Chương 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Ước tính trên thế giới có khoảng gần một triệu loài côn trùng đã được mô tả, con số này chiếm gần 80% số loài sinh vật trên trái đất. Nhiều báo cáo cho rằng số loài côn trùng chưa biết còn gấp hơn rất nhiều lần so với số loài đã biết. Côn trùng có thể được sử dụng làm thực phẩm cho các loài động vật khác và cho con người, có nhóm cung cấp vật liệu quan trọng trong ngành công nghiệp nhẹ cho con người, có nhóm tham gia quá trình phân hủy chất hữu cơ làm sạch môi trường đất và nước, có nhóm đóng vai trò các dịch vụ sinh thái như thụ phấn cho cây trồng, phát tán thực vật, tham gia đấu tranh sinh học, làm sinh vật cảnh và du lịch.
Ngoài ra, côn trùng còn có những vai trò khác như giá trị diệt sâu hại và là đối tượng nghiên cứu cho y học và các tổ chức xã hội khác. Ong mật thuộc họ Ong mật (Apidae) trong bộ Cánh màng (Hymenoptera) bao gồm những loài ong có đời sống xã hội và có bản năng sản xuất mật ong, thụ phấn cho cây trồng và vai trò làm chỉ thị sinh học. Trên thế giới có khoảng 5.811 loài ong mật thuộc họ Apidae, sinh sống ở mọi vùng khí hậu (ngoại trừ 2 cực) từ đồng bằng đến núi cao 3. Họ Ong mật Apidae gồm ba phân họ là Apinae, Nomadinae và Xylocopinae ( dẫn theo Erwin, 2003) [48].
Ở Việt Nam, ong mật có vai trò hết sức quan trọng trong đời sống. Tuy nhiên, các nghiên cứu về các loài ong mật thuộc họ Apidae và vai trò của chúng không được quan tâm đúng với tiềm năng to lớn vốn có của chúng. Những nghiên cứu về thành phần loài ong mật ở Việt Nam mới được chú ý lẻ tẻ từ năm 2008 trở lại đây, danh sách đầu tiên công bố thành phần các loài ong mật thuộc liên họ ong mật ở Việt Nam, trong đó ghi nhận 41 loài thuộc 11 giống của họ Ong mật Apidae, sau đó một loài mới thuộc giống Bombus được mô tả (Lê Xuân Huê, 2008, 2010) [ 10], [11]. Năm 2012, dánh sách 35 10 loài thuộc 10 giống của họ Apidae ở phía Bắc và Bắc Trung Bộ của Việt Nam cũng mới được ghi nhận (Khuat et al.
Thức ăn của các loài ong mật họ Apidae là phấn hoa. Thành phần các chất trong thức ăn được tích tụ lại trong các bộ phận khác nhau của các loài ong như chì được tích lại trong chất thải (phân) ở các loài ong mật họ Apidae (Goloskov & Pimenov, 1972) [53], đồng, sắt và kẽm cũng được tìm thấy trong chất thải nhưng với nồng độ thấp, trong khi sắt được tìm thấy với nồng độ cao trong các tế bào đặc biệt ở phần bụng, đồng và kẽm được tích lại trong các cơ ở ngực của một số loài ong mật (Hsu Yuan and Chia Welli, 1993) [55]. Chính vì vậy, trên thế giới việc xác định hàm lượng các kim loại nặng trong cơ thẻ ong mật và các sản phẩm của chúng bằng các phương pháp tiến tiến để đánh giá chất lượng môi trường đang được thực hiện và thu nhiều kết quả mới. Hơn nữa, các đánh giá tác động của việc sử dụng thuốc trừ sâu tràn lan, làm tăng dư lượng thuốc trừ sâu, làm ô nhiễm môi trường đồng thời cũng làm suy giảm của quần thể của các loài ong mật đã được ghi nhận.
