Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu thành phần loài phân bố và hiện trạng của bộ bọ cạp scorpiones ở khu vực bắc trung bộ việt nam

Luận án tiến sĩ phân tích sinh học nghiên cứu thành phần loài phân bố và hiện trạng của bộ bọ cạp scorpiones ở khu vực bắc, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Trần Thị Hằng
• Người hướng dẫn: Phạm Đình Sắc
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Động vật học
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần loài, phân bố và hiện trạng của bộ bọ cạp (Scorpiones) ở khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tình hình nghiên cứu về bộ bọ cạp trên thế giới
• Tình hình nghiên cứu về thành phần loài của bộ bọ cạp trên thế giới
• Tình hình nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái học của bộ bọ cạp trên thế giới
• Tình hình nghiên cứu liên quan đến phân bố và nơi sống của bộ bọ cạp trên trế giới
• Tình hình nghiên cứu về vai trò của bộ bọ cạp đối với đời sống con người trên thế giới
• Tình hình nghiên cứu về hiện trạng của bộ bọ cạp trên thế giới
• Tình hình nghiên cứu về bộ bọ cạp tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu về thành phần loài của bộ bọ cạp tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái học của bộ bọ cạp tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu về phân bố của bộ bọ cạp tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu về vai trò của bộ bọ cạp đối với đời sống con người tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu về hiện trạng của bộ bọ cạp tại Việt Nam
• Tình hình nghiên cứu về bộ bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 2. CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.3. Vị trí địa lý của khu vực nghiên cứu
• 2.4. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu
• 2.5. Hệ thống hang động ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 2.6. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
• 2.6.1. Vật liệu, dụng cụ nghiên cứu
• 2.6.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6.3. Phương pháp kế thừa
• 2.6.4. Phương pháp điều tra, thu thập mẫu ngoài thực địa
• 2.6.5. Phương pháp xử lí mẫu và định loại trong phòng thí nghiệm
• 2.6.6. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm phân bố của bộ bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 2.6.7. Phương pháp đánh giá hiện trạng của các loài thuộc bộ bọ cạp
• 2.6.8. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần loài bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.2. Danh sách loài bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.3. Cấu trúc thành phần loài bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.4. Mô tả các loài trong khu vực nghiên cứu
• 3.4.1. Loài Vietbocap aurantiacus Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018
• 3.4.2. Loài Vietbocap quinquemilia Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018
• 3.4.3. Loài Vietbocap thienduongensis Lourenco & Pham, 2012
• 3.4.4. Loài Vietbocap canhi Lourenco & Pham, 2010
• 3.4.5. Loài Euscorpiops sejnai Kovarık, 2000
• 3.4.6. Loài Euscorpiops dakrong Lourenco & Pham, 2014
• 3.4.7. Loài Liocheles australasiae (Fabricius, 1775)
• 3.4.8. Loài Lychas mucronatus (Fabricius, 1798)
• 3.4.9. Loài Heterometrus laoticus Couzijn, 1981
• 3.5. Đặc điểm phân bố của bộ bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.5.1. Đặc trưng phân bố của bộ bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ theo sinh cảnh
• 3.5.2. Đặc trưng phân bố bộ bọ cạp tại Bắc Trung Bộ theo độ cao
• 3.5.3. Đặc trưng phân bố của bộ bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ theo mùa
• 3.5.4. Đặc trưng phân bố địa lý của bộ bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.6. Tính chất địa động vật của các loài bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam
• 3.7. Hiện trạng của bộ bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.7.1. Hiện trạng chung của các loài bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ
• 3.7.2. Hiện trạng của Vietbocap canhi tại động Tiên Sơn
• 3.7.3. Hiện trạng của các loài Vietbocap trong động Thiên Đường
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thành phần loài bọ cạp ở Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu đã xác định thành phần loài của bọ cạp (Scorpiones) tại khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam. Kết quả cho thấy sự đa dạng về loài với 8 loài thuộc 4 họ khác nhau. Trong đó, hai loài mới được phát hiện là Vietbocap quinquemilia và Vietbocap aurantiacus. Các loài này được mô tả chi tiết về đặc điểm sinh học và hình thái, góp phần làm phong phú thêm kiến thức về phân loại bọ cạp. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự xuất hiện của hai loài mới cho khu vực là Liocheles australasiae và Heterometrus laoticus. Điều này khẳng định tầm quan trọng của Bắc Trung Bộ như một khu vực giàu đa dạng sinh học.

1.1. Mô tả các loài bọ cạp

Các loài bọ cạp được mô tả chi tiết về hình thái và đặc điểm sinh học. Vietbocap aurantiacus có màu cam đặc trưng, trong khi Vietbocap quinquemilia được nhận diện qua cấu trúc chân kìm và hệ thống lông cảm giác. Euscorpiops sejnai và Euscorpiops dakrong được phân biệt qua cấu trúc giáp đầu ngực và tấm bụng. Các mô tả này không chỉ hỗ trợ phân loại mà còn cung cấp dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu về sinh thái và bảo tồn.

