Tiến Hoá và Đa Dạng Sinh Học
Chia sẻ bởi Nguyễn Anh Khoa |
Ngày 18/03/2024 |
8
Chia sẻ tài liệu: Tiến Hoá và Đa Dạng Sinh Học thuộc Sinh học
Nội dung tài liệu:
Tiểu luận:
Tiến hóa và đa dạng sinh học
Giáo viên: PGS.TS Trịnh Đình Đạt
Nhóm thực hiện: Nhóm 1
Đa Dạng Sinh Học
( biodiversity)
Nội dung trình bày:
Khái niệm về đa dạng sinh học
Đa dạng di truyền
Đa dạng loài
Đa dạng hệ sinh thái
Định lượng về mức độ đa dạng sinh học
Giá trị & công dụng của đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học và đa dạng di truyền
A. Đa dạng sinh học
I. Khái niệm đa dạng sinh học theo công ước đa dạng sinh học.
II. Một số khái niệm khác về đa dạng sinh học.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.
B. Đa dạng di truyền.
1. Khái niệm về gen.
2. Đa dạng di truyền.
3. Nguyên nhân của đa dạng di truyền.
4. Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền.
5. Ý nghĩa của đa dạng di truyền.
A. Đa dạng sinh học
I. Khái niệm đa dạng sinh học theo công ước đa dạng sinh học.
II. Một số khái niệm khác về đa dạng sinh học.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.
Đa dạng sinh học.
I. Theo Công ước Đa dạng sinh học:
Khái niệm "Đa dạng sinh học" (biodiversity, biological diversity) có nghĩa là sự khác nhau giữa các sinh vật sống ở tất cả mọi nơi, bao gồm: các hệ sinh thái trên cạn, trong đại dương và các hệ sinh thái thuỷ vực khác, cũng như các phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một thành phần,...; thuật ngữ này bao hàm sự khác nhau trong một loài, giữa các loài và giữa các hệ sinh thái.
Thuật ngữ "đa dạng sinh học" lần đầu tiên được Norse and McManus (1980) định nghĩa, bao hàm hai khái niệm có liên quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di truyền trong một loài) và đa dạng sinh thái (số lượng các loài trong một quần xã sinh vật). Nay có ít nhất 25 định nghĩa nữa cho thuật ngữ "đa dạng sinh học. Định nghĩa được đưa ở trên là định nghĩa được dùng trong Công ước Đa dạng sinh học.
II. Các định nghĩa khác về Đa dạng sinh học.
1) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái . [FAO].
2) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của gen di truyền, kiểu gen và các bộ gen cũng như mối quan hệ của chúng với môi trường ở mức phân tử, loài, quần thể và hệ sinh thái (FAO, 1990).
3) Đa dạng sinh học là tính đa dạng, trạng thái khác nhau về đặc tính hoặc chất lượng (R.Patrick,1983).
4) Đa dạng sinh học là sự đa dạng của các sinh vật trên trái đất, bao gồm cả sự đa dạng về di truyền của chúng và các dạng tổ hợp. Đây là một thuật ngữ khái quát về sự phong phú của sinh vật tự nhiên, hỗ trợ cho cuộc sống và sức khoẻ của con người . Khái niệm này bao hàm mối tương tác qua lại giữa các gen, các loài và các hệ sinh thái (Reid & Miller, 1989).
5) Đa dạng sinh học là sự phong phú về sự sống trên trái đất, bao gồm hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, cũng như các thông tin di truyền mà chúng lưu giữ và các hệ sinh thái mà chúng tạo nên (AID, 1989).
6) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống và các quá trình hoạt động của nó (U .S. Forest Service, 1990).
7) Đa dạng sinh học bao gồm tất cả các loài thực vật, động vật, vi sinh vật, các hệ sinh thái và quá trình sinh thái học mà chúng tham gia . Đây là khái niệm bao trùm cho mức độ phong phú của tự nhiên, bao gồm cả số lượng và tần số xuất hiện của các hệ sinh thái, các loài và các gen di truyền trong một tổ hợp xác định. (McNeely et al., 1990).
8) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống ở mọi cấp độ tổ chức, biểu hiện bởi số lượng và tần số xuất hiện tương đối của các đối tượng (gen, sinh vật, hệ sinh thái) (EPA, 1990).
9) Đa dạng sinh học là tính đa dạng về di truyền, phân loại và hệ sinh thái của các sinh vật sống ở một vùng, một môi trường, một hệ sinh thái xác định hoặc toàn bộ trái đất (McAllister, 1991).
10) Đa dạng sinh học là toàn bộ sự đa dạng và khác nhau giữa các sinh vật sống và trong chính sinh vật đó, cũng như đối với các hệ sinh thái mà các sinh vật tồn tại trong đó; bao hàm cả đa dạng hệ sinh thái hoặc đa dạng quần xã, đa dạng loài và đa dạng di truyền (Pending legislation, U .S. Congres 1991).
11) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống và các quá trình hoạt động của nó. Bao gồm tính đa dạng về các sinh vật sống, sự khác biệt về mặt di truyền giữa chúng và các quần xã, các hệ sinh thái mà chúng tồn tại trong đó. (Keystone Dialogue, 1991).
12) Đa dạng sinh học là tính đa dạng và sự khác nhau của tất cả động vật, thực vật và vi sinh vật trên trái đất, có thể được phân thành 3 cấp: đa dạng di truyền (biến thiên trong loài), đa dạng loài, và đa dạng sinh cảnh (Overseas Development Administration, 1991).
