MỞ ĐẦU Trong lớp côn trùng, bộ cánh cứng (Coleoptera) là một bộ côn trùng có số lƣợng loài lớn nhất đƣợc biết đến. Số loài cánh cứng đã đƣợc mô tả lên tới 350 000 loài cùng với rất nhiều loài đang chờ đợi đƣợc khám phá. Bộ Cánh cứng chiếm khoảng 25% tất cả các dạng sống đã biết. Tuy nhiên số lƣợng loài đã biết này có thể mới chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng số loài cánh cứng trên thế giới.
Ví dụ, Nielsen và Mound (2000) dự đoán rằng có khoảng 850.000 loài; còn theo Simon (1996), Grove & Stork (2000) thì có khoảng 2,4 – 2,7 triệu loài cánh cứng trên trái đất [20]. Việt Nam đƣợc xếp vào nhóm các quốc gia có tài nguyên sinh vật dồi dào và là trung tâm đa dạng sinh học lớn của thế giới [4], [14]. Tuy nhiên sự tàn phá của chiến tranh trong quá khứ, đặc biệt việc chặt phá rừng và ô nhiễm môi trƣờng hiện nay đã và đang làm cạn kiệt nguồn tài nguyên sinh vật của nƣớc ta. Họ Lucanidae, tên Việt Nam là kẹp kìm, bọ ngà, bọ sừng hƣơu, là một họ thuộc bộ Cánh cứng.
Có khoảng 1400 loài đã đƣợc ghi nhận trên toàn thế giới (Fujita, 2010) [21]. Ở Việt Nam họ Lucanidae có khoảng 170 loài đã đƣợc ghi nhận thƣờng sinh sống vùng rừng núi có độ cao trên 300m so với mực nƣớc biển, trong các hệ sinh thái ít bị tác động [44], ít khi bắt gặp chúng ở khu vực rừng trồng, rừng tái sinh. Nhiều loài trong họ Lucanidae đang đứng trƣớc các nguy cơ bị đe dọa cao, do việc tàn phá hệ sinh thái và săn bắt phản khoa học để bán cho các nhà sƣu tập nƣớc ngoài. Gần đây nhiều phát hiện mới về các nghiên cứu Lucanidae của Việt Nam có giá trị về khoa học đã đƣợc công bố nhƣ các công trình của Maeda (2009, 2010, 2012), Michele (1998) [21].
Tuy nhiên kết quả thu đƣợc còn khá khiếm tốn so với tiềm năng sẵn có của khu hệ sinh vật của nƣớc ta. Côn trùng ở vƣờn Quốc gia (VQG) Tam Đảo nói chung, họ Lucanidae nói riêng rất đa dạng và phong phú, trong đó có nhiều loài đặc hữu: Katsuraius ikedaorum, Lucanus persarinii. Trƣớc đây đã có một công bố về côn trùng họ Lucanidae ở Vƣờn Quốc Gia Tam Đảo của các tác giả nƣớc ngoài dựa vào nguồn mẫu vật mua đƣợc từ ngƣời dân, chủ yếu là các công bố về phát hiện các loài LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Trong hệ sinh thái tự nhiên các loài Lucanidae ở giai đoạn trƣớc trƣởng thành sử dụng gỗ mục làm nguồn thức ăn góp phần vào quá trình phân hủy xác thực vật trả lại mùn và khoáng chất cho đất.
Chúng không phải là những loài gây hại cho nông, lâm nghiệp vì vậy ở một mức độ nào đó nhóm côn trùng này đến nay vẫn chƣa đƣợc các nhà khoa học trong nƣớc nghiên cứu chuyên sâu. Bên cạnh đó do nhiều loài có hình thái ngoài kỳ dị nên trong thu bắt côn trùng cánh cứng trái phép chúng là đối tƣợng đƣợc chú ý săn lùng cho việc buôn bán với du khách nƣớc ngoài, đặc biệt là vào thời điểm của những năm 90 của thế kỷ trƣớc [3]. Ngoài ra các hoạt động khai thác rừng dù đã đƣợc hạn chế những vẫn thƣờng xuyên xảy ra đặc biệt là việc đốn hạ các loại cây gỗ lớn làm biến đổi hệ sinh thái rừng tự nhiên ở VQG Tam Đảo đã và đang làm suy giảm đa dạng sinh học, gây nên sự biến mất nhiều loài côn trùng trong đó có một số loài Lucanidae. Xuất phát từ những lý do đó chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần loài côn trùng họ Lucanidae (Insecta: Coleoptera) tại Vƣờn Quốc gia Tam Đảo, Vĩnh Phúc” với mục tiêu: - Xác định thành phần loài hiện nay của Lucanidae, đặc trƣng phân bố của chúng.