II. Phân bố của bọ cạp theo sinh cảnh và địa lý

Nghiên cứu đã phân tích phân bố của bọ cạp theo sinh cảnh, độ cao, và mùa tại Bắc Trung Bộ. Kết quả cho thấy các loài bọ cạp phân bố chủ yếu ở các khu vực rừng núi, hang động, và vùng đất thấp. Vietbocap canhi được tìm thấy chủ yếu ở động Tiên Sơn, trong khi Vietbocap thienduongensis tập trung ở động Thiên Đường. Sự phân bố này phụ thuộc vào điều kiện môi trường sống như độ ẩm, nhiệt độ, và nguồn thức ăn. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt về phân bố địa lý giữa các loài, phản ánh tính chất địa động vật của khu vực.

2.1. Phân bố theo sinh cảnh

Các loài bọ cạp phân bố chủ yếu ở ba sinh cảnh chính: rừng núi, hang động, và vùng đất thấp. Euscorpiops sejnai thường xuất hiện ở rừng núi, trong khi Vietbocap canhi ưa thích môi trường hang động. Sự phân bố này phản ánh sự thích nghi của các loài với điều kiện môi trường sống khác nhau.

III. Hiện trạng bảo tồn bọ cạp

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng của các loài bọ cạp tại Bắc Trung Bộ, đặc biệt là các loài thuộc giống Vietbocap. Kết quả cho thấy nhiều loài đang đối mặt với nguy cơ suy giảm quần thể do môi trường sống bị thu hẹp và tác động của con người. Vietbocap canhi và Vietbocap thienduongensis được xếp vào nhóm nguy cấp theo tiêu chí của IUCN. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp bảo tồn như thiết lập khu bảo tồn, hạn chế khai thác, và nâng cao nhận thức cộng đồng.

3.1. Đề xuất bảo tồn

Để bảo vệ các loài bọ cạp nguy cấp, nghiên cứu đề xuất thiết lập các khu bảo tồn tại các khu vực có mật độ cao như động Tiên Sơn và động Thiên Đường. Các biện pháp khác bao gồm hạn chế khai thác, kiểm soát du lịch, và nâng cao nhận thức về giá trị đa dạng sinh học của bọ cạp.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu cơ bản về thành phần loài, phân bố, và hiện trạng của bọ cạp tại Bắc Trung Bộ. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần vào phân loại học mà còn hỗ trợ các hoạt động bảo tồn và quản lý đa dạng sinh học. Việc phát hiện các loài mới và ghi nhận sự phân bố của chúng cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng chính sách bảo vệ hệ sinh thái và môi trường sống của bọ cạp.

4.1. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu được ứng dụng trong việc xây dựng kế hoạch bảo tồn các loài bọ cạp nguy cấp tại Bắc Trung Bộ. Nghiên cứu cũng cung cấp dữ liệu quan trọng cho các chương trình giáo dục và nâng cao nhận thức về đa dạng sinh học và bảo tồn.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Bọ cạp (Scorpiones) thuộc lớp Hình nhện (Arachnida), ngành Chân khớp (Arthropoda), là một trong những nhóm động vật chân cạn cổ xưa nhất với lịch sử tiến hóa xuất hiện từ kỷ Silur. Trên thế giới, đã có hơn 2.000 loài bọ cạp được ghi nhận, đóng vai trò sinh thái quan trọng trong việc khống chế các quần thể động vật không xương sống, đồng thời là nguồn dược liệu tự nhiên có giá trị cao trong y học cổ truyền và hiện đại. Tuy nhiên, trước các tác động tiêu cực của quá trình biến đổi khí hậu, suy thoái môi trường sống và hoạt động khai thác quá mức của con người, nhiều quần thể bọ cạp đang đứng trước nguy cơ suy giảm số lượng nghiêm trọng.

Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu về phân loại học và sinh học bọ cạp còn ít và tản mạn. Tính đến năm 2016, cả nước mới ghi nhận 34 loài bọ cạp thuộc 11 giống và 6 họ. Khu vực Bắc Trung Bộ – một địa bàn có tính đa dạng sinh học cao, sở hữu nhiều kiểu sinh cảnh đặc thù và hệ thống hang động đá vôi cổ sinh quy mô lớn như Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng – trước đây chỉ có một số khảo sát sơ bộ, chưa có công trình nào đánh giá toàn diện và có hệ thống về khu hệ bọ cạp. Nhằm giải quyết khoảng trống nghiên cứu này, tác giả Trần Thị Hằng đã thực hiện luận án tiến sĩ sinh học với đề tài: "Nghiên cứu thành phần loài, phân bố và hiện trạng của bộ bọ cạp (Scorpiones) ở khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam".

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án

Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của luận án là xác định thành phần loài, đặc điểm phân bố và hiện trạng của các loài bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ, cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học phục vụ công tác bảo tồn, khai thác và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên sinh vật này.

