BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

Nguyễn Thị Định

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CỦA HỌ BỌ CÁNH CỨNG

ĂN LÁ (CHRYSOMELIDAE) VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA

CHÚNG VỚI THỰC VẬT TRONG ĐIỀU KIỆN MÔI

TRƯỜNG CỦA VƯỜN QUỐC GIA NÚI CHÚA, TỈNH

NINH THUẬN, VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP

SINH HỌC PHÂN TỬ

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 9 42 01 20

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2018

Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ

- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Nguyễn Văn Sinh

Người hướng dẫn khoa học 2: TS. Jesús Gómez-Zurita

Phản biện 1: …

Phản biện 2: …

Phản biện 3: ….

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ

cấp Học viện, họp tại Haọc viện Khoa học và Công nghệ - Viện

Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’,

ngày … tháng … năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của luận án

Các quần xã sinh vật không phải là các đơn vị độc lập, mà là những

mảnh ghép của bức tranh môi trường tự nhiên, và có sự phụ thuộc lẫn

nhau. Trong đó, quần xã thực vật có liên quan chặt chẽ đến tính chất vật

lý của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ mặt trời…Các nhân tố

vật lý này thay đổi theo độ cao, sẽ kéo theo sự thay đổi trong cấu trúc

của quần xã thực vật. Về phần mình, thực vật là thức ăn của nhiều loại

côn trùng, có vai trò quyết định trong sự đa dạng cũng như sự phân bố

của chúng. Nghiên cứu về phản ứng của côn trùng ăn thực vật với sự

thay đổi của quần xã thực vật theo độ cao sẽ giúp chúng ta hiểu biết rõ

hơn về mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau trong hệ sinh thái.

Bọ cánh cứng ăn lá (Chrysomelidae) là một họ lớn nhất trong bộ cánh

cứng (Coleoptera). Thức ăn của Chrysomelidae là thực vật, vì vậy

chúng có liên kết chặt chẽ với thực vật trong toàn bộ đời sống và việc

thu bắt mẫu của chúng tương đối đơn giản. Do đó, Chrysomelidae là

nhóm côn trùng phù hợp làm đối tượng cho việc nghiên cứu sự phụ

thuộc của các quần xã sinh vật trong hệ sinh thái.

Vườn Quốc Gia (VQG) Núi Chúa bao gồm diện tích rừng bán khô

hạn độc đáo nhất Việt Nam và quần xã thực vật ở đây có sự thay đổi rõ

rệt theo độ cao từ rừng khô trên đất thấp, qua rừng chuyển tiếp (rừng

bán ẩm) tới rừng ẩm thường xanh trên núi cao. Vì vậy, VQG Núi Chúa

là địa điểm lý tưởng để thực hiện nghiên cứu của luận án.

Vì tất cả các lý do trên tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đa dạng của họ

bọ cánh cứng ăn lá (Chrysomelidae) và mối quan hệ của chúng với

thực vật trong điều kiện môi trường của vườn quốc gia Núi Chúa,

tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam bằng phương pháp sinh học phân tử”

2

2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án

Đánh giá sự đa dạng loài và sự biến động theo không gian của họ

Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa.

Xác định thức ăn của các loài họ Chrysomelidae và đánh giá sự

thay đổi thức ăn của chúng theo không gian.

3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án

Sử dụng bộ ba mã vạch ADN để đánh giá sự đa dạng loài của họ

Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa.

Sử dụng bộ ba mã vạch ADN để xác định thức ăn của các loài họ

Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa.

Xác định sự biến đổi thành phần của họ Chrysomelidae và thức ăn

của chúng theo không gian ở VQG Núi Chúa.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Các vấn đề liên quan đến luận án

1.1.1. Sử dụng công cụ sinh học phân tử để đánh giá đa dạng sinh

học

1.1.1.1. Đa dạng sinh học và những vấn đề liên quan

Định nghĩa đa dạng sinh học: Theo Luật Đa dạng sinh học (2008) thì

“Đa dạng sinh học là sự phong phú về gen, loài sinh vật và hệ sinh

thái trong tự nhiên”. Trong ba cấp độ đa dạng thì đa dạng loài được sử

dụng nhiều trong nghiên cứu về sinh học, bảo tồn và sinh thái học.

Mora et al. (2011) dự đoán có khoảng 8,7 triệu (± 1,3 triệu) loài có

nhân trên toàn cầu; trong đó có khoảng 2,2 triệu (± 0,18 triệu) là sống

dưới biển. Họ cho rằng khoảng 86% các loài đang tồn tại trên trái đất

và 91% các loài trong đại dương vẫn đang chờ đợi mô tả. Đến nay,

tổng số loài mô tả được chấp nhận trên thế giới được ước tính là gần

1.900.000 loài và có khoảng 18.000 loài mới được miêu tả mỗi năm

3

(Chapman 2009). Trong đó rừng nhiệt đới hỗ trợ 50% đa dạng sinh

học trên trái đất (Myers 1988, Mittermeier et al. 1998) và 80% các

loài côn trùng đã biết (WWF), 1998) mặc dù chỉ bao phủ <10% diện

tích đại lục trái đất (Achard et al. 2002).

Đánh giá đa dạng sinh học: Các nhà sinh vật học thường đánh giá đa

dạng sinh học thông qua đánh giá độ giàu loài. Có hai phương pháp

chính để đánh giá độ giàu loài đó là phương pháp định tính (số loài)

và phương pháp định lượng (số cá thể hoặc sinh khối từng loài). Lý

tưởng nhất, để đánh giá đa dạng sinh học là đo lường sự phong phú

của tất cả các sinh vật theo không gian và thời gian, sử dụng phân loại

(số lượng các loài), đặc điểm chức năng và sự tương tác giữa các loài

có ảnh hưởng đến động lực và chức năng của chúng. Thậm chí quan

trọng hơn sẽ là đánh giá sự dịch chuyển của đa dạng sinh học trong

không gian hoặc thời gian. Hiện nay, chúng ta không thể làm được

điều này với độ chính xác cao bởi vì các số liệu còn thiếu.

Khủng hoảng đa dạng sinh học: là sự mất đi của gen, các loài và các

hệ sinh thái. Vos et al. (2015) ước tính rằng sự mất đi trong tự nhiên

có thể gần với tỷ lệ 0,1 loài trên một triệu loài trên một năm và do đó

tỷ lệ tuyệt chủng hiện nay là cao hơn 1.000 lần so với tỷ lệ tự nhiên và

trong tương lai có thể sẽ cao hơn 10.000 lần. Levin (2002) cho thấy

rằng trung bình cứ 20 phút có một loài trên trái đất bị mất đi.

Trở ngại phân loại trong nghiên cứu đa dạng sinh học: Việc thiếu tên

khoa học và những khó khăn trong việc xác định loài trong nghiên cứu

sinh thái là "trở ngại phân loại" (New, 1984). Điều này đang có ảnh

hưởng rất lớn cho khoa học bảo tồn. Nhiều loài sẽ bị tuyệt chủng

trước khi chúng được mô tả và chúng ta vẫn tiếp tục không biết chính

xác có bao nhiêu loài trên hành tinh của chúng ta. Các "trở ngại phân

4

loại" đã dẫn tới sự hiểu biết không đầy đủ về phần lớn đa dạng sinh

học toàn cầu.