Điều đó cho thấy sự thay đổi quần thể của các loài ong mật cũng là dấu hiệu cảnh báo trước cho sự suy thoái cho một hệ sinh thái trên diện rộng, các vấn đề này cũng đã được đề cập và quan tâm bởi Raes et al. Tuy nhiên, ở Việt Nam cho đến nay các nghiên cứu về các vấn đề trên vẫn chưa được quan tâm và chú ý. Một số các tỉnh miền Bắc Việt Nam với các hệ sinh thái bị tác động mạnh mẽ và liên tục, chủ yếu là hệ sinh thái đồng ruộng, hệ sinh thái vườn cây lâu năm, hệ sinh thái rừng trồng và hệ sinh thái rừng tự nhiên. Nạn cháy rừng, phá rừng và sự lạm dụng quá mức vào tài nguyên rừng của con người đã làm nhiều sinh cảnh rừng trong hệ sinh thái bị tác động ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam bị tàn phá nghiêm trọng, nhiều thảm thực vật rừng tự nhiên đã chuyển dần thành các tràng cỏ, cây bụi hoặc đồi núi trọc.
Các vùng trồng cây nông nghiệp của cộng đồng dân địa phương đã xuất hiện xen kẽ trong các hệ 11 sinh thái rừng tự nhiên hoặc rừng tái sinh và ngày một gia tăng tạo thành các sinh cảnh loang lổ ở nhiều tỉnh phía Bắc và bị dưới áp lực của việc sử dụng thuốc hóa học ngày càng gia tăng với nồng độ khó kiểm soát. Tất cả các tác động lên các hệ sinh thái đều làm suy giảm nghiêm trọng các loài ong mật họ Apidae, trong đó nhiều loài ong mật có giá trị khoa học đang dần bị biến mất, nhiều loài ong mật được ghi nhận trước đây, hiện nay không tìm thấy hoặc nếu có xuất hiện với số lượng rất ít. Đặc biệt là chức năng làm mật và vai trò thụ phấn và làm chỉ thị sinh học bị ảnh hưởng nặng nề. Hơn nữa, việc di chuyển các đàn ong nuôi của nhiều hộ gia đình không kiểm soát vô tình làm thoái hóa các giống ong bản địa quý hiếm và có giá trị xuất khẩu cao (Ngô Đắc Thắng, 2000,2002; Wege et al.
Qua một số dẫn liệu trên cho thấy cơ sở khoa học để tiến hành thực hiện đề tài. Việc xác định thành phần các loài ong mật họ Apidae, tìm ra các loài ghi nhận mới, loài có ý nghĩa kinh tế, các loài còn bị bỏ ngỏ chưa được nghiên cứu, loài có vai trò chỉ thị sinh học trên các sinh cảnh có gắn với các hệ sinh thái bị tác động là cơ sở để lựa chọn các phương pháp nghiên cứu thích hợp, cùng với các kim loại nặng và á kim được tích tụ lại trong cơ thể của một số loài ong trên các sản phẩm của chúng (phấn hoa, keo ong và sáp ong) do quá trình tiêu thụ nguồn thức ăn trong các sinh cảnh cây trồng bị ô nhiễm do phun thuốc hóa học gây ra cho phép lựa chọn loài ong mật có khả năng làm chỉ thị sinh học đánh giá sự ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường ở khu vực nghiên cứu. Tổng quan tình hình nghiên cứu 1. Các nghiên cứu ở trên thế giới 1.
Nghiên cứu thành phần loài, sự phân bố của các loài ong mật họ Apidae Các nghiên cứu về thành phần loài họ ong mật Apidae trên thế giới được tiến hành từ khá sớm. Ngay từ năm 1897, Bigham đã ghi nhận có 278 loài ong 12 mật thuộc 29 giống ở Ấn Độ. Khóa định loại đến từng giống, từng loài cũng như mô tả các đặc điểm chuẩn loại để phân biệt các loài được cung cấp, trong nghiên cứu này tác giả cũng đã sắp xếp lại một số giống ong gồm Sphecodes, Halictus, Megachile, Anthidium, Heriades, Coelioxys vào họ Apidae. Tuy nhiên, hiện nay các giống ong Sphecodes, Halictus được xếp vào họ Halictidae, các giống Megachile, Anthidium, Heriades, Coelioxys được xếp vào họ Megachilidae trong tổng họ Ong mật Apoidea.