Luận án tập trung giải quyết 3 nội dung nghiên cứu chính:

1. Nghiên cứu thành phần loài bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ.
2. Nghiên cứu đặc trưng phân bố của các loài bọ cạp tại khu vực nghiên cứu theo sinh cảnh, theo độ cao, theo mùa và theo vùng địa lý.
3. Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng của các loài bọ cạp ghi nhận được ở khu vực nghiên cứu theo các tiêu chuẩn bảo tồn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các loài bọ cạp thuộc bộ Scorpiones, lớp Arachnida, ngành Arthropoda phân bố tại khu vực Bắc Trung Bộ.
• Phạm vi không gian: Thực hiện tại 8 khu vực bảo tồn và vườn quốc gia thuộc 6 tỉnh Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế), bao gồm: Khu Bảo tồn Thiên nhiên (KBTTN) Pù Luông, KBTTN Xuân Liên, Vườn Quốc gia (VQG) Pù Mát, VQG Vũ Quang, KBTTN Kẻ Gỗ, VQG Phong Nha – Kẻ Bàng, KBTTN Đakrông và VQG Bạch Mã.
• Phạm vi thời gian: Quá trình điều tra thực địa, thu thập mẫu vật được triển khai từ tháng 5 năm 2016 đến tháng 10 năm 2019, kết hợp kế thừa các mẫu vật và tư liệu từ những giai đoạn khảo sát trước đó.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tình hình nghiên cứu bộ bọ cạp trên thế giới

Lịch sử nghiên cứu phân loại học bọ cạp thế giới bắt đầu từ công trình Systema Naturae của Linnaeus (1758) với 5 loài đầu tiên được mô tả. Các hệ thống phân loại sau đó được hoàn thiện qua các công trình nền tảng của C. L. Koch (1837), Kraepelin (1899) và Pocock (nghiên cứu hệ thống khu hệ bọ cạp Ấn Độ). Trong thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, nhiều nhà khoa học như Vachon, Couzijn, Fet, Sissom, Lowe, Braunwalder, Prendini, Kovařík và Lourenço đã có những đóng góp quan trọng trong việc chỉnh lý phân loại, mô tả các đơn vị phân loại mới ở cấp họ, giống và loài.

Về mặt sinh học và sinh thái học, các nghiên cứu của Alexander, Williams, Polis, Warburg và Boonchan đã làm rõ các tập tính săn mồi, hiện tượng phát huỳnh quang dưới ánh sáng tử ngoại (tia UV) do lớp hyalin trong tầng cutin, chu kỳ sinh sản và hiện tượng lưỡng hình giới tính. Về phân bố, nghiên cứu của Araujo và cộng sự (2010), Chowell và cộng sự (2005) chứng minh mối tương quan mật thiết giữa mật độ cá thể bọ cạp với chế độ mưa và độ ẩm theo mùa; trong khi Foord và cộng sự (2015) chỉ ra xu hướng suy giảm độ phong phú của bọ cạp theo thang độ cao.

Về giá trị y dược và độc học sinh học, nọc bọ cạp chứa các peptide trọng lượng phân tử thấp có khả năng ức chế chọn lọc các kênh ion natri, kali, canxi (như Margatoxin từ Centruroides margaritatus, Tamapin từ Mesobuthus tamulus, Chlorotoxin từ Leiurus quinquestriatus, hoặc chế phẩm Vidatox từ nọc Rhopalurus junceus ở Cuba).

Về hiện trạng bảo tồn, theo dữ liệu của Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN), tỷ lệ các loài hình nhện được đánh giá trong Sách đỏ còn thấp (năm 2014 đánh giá 209 loài; đến tháng 7/2019 đánh giá 325 loài trong tổng số hơn 102.248 loài hình nhện đã biết), trong đó 183 loài nằm ở các mức nguy cấp (CR, EN, VU).

Tình hình nghiên cứu bộ bọ cạp tại Việt Nam và khu vực Bắc Trung Bộ

Tại Việt Nam, các nghiên cứu bọ cạp đầu tiên được công bố bởi Fage (1933, 1946) dựa trên mẫu vật thu thập từ các chuyến thám hiểm của Dawydoff tại Côn Đảo (Hormiops davidovi). Các nghiên cứu tiếp theo của Lê Xuân Huệ và cộng sự (1993, 1998) ghi nhận 8 loài bọ cạp ở khu vực phía Nam. Vũ Hồng Quang (1996) nghiên cứu đặc điểm sinh học và thử nghiệm nhân nuôi Heterometrus spinifer và Lychas mucronatus. Hoàng Ngọc Anh và cộng sự đã tiến hành khảo sát hoạt tính dược lý của nọc bọ cạp H. laoticus và L. mucronatus, chứng minh tác dụng giảm đau trung ương, giảm đau ngoại biên và kháng viêm.

Từ năm 2010 đến 2016, sự hợp tác giữa Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Phạm Đình Sắc) và Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Paris (Wilson Lourenço) đã phát hiện nhiều giống và loài mới, tiêu biểu là việc phát hiện họ Pseudochactidae tại Việt Nam với giống mới Vietbocap Lourenço & Pham, 2010 cùng phân họ Vietbocapinae Lourenço, 2012 trong các hệ thống hang động đá vôi. Đến năm 2016, Việt Nam ghi nhận 34 loài bọ cạp thuộc 11 giống và 6 họ.