1.1.1.2. Sử dụng công cụ sinh học phân tử để tăng tốc độ đánh giá đa

dạng sinh học

Sử dụng công cụ sinh học phân tử để đánh giá đa dạng loài: Mã vạch

ADN dựa trên gen ty thể (thường xuyên nhất là gen COI) đã nổi lên

như một công cụ hữu ích để xác định các loài động vật. Mã vạch ADN

được sử dụng như một công cụ hiệu quả cho cả việc xác định các loài

đã biết và phát hiện ra những loài mới (Hebert et al. 2003, 2010,

Savolainen et al. 2005). Mã vạch ADN có thể cung cấp thêm cơ sở dữ

liệu giúp phân loại loài được chính xác hơn (Thompson et al. 2012).

Thứ hai, mã vạch ADN có thể giúp xác định loài trong những trường

hợp việc định loại chỉ được thực hiện tới mức chi hoặc họ. Thứ ba, dữ

liệu di truyền thu thập cho mã vạch ADN thường bao gồm các biến

đổi trong một loài, chúng cho phép phân tích theo hướng mức độ thấp

của quần thể bao gồm cả việc phát hiện các cấu trúc di truyền, và

trong một số trường hợp là theo dõi biến động quần thể (Nagy et al.

2013).

Mã vạch ADN trên nhiễm sắc thể hiện nay thường được sử dụng

nhiều nhất cho thực vật. Hai vùng ADN được định nghĩa là 'mã vạch

lõi' gồm rbcLa và matK đã được chuẩn hóa như mã vạch ADN cho

thực vật trên cạn (CBOL Plant Working Group 2009). Ngoài các mã

vạch lõi, hai khu vực khác, trnH-psbA và nrITS đã được đề xuất như

mã vạch ADN bổ sung cho thực vật (Hollingsworth et al. 2011, Li et

al. 2011).

Sử dụng công cụ sinh học phân tử trong nghiên cứu tương tác sinh

thái: Phương pháp này tách chiết ADN từ mô của thực vật bị tiêu hóa

5

bởi côn trùng ăn thực vật. Một phần của ADN lục lạp (chloroplast) đã

được khuếch đại, và các trình tự gen thực vật đã được xác định qua so

sánh với cơ sở dữ liệu tham khảo hiện tại như GenBank hoặc thư viện

mã vạch ADN của các nhóm thực vật đích. Kỹ thuật dựa trên ADN

này cho phép chúng ta xác định thực vật chủ của côn trùng ăn thực vật

mà không quan sát trực tiếp. Hơn nữa, bởi vì kỹ thuật này nhắm vào ít

mục tiêu, nó làm giảm khả năng bỏ qua mối quan hệ dinh dưỡng của

động vật ăn thực vật.

1.1.2. Sự không đồng nhất của môi trường và ảnh hưởng của nó

đến đa dạng sinh học

Haller et al. (2013) cho rằng, có hai loại mô hình không gian trên

hành tinh của chúng ta: mô hình siêu quần thể, trong đó các cá thể

sinh sống ở hai hoặc nhiều mảnh rời rạc khác nhau và mô hình không

gian liên tục của dải biến đổi môi trường. Theo tác giả, sự không đồng

nhất về môi trường xuất phát từ hai yếu tố: đầu tiên là sự thay đổi của

môi trường, tiếp đến là sự phân mảnh liên tục trong không gian, được

mô tả bởi biên độ và quy mô không gian của nó. Cùng với nhau, các

thành phần này tạo lên một loạt các cảnh quan với mô hình không

đồng nhất. Họ kết luận rằng tính không đồng nhất không gian, bằng

cách tạo ra các chế độ lựa chọn khác nhau đã thúc đẩy sự đa dạng, là

một động lực quan trọng của sự hình thành loài .

1.1.3. Chrysomelidae là đối tượng thích hợp để áp dụng công cụ

sinh học phân tử trong đánh giá đa dạng sinh học và nghiên cứu sự

phụ thuộc lẫn nhau trong hệ sinh thái.

Bọ cánh cứng ăn thực vật nói chung và bọ cánh cứng ăn lá nói

riêng (Chrysomelidae), chúng đại diện cho một số lượng loài lớn, dễ

thấy và rất đa dạng của hoạt động ăn thực vật trong hệ sinh thái nhiệt

6

đới và ôn đới. Thêm vào đó, chúng cho thấy một sự đa dạng đáng chú

ý của việc ăn thực vật (từ lá đến gốc), cũng như mức

độ chuyên môn khác nhau, từ loài ăn một loại thức ăn đến loài ăn

nhiều loại thức ăn khác nhau, và khả năng phát tán, chúng có mối

quan hệ sinh thái chặt chẽ với thực vật ở tất cả các giai đoạn của chu

kỳ sống và có tỷ lệ đặc hữu cao, cả hai yếu tố đó cho thấy chúng có

mối quan hệ chặt chẽ với môi trường. Do vậy chúng là đối tượng thích

hợp trong nghiên cứu các phương diện của đa dạng sinh học: nghiên

cứu đa dạng loài và tương tác sinh thái (Price 2002).

1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu Chrysomelidae ở Việt Nam

Côn trùng cánh cứng ăn lá (Chrysomelidae) đã được tập trung

nghiên cứu nhiều mặt: khu hệ, sinh học, sinh thái, phân bố, ý nghĩa

kinh tế…từ năm 1975 đến 2008. Đặc biệt khu vực phía Bắc Việt Nam

(Tam Đảo, Hòa Bình, Hà Nam, Ninh Bình..), khu vực ba tỉnh miền

trung (Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế) và một số tỉnh Tây

Nguyên (Đặng Thị Đáp và Medvedev, 1982- 1989 và Đặng Thị Đáp

và cs 2005-2008). Phân loại học của Chrysomelidae ở Việt Nam được

nhiều tác giả nước ngoài quan tâm nghiên cứu và công bố như

Medvedev (1983- 2015), Kimoto (1997, 1998, 2000). Theo ghi nhận

của các tác giả này, có khoảng 700 loài Chrysomelidae ở Việt Nam đã

được mô tả và công bố trên các tạp chí khoa học, ước tính số loài

Chrysomelidae ở Việt Nam có thể vượt 1.000 loài. Điều này cho thấy

sự đa dạng rất cao của quần xã Chrysomelidae ở Việt Nam và nhiều

loài đang chờ phát hiện và mô tả mới cho khoa học. Tuy nhiên những

ghi nhận về thực vật chủ của các loài Chrysomelidae ở Việt Nam còn

rất hạn chế. Đặng Thị Đáp (1983) đã có kết quả ban đầu về ảnh

hưởng của cảnh quan tới sự phân bố của phân họ Cassidinae, tuy

7

nhiên chưa có nghiên cứu về ảnh hưởng của dải biến đổi môi trường

tới quần xã Chrysomelidae. Năm 2005, Tạ Huy Thịnh và cộng sự đã

có nghiên cứu bước đầu về côn trùng ở VQG Núi Chúa, tuy nhiên

chưa có nghiên cứu riêng về quần xã Chrysomelidae ở khu vực này.

