nghiệp bừa bãi.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án:
- Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm chuyên sâu về mật độ và mô hình chiếm cứ điểm tập trung chủ yếu tại khu vực VQG Yok Don (Đắk Lắk), chưa mở rộng khảo sát tương đương tại các vườn quốc gia và khu bảo tồn khác của vùng Tây Nguyên (như Chư Yang Sin, Ea Sô, Nam Kar).
- Về di truyền phân tử, số lượng mẫu phân tích mới dừng lại ở 16 cá thể đại diện từ 4 tỉnh và tập trung trên một đoạn chỉ thị gen ty thể 16S rDNA.
Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Mở rộng nghiên cứu mật độ và mô hình chiếm cứ điểm trên các dạng sinh cảnh rừng thường xanh, rừng nửa rụng lá và các khu bảo tồn thiên nhiên khác trên toàn vùng Tây Nguyên.
- Tăng cường số lượng mẫu và tích hợp thêm các chỉ thị phân tử gen nhân, các đoạn gen ty thể khác (như COI, Cytb) hoặc giải trình tự toàn bộ hệ gen ty thể (mitogenome) để làm rõ hơn lịch sử tiến hóa và cấu trúc di truyền quần thể của loài ở quy mô khu vực Đông Dương.
- Nghiên cứu sâu hơn về sinh thái nhiệt (nhiệt độ chọn lọc, giới hạn nhiệt dung sai) và ảnh hưởng của kịch bản biến đổi khí hậu đến khả năng thích ứng của loài.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo khoa học hữu ích cho các đối tượng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Sinh thái học, Động vật học, Lâm nghiệp và Quản lý tài nguyên thiên nhiên.
- Các nhà nghiên cứu bò sát học (Herpetology) trong việc tham khảo phương pháp đo đạc dị hình giới tính SSD, quy trình rửa/mổ dạ dày xác định chỉ số IRI và kỹ thuật xử lý mô học tuyến sinh dục bò sát.
- Ban quản lý các Vườn quốc gia, Khu bảo tồn thiên nhiên (đặc biệt là VQG Yok Don và các đơn vị lâm nghiệp vùng Tây Nguyên) trong việc thiết lập chương trình giám sát đa dạng sinh học thông qua mô hình chiếm cứ điểm (Occupancy modeling) và xây dựng kế hoạch bảo tồn sinh cảnh rừng khộp.
- Các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường, đa dạng sinh học cấp tỉnh và khu vực phục vụ xây dựng báo cáo hiện trạng tài nguyên sinh vật và chính sách sử dụng bền vững.
Các phần có giá trị tham khảo cao:
- Phương pháp luận ứng dụng mô hình xác suất phát hiện và chiếm cứ điểm theo tiêu chuẩn AIC (Chương 2 và Chương 3).
- Bộ số liệu định lượng về chỉ số thức ăn IRI và sự tương quan giữa kích thước đầu/miệng với con mồi (Chương 3).
- Các hình ảnh và mô tả vi thể về quá trình sinh tinh trong ống sinh tinh và sự phát triển nang trứng qua các tháng (Chương 3).
- Dữ liệu trình tự nucleotide gen 16S rDNA và phân tích đa dạng haplotype của 4 quần thể Tây Nguyên (Chương 3).
Câu hỏi thường gặp
-
Thằn lằn bóng đốm Eutropis macularius tại VQG Yok Don có mật độ quần thể bao nhiêu và có sự khác biệt giữa các phân khu không?
Theo kết quả điều tra trên các ô tiêu chuẩn của luận án, mật độ quần thể trung bình của loài tại VQG Yok Don là 14 cá thể/ha. Mật độ cá thể tại phân khu bảo vệ nghiêm ngặt (vùng lõi) đạt 15 cá thể/ha, cao hơn có ý nghĩa thống kê ($P = 0,036$) so với phân khu phục hồi sinh thái/vùng đệm đạt 12 cá thể/ha.
-
Loài Eutropis macularius sử dụng những loại vi môi trường nào chủ yếu và các yếu tố vô sinh nào tác động đến sự lựa chọn này?
Loài sử dụng 6 dạng vi môi trường sống, trong đó trảng cây bụi (chiếm 44,53%) và thảm lá khô (chiếm 38,47%) là hai dạng vi sinh cảnh chiếm ưu thế lớn nhất. Nhiệt độ và độ ẩm không khí trung bình tại trảng cây bụi là 28,47 ± 0,49 °C và 66,36 ± 2,48 %; tại thảm lá khô là 28,65 ± 0,46 °C và 66,04 ± 2,25 %. Phân tích thống kê khẳng định cả nhiệt độ và độ ẩm đều ảnh hưởng có ý nghĩa đến sự sử dụng vi môi trường của loài ($P = 0,037$).
-
Mô hình chiếm cứ điểm cho thấy những yếu tố nào ảnh hưởng mạnh nhất đến khả năng bắt gặp loài?