Tại khu vực Bắc Trung Bộ, trước khi luận án được thực hiện, các công bố khoa học chủ yếu tập trung vào một số loài hang động riêng lẻ tại Quảng Bình và Quảng Trị (Vietbocap canhi, Vietbocap thienduongensis, Euscorpiops dakrong). Chưa có bất kỳ công trình nào nghiên cứu toàn diện về thành phần loài trong các hệ sinh thái rừng tự nhiên, sinh thái hang động và đánh giá tình trạng bảo tồn bọ cạp trên toàn dải địa lý Bắc Trung Bộ.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung tiếp cận và cơ sở lý thuyết

Luận án tiếp cận nghiên cứu dựa trên các nguyên lý phân loại học hình thái động vật học cổ điển kết hợp sinh thái học phân bố và các tiêu chí đánh giá tình trạng bảo tồn quần thể theo chuẩn quốc tế của IUCN.

Các đặc trưng hình thái học được phân tích chi tiết gồm:

• Cấu trúc cơ thể: Số lượng đốt (18 đốt), giáp đầu ngực (prosoma/cephalothorax), gờ lưng, thùy trước và hệ thống mắt.
• Phần phụ: Cấu trúc chân kìm (chelicerae), chân xúc giác (pedipalps), dạng càng kẹp, hệ thống gai và răng kìm.
• Cơ quan chuyên biệt: Lược sinh dục (pectines), tấm bụng (sternum), nắp sinh dục (genital operculum), hệ thống lông cảm giác (trichobothria loại A) và đốt telson chứa tuyến nọc cùng ngòi chích.
• Đặc điểm quang học: Tầng cutin chứa lớp hyalin phát huỳnh quang khi chiếu tia tử ngoại bước sóng dài.

Phương pháp nghiên cứu thực địa

• Phân chia sinh cảnh điều tra: Khảo sát trên 3 dạng sinh cảnh chính: (1) Sinh cảnh rừng tự nhiên; (2) Sinh cảnh rừng trồng; (3) Sinh cảnh hang động đá vôi.
• Thời gian thu mẫu: Thu thập theo 2 mùa rõ rệt (mùa khô và mùa mưa) tại 8 điểm nghiên cứu.
• Kỹ thuật thu mẫu:
  • Ban đêm: Sử dụng đèn chiếu tia tử ngoại (đèn UV) quét bề mặt đất, hốc cây, vách đá để phát hiện cá thể bọ cạp nhờ hiện tượng phát quang sinh học, sau đó dùng panh chuyên dụng thu bắt.
  • Ban ngày: Tìm kiếm thủ công dưới các tảng đá, hốc đất, bóc lớp vỏ cây mục hoặc lật các thân gỗ mục bằng dao phát và panh gắp.
  • Trong hang động: Tiến hành điều tra ban ngày bằng đèn UV và đèn pin đội đầu tại các vùng sâu bên trong các hang khô.
  • Ghi nhận tọa độ GPS (Garmin 62), độ cao địa hình, nhiệt độ, độ ẩm và đặc trưng sinh cảnh tại từng điểm thu mẫu.

Địa điểm nghiên cứu	Tỉnh thành	Thời gian thu mẫu mùa mưa	Thời gian thu mẫu mùa khô
KBTTN Pù Luông	Thanh Hóa	10/09/2016 – 17/09/2016	05/04/2017 – 12/04/2017
KBTTN Xuân Liên	Thanh Hóa	18/09/2016 – 25/09/2016	13/04/2017 – 20/04/2017
VQG Pù Mát	Nghệ An	07/07/2017 – 14/07/2017	05/03/2018 – 12/03/2018
VQG Vũ Quang	Hà Tĩnh	15/07/2017 – 23/07/2017	13/03/2018 – 20/03/2018
KBTTN Hồ Kẻ Gỗ	Hà Tĩnh	23/07/2017 – 29/07/2017	21/03/2018 – 27/03/2018
VQG Phong Nha – Kẻ Bàng	Quảng Bình	15/09/2017 – 26/09/2017 03/06/2018 – 07/06/2018	01/03/2017 – 10/03/2017
KBTTN Đakrông	Quảng Trị	27/09/2017 – 05/10/2017	05/01/2019 – 12/01/2019
VQG Bạch Mã	Thừa Thiên Huế	08/06/2018 – 18/06/2018	13/01/2019 – 20/01/2019

Phương pháp xử lý mẫu và định loại trong phòng thí nghiệm

Mẫu vật thu thập được cố định và bảo quản trong cồn 75% tại Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam và Trung tâm Kiểm soát bệnh tật TP. Hà Nội. Mẫu vật được giải phẫu và phân tích cấu trúc dưới kính lúp soi nổi Nikon và kính hiển vi soi nổi Leica M80. Khóa định loại và tài liệu so sánh dựa trên các công trình chuyên khảo quốc tế của Couzijn (1981), Tikader (1983), Stahnke (1970) cùng các ấn phẩm của Lourenço và Phạm Đình Sắc.