1.1.3.2. Tình hình nghiên cứu Chrysomelidae trên thế giới

Chúng được nghiên cứu khá đầy đủ về thực vật chủ (Jolivet

và Hawkeswood 1995), về sinh học: nhận dạng, phát sinh loài, di

truyền, sinh thái ….(Jolivet, và Cox , 1996). Các nhà khoa học ngày

nay đã sử dụng sinh học phân tử để nghiên cứu sâu hơn về phát sinh

loài của Chrysomelidae (Montelongo và Gómez-Zurita, 2014; …)

cũng như đánh giá đa dạng của Chrysomelidae (Thormann et al.,

2016) và tìm kiếm thực vật chủ của chúng (De la Cadena et al. 2016;

Kishimoto-Yamada et al. 2013; Jurado-Rivera et al.2009…). Có nhiều

nghiên cứu về sự dịch chuyển loài theo dải độ cao, hầu hết các nghiên

cứu được thực hiện trong khu vực Nam và Trung Mỹ. Các nghiên cứu

này tập trung vào nhóm chân khớp giàu loài, cụ thể côn trùng

(24,5%), hầu hết cánh cứng và bướm, chỉ có một vài nghiên cứu về

Chrysomelidae theo dải độ cao. Hầu hết các nghiên cứu đều cho kết

quả rằng đa dạng loài thay đổi với độ cao.

1.2. Khái quát về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội của khu

vực nghiên cứu

1.2.1. Vị trí địa lý

VQG Núi Chúa thuộc huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận, giáp với

tỉnh Khánh Hòa. Có toạ độ từ 11°35'25" đến 11°48'38" vĩ bắc và

109°4'5" đến 109°14'15" kinh đông, diện tích: 29.865 ha trong đó

phần đất liền là 22.513 ha và phần biển là 7.352 ha, vùng đệm có diện

tích 7.350 ha

8

1.2.2. Địa hình

Khu vực Núi Chúa là một khối núi khá liền nhau, nhìn từ ảnh vệ

tinh thì Núi Chúa có hình dạng như một con rùa có đầu quay về phía

Nam, đuôi là phần nhô ra mũi Xốp. Khối núi này có nhiều đỉnh ở các

độ cao khác nhau, mà đỉnh cao nhất là đỉnh núi Cô Tuy có độ cao

1.039 m.

1.2.3. Khí hậu, thủy văn

Khu vực VQG Núi Chúa nằm lọt hoàn toàn trong khu vực khí hậu

ven biển miền trung thuộc vùng khí hậu Nam Trung Bộ với đặc điểm

là khô hạn, đặc điểm này liên quan đến vị trí bị che khuất của vùng

này bởi các núi vòng cung bao bọc phía Bắc, Tây và Nam với hai

luồng gió mùa chính. Mùa mưa ở khu vực này đến muộn so với các

vùng khác và kết thúc cũng sớm hơn, bắt đầu khoảng tháng 9 - 10 và

kết thúc khoảng tháng 12.

1.2.4. Đặc điểm sinh thái thảm thực vật

Khu vực VQG Núi Chúa có kiểu hệ sinh thái bán khô hạn được

biết đến như là kiểu hệ sinh thái tiêu biểu cho khu vực nhưng ngoài ra

còn có kiểu hệ sinh thái khác làm cho khu vực khác với các vùng

khác, đó là hệ sinh thái rừng thường xanh với hệ thực vật và thành

phần loài khác với hệ thực vật của hệ sinh thái bán khô hạn.

1.2.5. Hệ động, thực vật

Điều tra đã ghi nhận được 1.504 loài thực vật bậc cao có mạch

trên cạn nằm trong 85 bộ, 147 họ và 596 chi thuộc 7 ngành thực vật

khác nhau. Đã ghi nhận 330 loài động vật có xương sống trên cạn với

84 loài thú, 163 loài chim và 83 loài bò sát – lưỡng cư, trong số đó có

46 loài là loài nguy cấp quý hiếm có tên trong Sách đỏ Việt Nam, .

Trong đợt điều tra khảo sát 6/2004, từ 3 tuyến điều tra đã thu thập

9

được 10 bộ, 95 họ Côn trùng gồm 361 loài và dạng loài. Số loài đã

định tên khoa học chiếm 53,7% trong số đó (Tạ Huy Thịnh et al.,

2005).

Như vậy, VQG Núi Chúa bao gồm diện tích rừng bán khô hạn độc

đáo nhất Việt Nam và quần xã thực vật ở đây có sự thay đổi rõ rệt theo

độ cao từ rừng khô trên đất thấp, qua rừng chuyển tiếp (rừng bán ẩm)

tới rừng ẩm thường xanh trên núi cao. Vì vậy, VQG Núi Chúa là địa

điểm lý tưởng để thực hiện nghiên cứu của luận án .

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Phương pháp thu mẫu và phân chia sinh cảnh ở VQG Núi

Chúa

2.1.1. Thiết kế và thu thập mẫu vật

Chúng tôi thu mẫu 10 lần trong năm 2012 và 2013 ở Vườn Quốc

Gia Núi Chúa, tỉnh Ninh Thuận cố định dọc theo năm con đường rừng

(Mái Nhà, Đá Đỏ, Ao Hồ, Núi Ông và Suối Trục), mỗi con đường

rừng, thu mẫu bắt đầu từ độ cao ở mức nước biển (tương ứng với vùng

sinh thái khô) theo độ cao tăng dần lên đến 449m (tương ứng với vùng

sinh thái chuyển tiếp và một phần của vùng sinh thái ẩm) và con

đường Đá Hang cách vịnh Vĩnh Hy 8-10 km về phía tây nam chỉ được

thu mẫu một lần trong đợt khảo sát đầu tiên (5/2012) (Hình 2.2) Các

mẫu vật họ Chrysomelidae được thu thập quanh những điểm cố định

dọc theo các tuyến đường rừng trong mỗi lần thu mẫu, tại mỗi điểm

thu mẫu việc thu thập mẫu vật được thực hiện trong 10 phút bằng cách

đập từ thảm cỏ, cây bụi và các cành cây thấp tới cao đến khi nào

không thể với được thì dừng (khoảng 2,5 m). Bọ cánh cứng thu được

được lưu trữ ngay lập tức trong các lọ có chứa ethanol tuyệt đối (96%)

10

cho bảo quản ADN, các lọ được đánh nhãn thời gian vị trí địa lý và

tuyến đường thu mẫu.

Hình 2.2: Sơ đồ thu mẫu Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa (a) Vị trí

VQG Núi Chúa trong bản đồ Việt Nam (b) Phác họa hình dáng VQG

Núi Chúa và các tuyến thu mẫu (c) Các vị trí thu mẫu trong các tuyến

thu mẫu ở VQG Núi Chúa, với vùng màu xám là vùng chuyển tiếp được

giả định

2.1.2. Phân chia sinh cảnh trong khu vực thu mẫu ở VQG Núi

Chúa

Sự phân chia sinh cảnh trong khu vực nghiên cứu dựa trên sự các

kết quả nghiên cứu về VQG Núi Chúa trước đây kết hợp với việc phân

tích một số tham số của quần xã Chrysomelidae như chỉ số Sorensen –

Dice (chỉ số tương đồng) bằng việc sử dụng phương pháp cửa sổ trượt

(sliding window) (Barton et al. 2013).