Tác giả cũng đã cung cấp khóa định loại cho 17 loài thuộc giống Xylocopa ở Ấn Độ và Miến Điện, cùng với những đặc điểm mô tả cho mỗi loài trong giống (Bigham, 1997) [31]. Hai loài mới thuộc giống Habropoda là Habropoda impatiens và Habropoda erratica được phát hiện, trong đó, cả con đực và con cái của loài Habropoda impatiens được mô tả rất chi tiết cùng những hình vẽ cụ thể so sánh sự khác biệt với loài khác cùng giống. Loài Habropoda impatiens được thu ở độ cao 600 m thuộc phía nam và 700 m thuộc phía tây của của Sumatra. Hơn nữa, loài này có thể là vật chủ của loài Callomelecta vulpecula do chúng được thu trong cùng một ngày ở những địa điểm giống hệt nhau.
Chỉ thu được duy nhất một cá thể cái của loài Habropoda erratica ở độ cao trên 1400 m thuộc phía tây của Java. Hơn nữa giống Tetralonoidella được mô tả dưới tên Callomelecta đã ghi nhận có 3 loài (Callomelecta vulpecula, Callomelecta insidiosa và Callomelecta pendleburyi) trong đó phát hiện 2 loài mới cho khoa học là vulpecula và Callomelecta insidiosa. Loài Callomelecta vulpecula thu được ở độ cao 600 – 900 m của Sumatra. Loài Callomelecta insidiosa được thu ở độ cao 400 - 1450 m thuộc Java.
Loài Callomelecta pendleburyi chỉ thu được ở những vùng núi cao, khoảng 4500 – 5000 m, khóa định loại riêng cho từng giới cùng với hình vẽ minh họa được cung cấp. 9 loài thuộc giống Anthophora được ghi nhận ở Malaysia, trong đó phát hiện 7 loài mới cho khoa học: Anthophora bouwmani, A. Khóa định loại của giống này cũng được Lieftinck đưa ra (Lieftinck, 1994; Wege et al. Nghiên cứu của Michener về giống Thyreus ở Mỹ đã đưa ra khóa định loại đến từng phân giống dựa vào Linsley (1939) [71] và Michener (1944) [77], gồm 4 phân giống Xeromelecta, Melecta, Melectomimus, Meleciomorpha và ghi nhận 1 phân giống mới là Nesomelecta (Michener, 1998) [78] Theo nghiên cứu của Van der Vecht (1992), Cockerell (1911) [35], [102] đã mô tả đặc điểm về hình thái và ghi nhận sự phân bố của 37 loài ong mật họ Apidae thuộc 7 phân giống ở khu vực phương Đông, trong đó giống Pithitis có 6 loài, giống Neoceratina có 2 loài, giống Chloroceratina có 2 loài, giống Catoceratina có1 loài, giống Lioceratina có 8 loài, giống Xanthoceratina có 7 loài và giống Ceratinidia có 21 loài.
Tác giả cũng đã công bố 5 loài mới cho khoa học (Ceratina litoraria, Ceratina punctigena, Ceratina lieftinck, Ceratina jacobsoni và Certina papuana) và đưa ra khóa định loại đến loài cho khu vực nghiên cứu. Các nghiên cứu về giống Amegilla ở khu vực phương Đông đã ghi nhận được 17 loài ở độ cao dưới 2000 m, phân bố tập trung ở Malaya, Sumatra, Java. Khóa định loại đến loài, các hình ảnh minh họa cho các đặc điểm phân loại cũng đã được cung cấp (Lieftinck, 1992,1996) [63], [64]. Những thông tin về mẫu vật, đặc điểm hình thái nhận biết và sự phân bố của 17 loài ong mật thuộc giống Habropoda được trình bày.
Ngoài ra, 2 loài mới Habropoda impatiens và Habropoda erratica được ghi nhận bởi Cockerell (1926, 1929) [37], [38] được xem xét lại và đã được đính chính, chúng thực sự là các loài thuộc giống Elaphropoda chứ không phải giống Habropoda. Lieftinck phát hiện giống Elaphropoda là giống mới cho khoa học. Giống này phân bố trong các khu rừng mưa ẩm ướt của vùng núi thấp, thường có độ cao 1450 – 1700 m.