Phương pháp đánh giá hiện trạng bảo tồn

Tình trạng quần thể và mức độ đe dọa tuyệt chủng của các loài bọ cạp được phân tích, đánh giá dựa trên khung tiêu chí phân hạng của Sách đỏ IUCN (phiên bản cập nhật), tập trung vào các tiêu chí về diện tích phân bố (EOO), diện tích nơi cư trú (AOO), số lượng địa điểm ghi nhận, chất lượng sinh cảnh sống và quy mô quần thể.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I. Tổng quan tình hình nghiên cứu

Chương này tổng thuật toàn diện các nghiên cứu về bọ cạp trên phạm vi toàn cầu và tại Việt Nam:

• Nguồn gốc và tiến hóa: Tổng kết quá trình phát sinh của bọ cạp từ lớp bọ cạp biển (Eurypterida) ở kỷ Silur, thích nghi chuyển lên cạn ở cuối kỷ Devon và đầu kỷ Carbon (345 triệu năm trước).
• Hệ thống học: Trình bày sự biến động và các quan điểm phân loại học khác nhau giữa các tác giả (Victor Fet: 16 họ; Lorenzo Prendini: 18 họ; Wilson Lourenço: 23 họ).
• Đặc trưng sinh thái và phân bố: Nhấn mạnh khu hệ bọ cạp phong phú nhất ở vĩ độ 23°B – 38°B thuộc Bắc bán cầu. Phân tích sinh thái bọ cạp hang động chuyên biệt (troglobite) – nhóm động vật hiếm gặp trên thế giới đã thích nghi làm mất sắc tố và tiêu giảm mắt.
• Giá trị kinh tế, y sinh và hiện trạng: Đánh giá các thành phần độc tố trong nọc bọ cạp phục vụ sản xuất dược phẩm sinh học; tổng kết các nguyên nhân dẫn đến suy giảm quần thể bọ cạp trên thế giới và phân tích thực trạng tư liệu nghèo nàn về bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ.

Chương II. Đối tượng, thời gian, địa điểm và phương pháp nghiên cứu

Chương II trình bày chi tiết về đối tượng sinh học, điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu và toàn bộ quy trình thực nghiệm:

• Đặc điểm khu vực nghiên cứu: Phân tích vị trí địa lý 6 tỉnh Bắc Trung Bộ trải dài từ 16°10' đến 20°15' vĩ độ Bắc; 103°10' đến 106°05' kinh độ Đông với diện tích tự nhiên 51.400 km². Phân chia 3 tiểu vùng địa lý: Bắc sông Cả, sông Cả đến đèo Ngang, và đèo Ngang đến đèo Hải Vân.
• Đặc thù sinh thái hang động: Phân tích giá trị carxtơ đá vôi cổ sinh của VQG Phong Nha – Kẻ Bàng với hơn 300 hang động, niên đại 400 triệu năm từ Đại Cổ Sinh, hình thành môi trường sống độc nhất cho các loài bọ cạp cổ.
• Hệ thống phương pháp luận: Trình bày chi tiết phương pháp điều tra thực địa theo tuyến và ô tiêu chuẩn, phương pháp sử dụng bẫy đèn UV ban đêm, kỹ thuật bắt ban ngày bằng panh, kỹ thuật bóc vỏ thân gỗ và lật đá, quy trình bảo quản mẫu trong cồn 75%, phương pháp chụp ảnh cấu trúc vi thể và kỹ thuật định loại hình thái học.

Chương III. Kết quả và thảo luận

1. Thành phần loài bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ

Luận án đã xác định được danh sách các loài bọ cạp phân bố tại khu vực Bắc Trung Bộ, phân tích cấu trúc thành phần loài theo giống, họ và mô tả chi tiết đặc điểm hình thái của từng loài ghi nhận được:

• Mô tả chi tiết 2 loài mới cho khoa học thuộc giống Vietbocap (họ Pseudochactidae) thu thập tại động Thiên Đường, VQG Phong Nha – Kẻ Bàng:
  1. Vietbocap aurantiacus Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018
  2. Vietbocap quinquemilia Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018
• Mô tả chi tiết các đặc điểm hình thái, chân kìm, chân xúc giác, hệ thống lông cảm giác và tấm bụng của các loài khác trong khu vực:
  • Vietbocap thienduongensis Lourenço & Pham, 2012 (hang động)
  • Vietbocap canhi Lourenço & Pham, 2010 (hang động Tiên Sơn)
  • Euscorpiops sejnai Kovařík, 2000 (ghi nhận tại VQG Bạch Mã)
  • Euscorpiops dakrong Lourenço & Pham, 2014 (ghi nhận tại KBTTN Đakrông)
  • Liocheles australasiae (Fabricius, 1775) (ghi nhận mới cho khu vực Bắc Trung Bộ tại Phong Nha – Kẻ Bàng và Pù Mát)
  • Lychas mucronatus (Fabricius, 1798) (loài phân bố phổ biến)
  • Heterometrus laoticus Couzijn, 1981 (ghi nhận mới cho khu vực Bắc Trung Bộ)