2.2. Phương pháp sinh học phân tử

Toàn bộ phần mềm cơ thể mẫu vật đã được sử dụng cho tách

chiết ADN bằng bộ công cụ DNeasy Blood và Tissue (Qiagen Iberia),

theo protocol trong phòng thí nghiệm, phần xác còn lại của những

mẫu vật này sau khi tách triết ADN được giữ lại, làm khô, gắn lại làm

11

tiêu bản với các thông tin thời gian, địa điểm và người thu thập mẫu

vật để làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu sau này.

Để phân định loài Chrysomelidae, các ADN của từng cá thể được

dùng làm khuôn cho sự khuếch đại PCR của gen ty thể cytochrome c

oxidase 1 (cox1). Để nghiên cứu thức ăn trong ruột của

Chrysomelidae, chúng tôi khuếch đại vùng giữa của locus cpDNA

PsbA-TrnH.

2.3. Phương pháp xác định loài Chrysomelidae

Xác định loài Chrysomelidae theo dữ liệu sinh học phân tử: Chúng

tôi sử dụng hai phương pháp tiếp cận loài dựa trên cây: mô hình

Generalized Mixed Yule-Coalescent (GMYC) xem xét cả đơn và đa

ngưỡng (Pons J. et al. 2006) và sự bổ sung Bayesian của mô hình

Poisson Tree Processes (bPTP) (Zhangj-J et al. 2013). Chúng tôi sử

dụng một số phần mềm như r8s, PADTHd8, BEAST 1.8.1 để thu

được cây ultrametric (là cây quan hệ họ hàng mà các chiều dài từ gốc

tới đỉnh bằng nhau). Sau đó sử dụng gói "splits " (Ezard et al. 2009)

trong phần mềm R 3.1.1 để phân định loài theo mô hình GMYC với

cả đơn ngưỡng và đa ngưỡng. Phương pháp bPTP, không yêu cầu cây

phân cực và phân định loài được tối ưu hóa trên độ dài nhánh, bPTP

chạy trực tuyến trên trang web "bPTP server" (http://species.h-its.org)

và chúng tôi đã sử dụng cùng một cây đầu vào gốc RAxML giống như

trong sử dụng mô hình GMYC.

Xác định loài dựa vào đặc điểm hình thái. Đầu tiên, các mẫu vật được

quan sát dưới kính lúp soi nổi và phân chia sơ bộ đến mức độ phân họ

sau đó các mẫu vật trong các phân họ được nhận dạng tới bậc phân

loại thấp nhất theo khóa định loại của Kimoto (2000, 1989, 1982,

1981) Kết quả được so sánh với kết quả từ phương pháp xác định loài

12

dựa trên dữ liệu ADN. Nếu các dạng hình thái có sự đa màu sắc sẽ

tiến hành kiểm tra đặc điểm của cơ quan sinh dục.

2.4. Phương pháp xác định thức ăn của các loài Chrysomelidae ở

VQG Núi Chúa: Sử dụng chương trình BAGpipe.

2.5. Đánh giá độ giàu loài tiềm năng của Chrysomelidae ở

VQG Núi Chúa: Các tính toán được thực hiện trong phần mềm

EstimateS 9.1.

2.6. Nhóm các phương pháp xác định mối liên quan của

Chrysomelidae với điều kiện môi trường

2.6.1. Phân tích biến động của quần xã Chrysomelidae theo không

gian: Sử dụng phần mềm EstimateS 9.1 (Colwell 2013) và gói

“betapart” trong phần mềm R.

2.6.2. Phân tích sự sắp xếp hợp quy chuẩn (CCA) để tìm ra nhân tố

tác động tới tương tác giữa Chrysomelidae và thực vật chủ của

chúng: Sử dụng gói “vegan” 2.0-10.

2.6.3. Đánh giá đa dạng beta của tương tác giữa các loài

Chrysomelidae và thực vật chủ của chúng theo sinh cảnh (độ cao):

Sử dụng gói “BAT”, các chỉ số đa dạng beta được tính toán cho từng

quần xã Chrysomelidae và thực vật chủ trong hai sinh cảnh khô và

ẩm. Đa dạng beta của tương tác thực vật chủ được thực hiện trên gói

“betalink” 2.1.0 trong phần mềm R.

2.6.4. Phân tích mô hình của mạng lưới tương tác giữa các loài

Chrysomelidae và thực vật chủ của chúng: được thực hiện trong gói

“Bipartite” 2.05 được viết trong phần mềm R.

13

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Phân định vùng chuyển tiếp sinh thái

Chúng tôi đề xuất đoạn độ cao từ 160 m đến 320 m như là vùng

dịch chuyển giữa sinh cảnh khô và sinh cảnh ẩm ở khu vực thu mẫu.

Điểm giữa (300 m) được xem xét như là ranh giới mạnh mẽ của vùng

chuyển tiếp để phân tích xa hơn sự thay đổi của quần xã

Chrysomelidae và thức ăn của chúng theo độ cao

3.2. Đa dạng loài Chrysomelidae thu được ở VQG Núi Chúa

3.2.1. Đa dạng loài bọ cánh cứng ăn lá ở VQG Núi Chúa dựa trên

đặc điểm hình thái

Chúng tôi thu được tổng số 520 mẫu vật Chrysomelidae ở khu

vực nghiên cứu của Vườn Quốc gia Núi Chúa sử dụng khóa định loại

của Kimoto chúng tôi xác định được toàn bộ số mẫu vật này thuộc về

141 dạng loài hình thái (như trong bản chính luận án). Phần lớn mẫu

vật được xác định đến mức độ giống, một số mẫu vật chỉ xác định

được ở mức độ phân họ, chỉ có số ít mẫu vật được xác định đến loài.

Trong các mẫu vật được xác định đến mức độ loài, có 13 loài được mô

tả là mới cho khoa học, bao gồm 11 loài trong giống Monolepta

Chevrolat: M. decreta, M. demimuta, M. densopunctata, M. dubia, M.

fluctuans, M. fuscicorne, M. interruptomarginata, M. ochracea, M.

quotidiana, M. semicostata, M. thomaswagneri và 2 loài trong giống

Paleosepharia Laboissiere: P. frontis và P. nuichua. Phần lớn các

mẫu vật thuộc trong phân họ Eumolpinae, Galerucinae và Alticinae.

Bẩy phân họ còn lại thu được rất ít mẫu vật trong đó hai phân họ

Cryptocephaninae và Hispinae không thu được mẫu vật trong một số

tuyến điều tra. Đa dạng loài trên một tuyến điều tra dao động từ 22

đến 58 loài và địa bàn thấp hơn (Ao Hồ và Đá Đỏ) có số lượng loài

14

thấp. Đa dạng loài ở trên và dưới 300 m dao động từ 85 đến 95 loài

(bảng 3.1).