Tỉ suất chiếm cứ thuần túy (naïve occupancy) của loài trên 72 ô tiêu chuẩn là 0,4722 vào mùa mưa và 0,5417 vào mùa khô. Mô hình tối ưu theo tiêu chuẩn AIC là $[\psi(RK), p(ND, N, M, KXĐ)]$, cho thấy xác suất phát hiện loài chịu ảnh hưởng quyết định bởi sinh cảnh rừng khộp (RK) so với rừng trồng (RT), đồng thời kết hợp với các biến thời tiết gồm nhiệt độ không khí (ND), tình trạng nắng (N), mưa (M) và không xác định (KXĐ), nâng xác suất chiếm cứ điểm thực tế lên 0,4723 (mùa mưa) và 0,6054 (mùa khô).
-
Thức ăn chính của Thằn lằn bóng đốm gồm những nhóm nào và kích thước cơ thể ảnh hưởng ra sao đến việc tiêu thụ con mồi?
Dạ dày của loài chứa 17 loại thức ăn, trong đó 7 nhóm con mồi quan trọng nhất theo chỉ số IRI là: Ấu trùng côn trùng, bộ Cánh màng (Hymenoptera), bộ Cánh thẳng (Orthoptera), Mối, Thực vật, bộ Cánh cứng (Coleoptera) và bộ Nhện (Araneae) với tổng $IRI = 77,43%$. Chiều dài thân (SVL) và độ rộng miệng (MW) của cả con đực và con cái đều có tương quan thuận có ý nghĩa thống kê với kích thước và thể tích con mồi tiêu thụ.
-
Thời gian sinh sản của Thằn lằn bóng đốm diễn ra khi nào và đặc điểm phát triển tuyến sinh dục ở hai giới ra sao?
Thằn lằn bóng đốm sinh sản theo mùa, bắt đầu từ khoảng tháng III và kết thúc vào cuối tháng VII hàng năm. Ở con đực, thể tích tinh hoàn và hoạt động sinh tinh trong các ống sinh tinh đạt đỉnh cao từ tháng VI đến tháng VIII, sau đó thoái hóa từ tháng X đến tháng XII. Ở con cái, trứng giai đoạn 1 xuất hiện vào các tháng I – II và VIII – XII; trứng giai đoạn 2 xuất hiện từ cuối tháng I đến tháng IV; trứng giai đoạn 3 phát triển rộ từ tháng IV đến tháng VII, hoàn toàn đồng pha với chu kỳ tinh hoàn của con đực.
-
Kết quả phân tích đoạn gen 16S rDNA phản ánh điều gì về cấu trúc di truyền của các quần thể Thằn lằn bóng đốm ở Tây Nguyên?
Phân tích 16 trình tự gen 16S rDNA từ 4 tỉnh xác định được 8 haplotype. Đa dạng haplotype ($H_d$) đạt giá trị cao ở Kon Tum và Gia Lai (0,833), thấp hơn ở Đắk Lắk và Đắk Nông (0,500). Đa dạng nucleotide ($\pi$) cao nhất ở Đắk Nông (0,02415), trong khi 3 tỉnh còn lại đạt 0,00277. Khoảng cách di truyền giữa các quần thể dao động từ 0,14% đến 2,66%. Các kiểm định trung tính chỉ ra quần thể tiến hóa theo hướng chọn lọc ngẫu nhiên trung tính, mở rộng sau biến cố thắt cổ chai và duy trì nhiều alen hiếm với tần suất cao.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của Trương Bá Phong đã cung cấp một hệ thống dẫn liệu khoa học hoàn chỉnh, chuẩn xác và định lượng về đặc điểm hình thái, sai khác giới tính ($SSD = 0,012$), mật độ quần thể (14 cá thể/ha) và tập tính sử dụng vi sinh cảnh của loài Thằn lằn bóng đốm Eutropis macularius tại vùng Cao nguyên Buôn Ma Thuột – Buôn Hồ. Công trình đã ứng dụng thành công phương pháp mô hình chiếm cứ điểm AIC để đánh giá tác động của sinh cảnh rừng khộp và các yếu tố thời tiết đến xác suất phát hiện loài, đồng thời làm sáng tỏ phổ dinh dưỡng ($IRI = 77,43%$ cho 7 nhóm con mồi chính) và chu kỳ sinh sản theo mùa (tháng III – VII) đồng pha giữa hai giới gắn liền với cấu trúc mô học. Ngoài ra, các phân tích trình tự gen 16S rDNA đã xác lập cấu trúc 8 haplotype và mức độ phân hóa di truyền (0,14 – 2,66%) giữa các quần thể tại Tây Nguyên, tạo cơ sở khoa học thực chứng phục vụ hiệu quả cho công tác quy hoạch, quản lý và bảo tồn bền vững nguồn tài nguyên đa dạng sinh học trong khu vực.