2. Đặc điểm phân bố của bộ bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ

• Phân bố theo sinh cảnh: Phân tích sự hiện diện và mật độ của các loài trong 3 sinh cảnh: rừng tự nhiên (nơi cư trú chủ yếu của các loài thuộc giống Euscorpiops, Heterometrus, Lychas, Liocheles), rừng trồng (ghi nhận Lychas mucronatus) và hệ thống hang động carxtơ (nơi cư trú chuyên biệt của các loài thuộc giống Vietbocap).
• Phân bố theo độ cao: Khảo sát sự phân tầng mật độ loài theo các đai độ cao từ dưới 100m, 100m – 500m, 500m – 1000m đến trên 1000m. Mật độ cá thể và độ phong phú loài tập trung chủ yếu ở các đai độ cao thấp dưới 500m và giảm dần khi lên cao.
• Phân bố theo mùa: So sánh số lượng cá thể bọ cạp thu thập được giữa mùa khô và mùa mưa. Tần suất hoạt động và số lượng bắt gặp trong mùa mưa cao hơn rõ rệt so với mùa khô, liên quan trực tiếp đến độ ẩm và sự dồi dào của nguồn thức ăn côn trùng.
• Phân bố địa lý và tính chất địa động vật: Phân tích mối quan hệ phát sinh giữa khu hệ bọ cạp Bắc Trung Bộ với các vùng địa động vật lân cận (vùng Ấn Độ – Mã Lai, Đông Dương) và khẳng định tính đặc hữu cao của hệ thống hang động vùng đá vôi Phong Nha – Kẻ Bàng với sự hiện diện của họ cổ Pseudochactidae.

3. Hiện trạng của bộ bọ cạp ở khu vực Bắc Trung Bộ

• Đánh giá hiện trạng quần thể của các loài bọ cạp trên toàn khu vực nghiên cứu.
• Đánh giá chi tiết hiện trạng loài Vietbocap canhi tại động Tiên Sơn: Thống kê số lượng cá thể bắt gặp, phân tích tác động tiêu cực của rác thải du lịch (rác thải nhựa) và ánh sáng nhân tạo trong lòng hang.
• Đánh giá hiện trạng các loài Vietbocap (Vietbocap thienduongensis, Vietbocap aurantiacus, Vietbocap quinquemilia) tại động Thiên Đường: Xác định các nguy cơ đe dọa trực tiếp do hoạt động phát triển du lịch, xây dựng hạ tầng cầu thang gỗ, ánh sáng đèn điện công suất lớn làm thay đổi vi khí hậu hang động và thu hẹp sinh cảnh sống tự nhiên.
• Áp dụng các tiêu chí của Sách đỏ IUCN để xác định thứ hạng nguy cấp cho các loài bọ cạp hang động đặc hữu.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Phát hiện và mô tả các đơn vị phân loại mới: Luận án đã mô tả 2 loài bọ cạp mới cho khoa học thuộc giống bọ cạp hang động Vietbocap (họ Pseudochactidae) thu thập tại động Thiên Đường (VQG Phong Nha – Kẻ Bàng, Quảng Bình) là Vietbocap aurantiacus Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018 và Vietbocap quinquemilia Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018.
2. Bổ sung dẫn liệu phân bố mới: Lần đầu tiên ghi nhận mới 2 loài bọ cạp cho khu vực Bắc Trung Bộ gồm loài Liocheles australasiae (Fabricius, 1775) tại VQG Phong Nha – Kẻ Bàng và VQG Pù Mát; và loài Heterometrus laoticus Couzijn, 1981.
3. Xây dựng cơ sở dữ liệu có hệ thống: Luận án là công trình đầu tiên cung cấp dữ liệu toàn diện về danh mục thành phần loài, đặc trưng phân bố sinh thái (theo sinh cảnh, độ cao, mùa vụ) và tính chất địa động vật học của bộ bọ cạp tại khu vực 6 tỉnh Bắc Trung Bộ.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn: Luận án đã lượng hóa hiện trạng quần thể và áp dụng tiêu chí IUCN để đề xuất đưa các loài bọ cạp hang động quý hiếm, có vùng phân bố cực kỳ hẹp như Vietbocap canhi, Vietbocap thienduongensis vào Sách đỏ Việt Nam và Danh lục đỏ IUCN ở thứ hạng nguy cấp.
2. Khuyến nghị quản lý sinh cảnh: Đưa ra các cảnh báo cụ thể về tác động của du lịch đại chúng và hoạt động xây dựng cơ sở hạ tầng trong các hang động (như động Tiên Sơn, động Thiên Đường) đối với hệ động vật không xương sống cổ xưa; đề xuất giải pháp kiểm soát rác thải, hạn chế ô nhiễm ánh sáng và phân vùng bảo vệ nghiêm ngặt các vùng lõi hang động nơi bọ cạp sinh sống.
3. Cơ sở định hướng khai thác bền vững: Cung cấp thông tin sinh học và phân bố của các loài bọ cạp có giá trị y dược (Heterometrus, Lychas) phục vụ việc khai thác hợp lý và nghiên cứu ứng dụng dược chất trong tương lai.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Phạm vi nghiên cứu: Các đợt điều tra thực địa tập trung chủ yếu tại 8 khu rừng đặc dụng và vườn quốc gia trọng điểm tại 6 tỉnh Bắc Trung Bộ, chưa thể bao phủ toàn bộ các khu vực đồi núi đá vôi hẻo lánh và các hệ thống hang động ngầm chưa được khai phá.
• Phương pháp tiếp cận: Luận án chủ yếu sử dụng phương pháp phân loại hình thái truyền thống và phân tích sinh thái thực địa; chưa tích hợp các công cụ sinh học phân tử (giải trình tự DNA barcode, phân tích phylogenetics) để làm rõ hơn mối quan hệ tiến hóa di truyền giữa các quần thể bọ cạp cổ trong khu vực carxtơ Đông Dương.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Mở rộng điều tra khu hệ bọ cạp tại các hang động tự nhiên khác dọc theo dãy Trường Sơn và biên giới Việt – Lào.
  • Ứng dụng chỉ thị phân tử DNA để nghiên cứu cấu trúc di truyền học quần thể và tiến hóa loài của họ Pseudochactidae.
  • Nghiên cứu sâu về thành phần hóa sinh và dược tính sinh học nọc độc của các loài bọ cạp bản địa phục vụ y dược học.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị cao cho nhiều nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên ngành Động vật học, Sinh thái học: Cung cấp nguồn tư liệu học thuật chuẩn xác về phương pháp định loại hình thái bọ cạp, kỹ thuật điều tra thực địa bằng tia cực tím (UV), sơ đồ giải phẫu và hệ thống lông cảm giác (trichobothria).
• Các nhà quản lý bảo tồn thiên nhiên và Vườn quốc gia: Cung cấp luận cứ khoa học thực tế để Ban quản lý VQG Phong Nha – Kẻ Bàng, Pù Mát, Bạch Mã xây dựng phương án giám sát đa dạng sinh học hang động, điều chỉnh hoạt động du lịch sinh thái nhằm bảo vệ các loài nguy cấp.
• Cơ quan quản lý môi trường và lập chính sách: Làm căn cứ dữ liệu để Hội đồng biên soạn Sách đỏ Việt Nam cập nhật, bổ sung các loài bọ cạp hang động vào danh mục các loài được ưu tiên bảo vệ theo pháp luật.
• Các nhà khoa học lĩnh vực Hóa dược và Độc học: Cung cấp dẫn liệu phân bố, sinh khối và đặc tính phân loại của các loài bọ cạp có tiềm năng chiết xuất nọc độc trị liệu.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã phát hiện và mô tả những loài bọ cạp mới nào cho khoa học?