- Xây dựng khóa định loại cho côn trùng họ Lucanidae thu đƣợc ở Tam Đảo để thúc đẩy việc nghiên cứu nhóm cánh cứng này trong tƣơng lai. - Đề xuất giải pháp bảo tồn loài côn trùng Lucanidae ở VQG Tam Đảo. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.
Tình hình nghiên cứu Lucanidae 1. Tình hình nghiên cứu Lucanidae trên thế giới Tên gọi Lucanidae Latreille, 1804 do nhà bác học ngƣời Pháp Pierre André Latreille (1762-1833) công bố đầu tiên vào năm 1804 [46], thuộc liên họ bọ hung Scarabaeoidea, bộ cánh cứng (Coleoptera), lớp côn trùng (Insecta). Công trình nghiên cứu nổi tiếng gần đây về nhóm côn trùng này đƣợc xuất bản trong cuốn “The Lucanid beetles of the world” của tác giả Hiroshi Fujjita năm 2010 [21]. Theo thống kê mới nhất của Fujita (2010), toàn thế giới đã có 1414 loài và phân loài thuộc 105 giống Lucanidae đƣợc công bố, trong đó 1348 loài đƣợc nghiên cứu dựa trên mẫu vật, còn lại 66 loài dựa trên các ảnh chụp hoặc hình vẽ minh họa.
Lucanidae phân bố khá rộng rãi trên toàn thế giới, tuy nhiên số lƣợng loài và số lƣợng cá thể chủ yếu phân bố ở miền nhiệt đới và cận nhiệt đới của miền Đông Phƣơng (Oriental region) các khu vực còn lại thành phần loài ít đa dạng hơn [21]. Hiện nay, nhiều nƣớc trên thế giới đã đầu tƣ nghiên cứu kỹ về khu hệ cũng nhƣ sinh thái học của các loài Lucanidae trong hệ sinh thái. Chẳng hạn ở Thái Lan việc nghiên cứu Lucanidae đã đƣợc tiến hành từ những năm 90 của thế kỷ trƣớc, hiện nay khu hệ của Thái Lan đã đƣợc nghiên cứu khá cụ thể đƣợc công bố trong các công trình nhƣ “Lucanidae of Thailand” của Bro. Amnuay Pinratana & Jean- Michel Maes năm 2003; “Beetles of Thailand” của tác giả Pisuth Ek-Amnuuay năm 2008.
Kết quả cho thấy đã có 115 loài và phân loài thuộc 24 giống đã đƣợc ghi nhận ở Thái Lan [33]. Ở Lào có nghiên cứu của Maes Jean-Michel …. Ở Hàn Quốc các nghiên cứu của tác giả Sang II Kim và Jin III Kim (2010) đã ghi nhận 17 loài thuộc 9 giống cho quốc gia này [35]. Ở New Guinea tác giả Luca Bartolozzi (2011) đã thống kê có 100 loài trong đó có 67 loài và 1 phân loài đặc hữu.
Các công trình của LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.cũng đã có những đóng góp nhất định vào việc nghiên cứu thành phần loài và đặc trƣng phân bố của côn trùng họ Lucanidae ở Bắc Mỹ [16], [23]. Tuy nhiên hiện nay việc nghiên cứu phân loại học Lucanidae còn gặp nhiều khó khăn do tính đa hình của chúng. Một loài có thể có rất nhiều hình dạng, kích thƣớc khác nhau từ dạng có kích thƣớc nhỏ, trung bình đến lớn. Một nhà phân loại có thể mô tả một loài mới cho khoa học, nhƣng các nghiên cứu tiếp theo của một nhà khoa học khác lại bác bỏ kết quả đó do tác giả trƣớc đây dựa trên một mẫu vật có kích thƣớc khác với kích thƣớc trong mô tả gốc [20].