Bảng 3.1: Đa dạng loài Chrysomelidae trong các tuyến điều tra và

theo độ cao ở VQG Núi Chúa (Ghi chú: Loài dựa trên đặc điểm hình

thái ở trên dấu “/” và loài dựa theo kết quả bPTP ở dưới dấu “/”)

3.2.2. Đa dạng loài bọ cánh cứng ăn lá ở VQG Núi Chúa dựa trên

dữ liệu ADN

Số lượng loài dao động từ 155 đến 186 loài tùy theo phương pháp

phân định (bảng 3.2). Ngoại trừ kết quả theo phương pháp GMYC (đa

ngưỡng), tất cả các kết quả còn lại cho thấy sự phù hợp cao với loài

hình thái (90 %), chỉ 8 loài theo phương pháp bPTP cho thấy sự chia

tách xa hơn với một hay hầu hết phương pháp đơn ngưỡng khác, và 2

được kết hợp trong một đơn vị (bảng 3.3). Số lượng loài chỉ thu được

một cá thể chiếm 49,7% (loài theo phương pháp bPTP)

3.2.3. Tiềm năng đa dạng của Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa

Kết quả đánh giá tiềm năng đa dạng loài cho thấy tuyến Ao Hồ,

Suối Trục, Đá Đỏ, Mái Nhà và Núi Ông độ giàu loài được đánh giá

nhiều hơn từ 2 lần (loại trừ Jack 1) đến 4,3 lần (đánh giá Chao 2 cho

Phân họ Số

lượng

mẫu

vật

Số loài Tuyến điều tra Quần xã

AH ĐĐ MN NÔ ST ĐH <300m >300m

Alticinae 49 23/25 4/4 5/5 6/6 8/8 6/7 6/6 17/18 12/12

Bruchinae 7 3/3 - - 2/2 2/2 - - 3/3 -

Chlamysinae 3 2/2 - - - 1/1 1/1 - - 2/2

Chrysomelinae 2 2/2 1/1 - - - - 1/1 1/1 1/1

Clytrinae 12 7/7 1/1 - 3/3 - 4/4 3/3 5/5 4/4

Criocerinae 2 2/2 - - - - 2/2 - - 2/2

Cryptocephalinae 14 9/9 4/4 1/1 1/1 1/1 5/5 1/1 7/7 4/4

Eumolpinae 221 41/51 12/13 7/8 20/22 18/21 19/20 18/19 26/32 30/33

Galerucinae 146 43/45 8/8 6/6 17/17 17/17 19/20 9/9 28/29 28/29

Hispinae 38 9/9 1/1 3/3 8/8 2/2 2/2 1/1 8/8 3/3

Tổng số 494 141/155 31/32 22/23 57/59 49/52 58/61 39/40 95/103 86/90

15

tuyến Mái Nhà) (bảng 3.4). Khi phân chia dữ liệu theo độ cao, kết quả

đánh giá sự đa dạng cho thấy trong cả hai sinh cảnh mẫu vật thu được

bằng khoảng 50-75% đa dạng được dự đoán của chúng. Xét trên tổng

thể cả khu vực thu mẫu, số lượng loài thu được của chúng tôi vượt

trên 60% sự đa dạng loài dự đoán có thể đạt được trong khu vực

nghiên cứu.

Bảng 3.2: Kết quả phân định loài dựa trên trình tự ADN gen cox1

của Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa theo các thuật toán và mô

hình khác nhau Cây Sự

tuyến

tính

Ngưỡng Số loài Số bó Xác xuất

trong

GMYC

Số loài đồng

thuận với

loài hình

thái

Số loài

chia

tách so

với loài

hình

thái

Số loài

kết hợp

lại so

với loài

hình

thái

ML R8s Đơn 178 [175-181] 63 [62-65] 500.063 122 18 0

Đa 186 [183-186] 62 [61-62] 505.887 119 21 0

Pd8 Đơn 160 [155-163] 65 [64-66] 522.670 124 16 0

Đa 161 [152-166] 76 [73-76] 527.336 39 20 81

BI SC Đơn 162 [157-166] 67 [65-67] 2480.504 124 16 0

Đa 165 [153-165] 94 [91-96] 2491.387 39 21 80

ULN Đơn 164 [158-166] 66 [66-68] 2463.070 122 18 0

Đa 173 [170-174] 67 [66-67] 2466.495 119 21 0

ML - bPTP 155 - - 126 14 0

Bảng 3. 3: Sự không đồng thuận giữa loài hình thái và loài bPTP

của Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa Loài bPTP Số cá

thể

Số vị trí

thu

được

Cùng tuyến

thu mẫu

Cùng sinh

cảnh

Khoảng cách

ADN và sai số

Đặc điểm hình thái khác

nhau

023-024 (1-5) 5 có có 0.058±0.005 Màu sắc

025-026 (1-2) 3 không có 0.043±0.006 không

028-029 (1-23) 18 có có 0.125±0.005 không

030-031 (1-18) 17 có có 0.046±0.004 Kích thước và lớp lông

037-039 (2-2-2) 19 có có 0.304±0.007 không

041-042 (1-13) 12 Có có 0.228±0.006 không

046-047 (1-1) 2 không không 0.019±0.005 không

054-055 (1-6) 7 có có 0.059±0.004 không

068-069 (7-5) 12 có có 0.070±0.006 không

095-096 (1-3) 4 có có 0.107±0.007 không

106-107 (2-1) 3 không không 0.031±0.006 không

133-134 (2-1) 3 không có 0.071±0.008 Màu sắc ở trên đầu

139-140 (1-2) 3 không không 0.109±0.011 Bộ phận sinh dục con đực

148-149 (5-10) 13 Có có 0.067±0.005 không

16

Bảng 3.4: Dự đoán đa dạng loài Chryromelidae đạt được trong

các tuyến thu mẫu, trong các sinh cảnh và trong toàn bộ khu vực

nghiên cứu ở VQG Núi Chúa (đánh giá là loài bPTP) Tuyến

thu mẫu

N Số loài dự đoán

tạo đường cong

(S)

ICE Chao2 Jack1 Jack2

AH 27a 48,7±10,09 72 51,47±14,94 45,0±4,44 56,73

DD 23 51,2±11,72 76,48 96,6±63,16b 39,4±3,63 52,61

DH 40 99,9±16,98 329,83 173,20±73,69 69,60±5,60 90,45

MN 57a 120,4±17,61 170,85 213,9±86,49b 95,3±7,9 126,77

NO 52 102,1±15,64 146,52 142,8±46,47b 86,4±6,33 112,53

ST 58a 101,8±14,37 150,84 120,2±28,48b 93,1±6,63 116,47

<300mc 94 147,4±15,18 201,59 156,2±22,29 141,2±14,44 167,15

>300mc 74 121,5±13,99 220,64 129,0±20,92 110,07±13,87 126,16

Tổngc 133a 197,3±16,31 260,18 250,8±22,44 195,4±13,30 227,80

Tổngd 155 226,3±17,08 301,09 234,46±22,58 230,00±12,24 268,13

Tổnge 151a 225,3±18,43 280,94 241,8±27,62b 227,8±12,40 271,91 a Một số mẫu vật và loài không thế được chia tới vị trí thu mẫu cụ thể. b Tính toán với đánh giá

cổ điển (Colwell 2013). c Tổng số mẫu không bao gồm mẫu vật thu được từ tuyến Đá Hang. d

Tổng số mẫu vật phân chia bới tuyến thu mẫu. e Tổng số mẫu vật phân chia bới vị trí thu mẫu.