Luận án đã mô tả 2 loài bọ cạp mới cho khoa học thuộc giống Vietbocap, họ Pseudochactidae thu thập tại động Thiên Đường, Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng (tỉnh Quảng Bình) là:

• Vietbocap aurantiacus Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018
• Vietbocap quinquemilia Lourenço, Pham, Tran & Tran, 2018

2. Những loài bọ cạp nào lần đầu tiên được ghi nhận phân bố tại khu vực Bắc Trung Bộ?

Luận án đã ghi nhận mới 2 loài bọ cạp cho khu vực Bắc Trung Bộ gồm:

• Liocheles australasiae (Fabricius, 1775) (ghi nhận tại VQG Phong Nha – Kẻ Bàng và VQG Pù Mát)
• Heterometrus laoticus Couzijn, 1981

3. Phương pháp kỹ thuật chủ đạo nào được sử dụng để phát hiện và thu thập bọ cạp ngoài thực địa?

Phương pháp chủ đạo là điều tra ban đêm bằng đèn chiếu tia tử ngoại (đèn UV). Nhờ chất hyalin trong lớp biểu bì (cutin) của bọ cạp phát ra ánh sáng huỳnh quang dưới tia UV bước sóng dài, người nghiên cứu có thể dễ dàng phát hiện và thu bắt bọ cạp bằng panh chuyên dụng. Ban ngày, mẫu vật được thu bắt bằng cách lật đá và bóc vỏ các thân cây gỗ mục.

4. Những mối đe dọa chính nào đang tác động tiêu cực đến bọ cạp hang động tại Bắc Trung Bộ?

Các loài bọ cạp hang động (đặc biệt là giống Vietbocap tại động Tiên Sơn và động Thiên Đường) chịu sự đe dọa trực tiếp từ:

• Hoạt động phát triển du lịch ồ ạt, việc xây dựng các công trình hạ tầng nhân tạo (cầu sàn gỗ, hệ thống chiếu sáng công suất lớn) làm thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và cấu trúc tự nhiên của hang động.
• Ô nhiễm rác thải do khách du lịch thải ra (đặc biệt là rác thải nhựa).
• Sự thu hẹp diện tích sinh cảnh sống chuyên biệt và suy giảm nguồn thức ăn tự nhiên.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Trần Thị Hằng đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu, đánh giá một cách toàn diện và có hệ thống khu hệ bọ cạp tại khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam. Công trình đã có đóng góp quan trọng cho khoa học khi mô tả 2 loài mới cho khoa học (Vietbocap aurantiacus, Vietbocap quinquemilia) và ghi nhận mới 2 loài cho khu vực (Liocheles australasiae, Heterometrus laoticus). Đồng thời, các dẫn liệu về hiện trạng quần thể và sinh thái học được cung cấp trong luận án là cơ sở khoa học thiết thực phục vụ công tác quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững tài nguyên sinh vật tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu về thời kỳ vàng các nghiên cứu về bọ cạp, các đóng góp lớn phải kể đến các nghiên cứu về phân loại và địa sinh học. Ngoài ra cũng có một số lượng các công trình công bố nhưng ít được biết đến hơn bởi các nhà nghiên cứu như Banks, Pavesi và Penther. Trước khi Kraepelin công bố công trình nghiên cứu của mình, nghiên cứu được thực hiện bởi Laurie đã thoát khỏi cách tiếp cận theo hướng chỉ mô tả hình thái học của bọ cạp [5, 24]. Nhiều tài liệu đã ghi nhận chính thức 16 họ bọ cạp tồn tại trên thế giới (trong đó đã bao gồm một số giống hoặc loài đã tuyệt chủng): Bothriuridae, Buthidae, Chactidae, Chaerilidae, Diplocentridae, Euscorpiidae, Hemiscorpiidae, Heteroscorpionidae, Luridae, Liochelidae, Microcharmidae, Pseudochactidae, Scorpionidae, Superstitioniidae, Troglotayosicidae, và Urodacidae.

Khoảng một thập kỷ trước, trên thế giới chỉ ghi nhận 9 họ bọ cạp nhưng gần đây số lượng các 5 loài ở các bậc phân loại cao hơn được ghi nhận ngày càng tăng (phân họ hoặc cao hơn) [19]. Trong số các họ được ghi nhận mới phải kế đến họ mới hoàn toàn là họ Pseudochactidae [25]; cân bằng với thứ hạng của các phân họ đã tồn tại như Euscorpiinae, Superstitioniinae, Heteroscorpioninae, Hemiscorpiinae, Urodacinae và tạo ra nhóm phân loại mới ở cấp độ họ cho các giống trước đây được đặt trong các họ khác như Microcharmidae và Troglotayosicidae. Do đó, đã dẫn đến những tranh cãi về hiện trạng của các họ Hadogenidae và Lisposomidae. Kjellesvig-Waering đã sửa đổi tất cả các dữ liệu về bọ cạp hóa thạch.

Phần lớn trong số đó thuộc về các loài đã tuyệt chủng ở cấp độ bộ phụ và dưới bộ. Đây là lý do đặc biệt quan trọng bởi những khám phá mới được chỉnh sửa về bọ cạp trong kỷ Phấn Trắng (Cretaceous) ở Brazil, Li - băng, Burma, Pháp. Các nghiên cứu của Prendini và Wheeler đã tóm lược các nghiên cứu về phân loại bọ cạp trong vòng 25 qua. Đầu tiên có 7 họ, số lượng tăng lên 13 họ, sau đó giảm còn 9 họ, tiếp theo là 13 họ và 16 họ bọ cạp, tăng hơn nữa lên 20 họ rồi lại giảm còn 14 họ, tiếp tục tăng lên 18 họ và cuối cùng lại về 13 họ.

Những vấn đề này đã được nghiên cứu và đánh giá một cách toàn diện và chuyên sâu bởi hai ông, giúp cho việc kiểm soát chất lượng trong quá trình phân loại và xuất bản trong tương lai [4, 22]. Tuy nhiên các tác giả Fet và Soleglad đã phản đối kết quả nghiên cứu trên và quay trở lại với hệ thống phân loại trước đó của họ [26]. Cho đến năm 2011, thế giới đã công bố 2.068 loài bọ cạp [4, 9, 27]. Như vậy cho đến hiện tại, do quan điểm khoa học của các nhà khoa học còn nhiều điểm khác nhau nên vẫn tồn tại những hệ thống phân loại bọ cạp khác nhau của một số tác giả, vì vậy số họ bọ cạp theo quan điểm của các tác giả này cũng khác nhau.

Gần đây nhất có thể kể đến các tác giả như Victo Fet phân chia thành 16 họ, Predini phân chia thành18 họ, Lourenco phân chia thành 23 họ [3, 4, 19]. Tình hình nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái học của bộ bọ cạp trên thế giới Bọ cạp là một trong những nhóm động vật chân khớp cổ xưa và phong phú về mặt địa sinh học [1]. Bọ cạp là sinh vật nguyên thủy nhất trong lớp hình 6 nhện. Các đặc điểm cơ thể bọ cạp thay đổi rất ít so với khi chúng mới xuất hiện trên trái đất ở kỷ Silur (cách đây 395 triệu năm) [11].

Tuổi thọ trung bình của bọ cạp từ 2 đến 6 năm.