Điều này đã làm cho hệ thống phân loại có nhiều thay đổi và bị nhiễu gây khó khăn cho các nhà phân loại học sau này [20], [23]. Bên cạnh đó, việc nghiên cứu bậc phân loại các loài cũng gây nhiều tranh cãi, trƣớc đây loài này đƣợc xếp vào giống này sau đó lại bị xếp lại vào giống khác, trƣớc đây loài này ở bậc phân loại là loài nhƣng sau đó tác giả khác lại đƣa xuống bậc phân loại phân loài rồi lại có quan điểm khác cho rằng vẫn nên để ở bậc phân loại loài. Tình trạng lẫn lộn bậc phân loại và mô tả sai loài mới là phổ biến ở các loài côn trùng họ Lucanidae. Trong thực tế hiện nay mỗi loài thƣờng có nhiều tên đồng vật (synonym) là hệ quả của các sai sót đó [7], [20].
Hiện nay hệ sinh thái rừng trên toàn thế giới ngày càng bị hủy hoại, hậu quả là nhiều vùng, nhiều hệ sinh thái con ngƣời chƣa kịp hiểu biết về thành phần loài cũng nhƣ các đặc điểm sinh học của các loài trƣớc khi chúng bị tuyệt chủng do mất nơi sống [17]. Một số khu vực địa lý có thành phần loài Lucanidae đơn giản và đã đƣợc nghiên cứu kỹ, một số tác giả đã đƣa ra đƣợc khóa định loại tới giống và tới loài. Chẳng hạn nhƣ Benesh (1946); Howden và Lawrence (1974); Ratcliffe 1991 đã đƣa ra khóa định loại tới loài các cá thể trƣởng thành của khu vực Bắc Mỹ; Ritcher (1966); Paulsen (2005) đã đƣa ra khóa định loại của ấu trùng Lucanidae ở Bắc Mỹ. Tuy nhiên ở các khu hệ có độ đa dạng cao, thành phần loài phức tạp và tính phức tạp về tình trạng phân loại thì việc xây dựng khóa định loại cho toàn khu hệ là điều rất khó khăn [14].
Hiện nay phƣơng pháp tốt, và thƣờng đƣợc các nhà phân loại học trên thế giới sử dụng để định loại là dựa vào hình thái ngoài để định LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com loại kết hợp với mô tả cơ quan sinh dục đực ngoài (genitalia) [14] đồng thời có thể áp dụng biện pháp sinh học phân tử để xác định những cá thể có kiểu hình tƣơng tự nhau có phải là cùng loài hay không. Bên cạnh các nghiên cứu về phân loại học, các nghiên cứu về sinh thái học của nhiều loài Lucanidae cũng đƣợc nhiều chuyên gia côn trùng học trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Tanahashi và cộng sự (2009, 2010) [30] đã tiến hành nghiên cứu mối quan hệ giữa dinh dƣỡng của Lucanidae và hệ vi nấm; các công trình của Wan và cộng sự. Các nghiên cứu sinh học phân tử đƣợc tiến hành bởi Araya (2003); Holloway (1972) ở một số loài Lucanidae cũng đã góp phần nâng cao hiểu biết của con ngƣời về tình trạng phân loại của Lucanidae, mối quan hệ giữa Lucanidae và hệ sinh thái, thậm chí cả mối quan hệ của các khu vực địa lý khác nhau [6], [8],[36].
Bên cạnh đó phong trào nhân nuôi côn trùng trong phòng thí nghiệm và mục đích thƣơng mại trên thế giới đã diễn ra rầm rộ hơn 20 năm nay đặc biệt ở Nhật, Đài Loan, Thái Lan… Thuộc vào lĩnh vực này có các nghiên cứu của Lai (2001), Lai và cộng sự. Hiện nay ngoài việc thu mua côn trùng khô ngƣời ta còn thu mua cả côn trùng sống phục vụ mục đích nhân nuôi sinh sản. Đối với Lucanidae đã có rất nhiều thành công, thậm chí còn có cả các công ty chuyên sản xuất các thiết bị, thức ăn phục vụ nhân nuôi Lucanidae. Điều này làm cho áp lực săn bắt ngoài tự giảm hẳn đối với những loài mới, loài hiếm có giá trị thƣơng mại cao [26].