ICE, Chao2, Jack1, Jack2: Người đánh giá độ giàu loài tiềm năng.

3.2.4. Đánh giá độ giàu loài của Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa

Kết quả đánh giá tiềm năng đa dạng loài từ 225-300 loài trong khu

vực được thăm dò, chúng tôi nhận thấy rằng đa dạng alpha địa phương

ở Núi Chúa là rất cao. Tuy nhiên, kết quả của chúng tôi phải cần có

một cái nhìn thận trọng tới sự đa dạng loài ở Núi Chúa, vì chúng tôi

chỉ thu mẫu ở các tầng thực vật thấp và chưa có sự xâm nhập sâu vào

trong rừng ẩm.

3.3. Thực vật chủ của Chrysomelidae

Chúng tôi sử dụng ADN của 146 mẫu vật trong phân họ

Galerucinae để khuếch đại gen PsbA-TrnH, việc khuếch đại chỉ thành

công ở 84 mẫu vật (32 loài). Trong đó, có 12 mẫu vật thu được 2 trình

tự gen PsbA-TrnH, do đó tổng số có 96 trình tự gen PsbA-TrnH thu

được, và được sắp xếp trong 35 họ thực vật. Số thực vật chủ của các

17

loài trong phân họ Galerucinae dao động từ 1-10 họ phụ thuộc vào số

lượng cá thể của từng loài. Có 14 loài ăn từ 2 đến 10 họ thực vật và 18

loài chỉ ăn trên một họ thực vật chủ, những loài này chỉ có một cá thể

trên loài. Các họ thực vật chủ của phân họ Galerucinae chủ yếu thuộc

thực vật hạt kín. Tổng số có 74 liên kết hình thành giữa các loài

Chrysomelidae và thực vật chủ, như vậy trung bình có 1,1 liên

kết/loài.

3.4. Sự biến đổi của quần xã Chrysomelidae và thức ăn của chúng

theo sự thay đổi độ cao ở VQG Núi Chúa

3.4.1. Cấu trúc của quần xã Chrysomelidae xuyên qua không gian

và độ cao ở VQG Núi Chúa

3.4.1.1. Ảnh hưởng của mô hình “mid-domain” (sự chiếm cứ giữa

lãnh thổ) tới Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa

Chúng tôi đạt được một vài bằng chứng cho thấy ảnh hưởng của

mô hình “mid-domain” là thấp. Sự ít phù hợp với mô hình “mid-

dominan” của dữ liệu của chúng tôi có thể do hiệu quả thu mẫu không

bằng nhau trong chiến lược thu mẫu của chúng tôi. Trong phạm vi

nghiên cứu của chúng tôi, sự giảm nhẹ độ giàu loài đã quan sát được ở

độ cao hơn > 500 m.

3.4.1.2. Sự biến động của quần xã Chrysomelidae theo không gian

Tỷ lệ loài giống nhau giữa các cặp tuyến đường thu mẫu trong

khoảng từ 6,3% đến 46,0% (với chỉ số Sørensen cổ điển) và từ 3,2%

đến 29,8% (với chỉ số Jaccard) (Bảng 3.5).

Sự khác nhau của các loài trong các tuyến thu mẫu chủ yếu được

gây ra bởi các loài thay thế (turnover) trong hầu hết các trường hợp,

ngoại trừ trường hợp của Núi Ông và Suối Trục có sự đóng góp 10%

của các loài tạo ổ (nestedness). Thậm chí mặc dù sự khác nhau là nhỏ,

18

các quần xã từ sinh cảnh khô hơn của mỗi tuyến đường thu mẫu (ở độ

cao dưới 300 m) tạo thành cụm với nhau. Ở phần thấp hơn của các

tuyến đường thu mẫu cho thấy sự giống nhau đồng nhất hơn (sự khác

nhau xấp xỉ 28-34%), sự khác nhau chủ yếu là do các loài thay thế

(turnover), ngoại trừ trường hợp của tuyến Mái Nhà, tuyến đường thứ

2 có độ giàu loài cao nhất măc dù ở độ cao thấp hơn (364 m), nơi cho

thấy đóng góp của thành phần các loài tạo ổ cao trong tổng sự không

giống nhau. Một mô hình tương tự đạt được khi phân tích quần xã bọ

cánh cứng ăn lá trong phần ẩm hơn và cao hơn của mỗi tuyến đường

được phân tích, phản ánh sự giống nhau cao của tuyến đường Núi Ông

và Suối Trục, đóng góp chính tới toàn bộ sự giống nhau cao nhất của

hai tuyến đường. Quần xã trong vùng dịch chuyển cho thấy sự giống

nhau toàn thể cao nhất so với sinh cảnh ẩm. Tuy nhiên, các loài thay

thế trong vùng chuyển tiếp và rừng khô lại có sự giống nhau hơn (giá

trị khác nhau của chúng trong hai vùng này là 48%, sự khác nhau giữa

chúng với rừng ẩm là 61%, trong khi các loài tạo ổ trong vùng chuyển

tiếp và rừng ẩm là hầu như giống nhau và khác nhau tương đối so với

rừng khô (tương ứng 14%).

Như vậy quần xã Chrysomelidae phân bố không đồng đều trong

không gian. Chúng tôi chỉ sử dụng 129 loài Chrysomelidae đại diện

cho sự lấy mẫu xuyên tâm từ vịnh Vĩnh Hy (loại trừ mẫu vật thu được

từ tuyến Đá Hang). Tỷ lệ của các loài cánh cứng ăn lá giống nhau giữa

các tuyến thu mẫu và loại rừng được thu mẫu ở Núi Chúa là thấp

(Bảng 3.5 ), do đó tỷ lệ không giống nhau cao, điển hình trên 0,6 và sự

chiếm ưu thế của thành phần các loài thay thế (tỷ lệ 0,68-0,77) xuyên

qua phạm vi không gian nhỏ của khu vực nghiên cứu ở VQG Núi

Chúa . Đa dạng beta có đóng góp lớn tới đa dạng của toàn quần xã.

19

Bảng 3.5. So sánh cấu trúc của quần xã Chrysomelidae giữa các

tuyến thu mẫu ở VQG Núi Chúa (Chú thích: đánh giá sử dụng chỉ

số Sørensen cổ điển (bên dưới đường chéo) và chỉ số Jaccard (bên trên

đường chéo)).

Ao

Hồ

Đá

Đỏ

Đá

Hang

Mái

Nhà

Núi

Ông

Suối

Trục

Ao Hồ - 0.170 0.074 0.197 0.183 0.192

Đá Đỏ 0.290 - 0.032 0.171 0.136 0.135

Đá Hang 0.138 0.063 - 0.112 0.108 0.147

Mái Nhà 0.329 0.292 0.202 - 0.233 0.224

Núi Ông 0.309 0.240 0.195 0.378 - 0.298

Suối Trục 0.322 0.238 0.257 0.366 0.460 -

Xem xét trong các tuyến thu mẫu, sự khác nhau tổng thể cao nhất

đã đạt được không chỉ sau khi ảnh hưởng kết hợp của sự chia tách

không gian mà còn của sự đa dạng sinh thái. Do đó, những tuyến điều

tra lan tới độ cao thấp hơn, ngoại trừ trong rừng khô, và cách xa nhau

(tuyến Ao Hồ và Đá Đỏ) đã đóng góp cho sự đa dạng beta cao cho

toàn bộ quần xã. Kết quả từ sự phân chia dữ liệu chính xác dựa trên độ

cao. Theo đó, mẫu vật thu được trong quần xã sinh vật khô hơn theo

hướng tạo thành cụm với nhau, với sự khác nhau cao tương đối xấp xỉ

0,75. Chúng tôi nhận thấy số loài ở vùng đất thấp (<300 m) cao hơn số

loài ở độ cao cao hơn (>300 m), theo thứ tự là 89 loài và 74 loài. Loài

chỉ thu được một mẫu ở hai độ cao là tương tự (38,2% và 35,1%, theo

thứ tự <300 m và >300 m). Kết quả của chúng tôi cũng cho thấy, ở độ

cao cao hơn có độ giàu loài cao hơn và đa dạng beta cao do phần lớn

bởi thành phần các loài thay thế so với quần xã cánh cứng ở vùng đất

thấp.

Nguyên nhân sự phân bố không đồng đều của quần xã Chrysomelidae

theo không gian: Theo chúng tôi chắc chắn đây là sự kết hợp của tác

20

động trực tiếp và gián tiếp của dải biến động môi trường. Dải biến

động môi trường tác động gián tiếp hình thành điều kiện cho cấu trúc

của quần xã thực vật dọc theo sự dịch chuyển kiểu rừng là yếu tố điều

chỉnh sự đa dạng của cánh cứng ăn lá ở phạm vi nhỏ ở VQG Núi

Chúa.

3.4.2. Sự thay đổi của tương tác giữa Chrysomelidae và thực vật chủ

theo sự thay đổi của độ cao

3.4.2.1. Sự sắp xếp phù hợp với quy chuẩn

Phân tích sự phù hợp với quy tắc tiêu chuẩn sử dụng bốn biến số

(Sinh cảnh, loài, tuyến thu mẫu và thời gian) và thực vật chủ ở mức độ

họ, đã đạt được mô hình có ý nghĩa cao (FCCA=1,452, Chi-sq=2,095,

d.f.=4; P=0,001) cho ra sự tác động của 4 biến số này tới tương tác

giữa cánh cứng ăn lá và thực vật chủ là thấp (6,93%) nó được đóng

góp khá đồng nhất qua 4 trục hợp với quy tắc tiêu chuẩn và các biến

số tác động độc lập với nhau bởi vì giá trị VIF (Yếu tố làm tăng sự

khác nhau trong phân tích) của chúng tôi là thấp (1,06-1,58) . Khi

kiểm tra sự phù hợp độc lập của từng biến số cho thấy cả 4 biến số

cùng ảnh hưởng tới tương tác giữa cánh cứng ăn lá và thực vật chủ

(p=0,01-0,045<0,05) trong đó hai biến số sinh cảnh và tuyến thu mẫu

có ảnh hưởng lớn hơn hai biến số còn lại vì có giá trị chisquare và F

lớn hơn hai biến số còn lại.

3.4.2.2. Đa dạng beta của tương tác Galerucinae và thực vật chủ theo

sự thay đổi độ cao ở VQG Núi Chúa

Đa dạng beta của cả quần xã Galerucinae và quần xã thực vật chủ

trong khu vực nghiên cứu là cao (>0,7). Sự khác nhau của mạng lưới

trong hai sinh cảnh là cao βWN = 0, 92, trong đó 83,7% là do bởi các

loài chia sẻ (βOS=0,77) và 16,3% là do bởi các loài thay thế (βST=0,15)

21

và sự khác nhau của hỗn hợp loài cấu thành lên mạng lưới là cao (βS =

0,57).

Kết quả của chúng tôi cho thấy ảnh hưởng quyết định của sinh

cảnh và các tuyến thu mẫu đến liên kết giữa Galerucinae và thực vật

chủ. Đa dạng beta cao của quần xã cánh cứng ăn lá và quần xã thực

vật chủ là nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau cao của tương tác giữa

Galerucinae và thực vật chủ. Đa dạng beta cao của các tương tác chủ

yếu được đóng góp bởi các loài chia sẻ giữa hai mạng lưới trong sinh

cảnh khô và sinh cảnh ẩm (βO S= 0,77) trong khi các loài thay thể đóng

góp ít hơn (βST = 0,15). Mặc dù đa dạng beta của Galerucinae và thực

vật chủ là cao, hay các loài chung thấp (9/32 loài cho Galerucinae và

8/34 họ thực vật chủ), tuy nhiên 9 loài chung này là loài ăn tạp, chúng

có phổ thức ăn rộng, chúng hình thành 43 tương tác với thực vật chủ

(chiếm 59% tổng tương tác trong mạng lưới). Những tương tác này

đóng góp chính cho sự khác nhau cao của các tương tác giữa hai sinh

cảnh. Giá trị đa dạng beta của quần xã thực vật chủ là cao hơn quần xã

Galerucinae. Kết quả của chúng tôi là tương tự với kết quả của

Novotny (2009) khi nghiên cứu tương tác giữa động vật ăn thực vật và

thực vật. Đa dạng beta của động vật ăn thực vật phụ thuộc vào sự

chuyên biệt thực vật chủ của chúng. Sự dịch chuyển của các loài thực

vật chủ trong không gian, thời gian và xuyên qua các môi trường khác

nhau là nguyên nhân của sự thay đổi trong thành phần của quần xã

động vật ăn thực vật. Novotny et al. (2006) đã phát hiện rằng trong

rừng mưa nguyên sinh đa dạng beta của động vật ăn thực vật thấp do

sự chuyên biệt thực vật chủ thấp và sự phân tán cao. Hui Zhu et al.

(2015) đã chỉ ra rằng khi không có mặt gia súc, sự giàu loài của côn

trùng liên quan với sự giàu loài của thực vật .

22

3.4.2.3. Cấu trúc của mạng lưới tương tác giữa Galerucinae và thực

vật chủ theo sinh cảnh (độ cao)

Sinh cảnh khô có 45 tương tác được xây dựng bởi 21 loài

Galerucinae và 25 họ thực vật chủ, sinh cảnh ẩm có 38 tương tác được

xây dựng bởi 20 loài Galerucinae và 18 họ thực vật chủ. Số mạng lưới

nhỏ cấu tạo nên toàn bộ mạng lưới ở sinh cảnh ẩm lại nhiều hơn sinh

cảnh khô (tương ứng 7 và 6), và tính đối xứng của mạng lưới ở sinh

cảnh khô <0 còn ở sinh cảnh ẩm lại >0. Điều này cho thấy các loài

Galerucinae trong sinh cảnh ẩm thiên về sự chuyên biệt thức ăn hơn,

do trong sinh cảnh khô với điều kiện thức ăn nghèo nàn các loài

Galerucinae muốn tồn tại được phải ăn đa dạng các loại thực vật khác

nhau, còn trong sinh cảnh ẩm với điều kiện thức ăn dồi dào các thực

vật chủ cung cấp đủ lượng thức ăn cho các loài cánh cứng. Đây là sự

thích nghi của Galerucinae trong các điều kiện sống khác nhau.

3.4.3. Hoạt động bảo tồn ở VQG Núi Chúa cần chú ý đến sự mất

môi trường sống của quần xã Chrysomelidae

Kết quả từ nghiên cứu của chúng tôi với sự liên quan rõ ràng cho

bảo tồn là đa dạng Chrysomelidae ở Núi Chúa rất cao, và đặc biệt sự

thay thế loài cao trong các tuyến thu mẫu ở độ cao khác nhau và sự

khác nhau của quần xã Chrysomelidae có liên quan đến quần xã thực

vật. Do vậy, những biện pháp bảo vệ ở VQG Núi Chúa cần tính đến

sự không đồng nhất cao của tính đa dạng này. Đặc biệt với tình trạng

chặt phá rừng ở vùng đất thấp ở Núi Chúa là tăng nhanh trong những

năm gần đây sẽ làm mất đi môi trường sống của quần xã

Chrysomelidae gây ra sự sụt giảm đa dạng của Chrysomelidae ở VQG

Núi Chúa.

23

KẾT LUẬN

1. Đa dạng loài Chrysomelidae thu được ở VQG Núi Chúa

Chúng tôi khám phá 155 loài Chrysomelidae theo phương pháp

xác định loài dựa vào dữ liệu ADN (gen cox1) tương ứng với 141

dạng loài hình thái ở khu vực nghiên cứu trong VQG Núi Chúa. Mô tả

13 loài mới cho khoa học, bao gồm 11 loài trong giống Monolepta

Chevrolat: M. decreta, M. demimuta, M. densopunctata, M. dubia, M.

fluctuans, M. fuscicorne, M. interruptomarginata, M. ochracea, M.

quotidiana, M. semicostata, M. thomaswagneri và 2 loài trong giống

Paleosepharia Laboissiere: P. frontis và P. nuichua Tiềm năng đa

dạng loài của Chrysomelidae ở VQG Núi Chúa được đánh giá cao hơn

từ 1,5 -2,0 lần đa dạng thu được.

2. Thực vật chủ của Chrysomelidae

Bằng phương pháp sinh học phân tử, chúng tôi ghi nhận được 35

họ thực vật thuộc ngành thực vật hạt kín là thức ăn của 32 loài

Chrysomelidae thuộc phân họ Galerucinae thu được ở VQG Núi

Chúa. Trong 32 loài ghi nhận được thực vật chủ có 18 loài chỉ ăn trên

một họ thực vật (loài chuyên biệt) và 14 loài ăn trên nhiều hơn hai họ

thực vật (loài ăn tạp).

3. Sự biến đổi của quần xã Chrysomelidae và thức ăn của chúng

theo sự thay đổi độ cao ở VQG Núi Chúa

Đa dạng loài Chrysomelidae là tương tự trong hai loại sinh cảnh

(độ cao < 300 m và >300 m), đa dạng alpha thay đổi dọc theo độ cao

và cho thấy sự đa dạng tăng trong vùng chuyển tiếp (khoảng độ cao từ

160 m - 320 m). Đa dạng beta của Chrysomelidae là cao giữa các

tuyến thu mẫu và giữa các sinh cảnh.

24

Sinh cảnh và tuyến đường thu mẫu có ảnh hưởng tới liên kết giữa

các loài Chrysomelidae và các họ thực vật chủ. Đa dạng beta của quần

xã Chrysomelidae và thực vật chủ giữa hai sinh cảnh là cao (> 0,7),

dẫn đến đa dạng beta của tương tác giữa chúng cao (0,96). Mạng lưới

trong sinh cảnh ẩm có nhiều tiểu mạng lưới hơn sinh cảnh khô và các

loài Chrysomelidae trong sinh cảnh ẩm là thiên về chuyên biệt thức ăn

hơn trong sinh cảnh khô.

KIẾN NGHỊ CHO NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

Đề tài sử dụng phương pháp sinh học phân tử để xác định loài cánh

cứng ăn lá thu được ở khu vực nghiên cứu, chưa nghiên cứu sâu về

phân loại học hình thái. Chúng tôi mới chỉ tập trung phân loại một

phân họ Galeruciae trong các mẫu vật thu được ở khu vực nghiên cứu

nhưng đã mô tả được 13 loài mới cho khoa học. Do vậy trong các mẫu

vật Chrysomelidae thu được ở khu vực nghiên cứu chắc chắn có nhiều

loài là mới cho khu hệ Chrysomelidae ở Việt Nam cũng như mới cho

khoa học. Do vậy cần có nghiên cứu về phân loại cho khu hệ

Chrysomelidae ở khu vực nghiên cứu cũng như trong toàn lãnh thổ

Việt Nam.

Do giới hạn về kinh phí nghiên cứu, chúng tôi chỉ áp dụng phương

pháp sinh học phân tử để khám phá ra thực vật chủ của các loài trong

phân họ Galerucinae và kết quả cho thấy có sự thích nghi về thức ăn

của các loài Chrysomelidae với điều kiện sống, tuy nhiên để kết quả

chuẩn xác hơn cần nghiên cứu cho tất cả các mẫu vật Chrysomelidae

thu được trong khu vực nghiên cứu cũng như thể mở rộng trong các

khu vực nghiên cứu khác.

25

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

(1) Khám phá 141 dạng loài hình thái và 155 dạng loài dựa vào dữ

liệu ADN cho khu vực nghiên cứu. (2) Cung cấp 494 trình tự ADN

của gen cox1 của nhóm loài Chrysomelidae ở Việt Nam, và 98 trình tự

gen PsbA-TrnH của thực vật là thức ăn của Chrysomelidae ở Việt

Nam. (3) Mô tả 13 loài Chrysomelidae mới cho khoa học với các

thông tin về dinh dưỡng và mối quan hệ loài.

NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ TRONG

CÁC BÀI BÁO SAU:

1. Gómez-Zurita J, Cardoso A, Coronado I, De la Cadena G,

Jurado-Rivera JA, Maes J-M, Montelongo T, Nguyen DT,

Papadopoulou A (2016) High throughput biodiversity analysis: Rapid

assessment of species richness and ecological interactions of

Chrysomelidae (Coleoptera) in the tropics. In: Research on

Chrysomelidae 6. ZooKeys 597: 3–26.

2. Nguyen DT, Gómez-Zurita J (2016) Subtle Ecological

Gradient in the Tropics Triggers High Species-Turnover in a Local

Geographical Scale. PLoS ONE 11(6): e0156840.

doi:10.1371/journal.pone.0156840

3. Dinh T. Nguyen, Gómez-Zurita J (2017) Diversity and trophic

ecology of the Monoleptites group (Chrysomelidae: Galerucinae,

Luperini) in the Núi Chúa National Park (S Vietnam) with description

of new species of Monolepta Chevrolat and Paleosepharia

Laboissière. Journal of Asia-Pacific Entomology 20 65–87.