13) Đa dạng sinh học là toàn bộ các gen di truyền, các loài và các hệ sinh thái trong một vùng (WRI, IUCN and UNEP, 1992).
14) Đa dạng sinh học là toàn bộ sự đa dạng của sự sống trên trái đất. Bao gồm tất cả các gen di truyền, các loài, các hệ sinh thái và các quá trình sinh thái (ICBP, 1992).
15) Dadangj sinh học là toàn bộ sự đa dạng và sự khác nhau giữa các sinh vật sống và trong chính sinh vật đó, các tổ hợp sinh vật và các hệ sinh thái hướng sinh cảnh. Thuật ngữ bao gồm các mức đa dạng hệ sinh thái, loài và sinh cảnh, cũng như trong một loài (đa dạng di truyền) (Fiedler & Jain, 1992).
16) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sinh vật ở mọi cấp độ, từ những biến dị di truyền trong cùng một loài đến sự đa dạng của các loài, giống/chi, họ và thậm chí cả các mức phân loại cao hơn; bao gồm cả đa dạng hệ sinh thái, gồm cả các quần xã sinh vật trong các sinh cảnh cụ thể và các điều kiện vật lý mà chúng sinh sống trong đó (Wilson, 1992).
17) Đa dạng sinh học là phức hệ vượt quá sự hiểu biết và có giá trị không thể đo đếm được, đa dạng sinh học là toàn bộ tính đa dạng của sự sống trên trái đất (Ryan, 1992).
18) Đa dạng sinh học là tính đa dạng về cấu trúc và chức năng của các dạng sống ở các mức di truyền, quần thể, loài, quần xã và hệ sinh thái (Sandlund et al., 1993).
19) Đa dạng sinh học là toàn bộ đa dạng di truyền, đa dạng loài và đa dạng sinh thái, cũng như những tác động tương hỗ giữa chúng, trong một vùng xác định, tại một thời điểm xác định (di Castri, 1995).
20) Đa dạng sinh học là toàn bộ các mức tổ chức về mặt di truyền học, các cấp phân loại và sinh thái học, cũng như mối tương tác theo thứ bậc, tại các mức độ tổ hợp khác nhau (di Castri & Younốs, 1996).
Theo Lê Trọng Cúc (2002):
Đa dạng sinh học (Biodiversity) là sự giàu có, phong phú và đa dạng nguyên liệu di truyền, loài và các hệ sinh thái.
Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2005):
Đa dạng sinh học là khoa học nghiên cứu về tính đa dạng của vật sống trong thiên nhiên, từ các sinh vật phân cắt đến các động vật và thực vật (trên cạn cũng như dưới nước) và cả loài người chúng ta, thể hiện từ mức độ phân tử đến các cơ thể, các loài và các quần xã mà chúng sống.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.
1. Đa dạng di truyền hay đa dạng gen (gen trong các quần thể của loài).
2. Đa dạng loài (đa dạng,phong phú các loài).
3. Đa dạng hệ sinh thái ( sự phong phú về các hệ sinh thái).
B. Đa dạng di truyền
Đa dạng di truyền
I. Khái niệm về gen.
II. Đa dạng di truyền.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền.
IV. Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền
V. Ý nghĩa của đa dạng di truyền.
I. Khái niệm về gen
Theo thời gian, quan niệm về gen cũng thay đổi, cùng với tiến bộ về khoa học kỹ thuật và công cụ nghiên cứu.
Theo Mendel gen được biểu hiện như một yếu tố bên trong, quyết định sự hình thành và phát triển của một tính trạng bên ngoài. Gen vận động từ thế hệ này sang thế hệ khác theo quy luật hòa hợp.
Theo Morgan nhiều gen nằm trên
cùng một nhiễm sắc thể và là các đơn vị không thể chia nhỏ hơn nữa.Các đơn vị đó là:
Đơn vị đột biến
Đơn vị tái tổ hợp
Đơn vị chức năng
I. Khái niệm về gen
G. Beadle và Tatum đưa ra giả thuyết
một gen - một enzyme: dựa trên kết quả nghiên cứu đột biến khuyết dưỡng ở Neurosporal (đột biến làm mất khả năng tổng hợp một chất trao đổi nào đó cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của tế bào).
Ngày nay, theo quan điểm sinh học phân tử
gen được định nghĩa là đoạn AND có chiều dài đủ
lớn để có thể xác định một chức năng.
Năm 1953, cấu trúc gen dạng B được tìm ra bởi James D. Watson and Francis Crick.Đã mở ra một thời kỳ mới cho những nghiên cứu quan trọng trong sinh học.
II. Đa dạng di truyền
1. Khái niệm: đa dạng di truyền hay đa dạng gen là tập hợp những biến đổi của các gen và các kiểu gen trong nội bộ loài.
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
a) Các kiểu gen (genotype), các vốn gen (genopool) khác nhau trong mỗi quần thể trong các quần thể mỗi loài.
Kiểu gen (genotyp): là toàn bộ các gen trong tê bào của cơ thể sinh vật. Trong thực tế khi nói tới kiểu gen của một cơ thể, người ta xét một vài cặp gen nào đó liên quan đến các cặp tính trạng nghiên cứu.
Genotyp có hai phần:
Gồm các đơn vị riêng lẻ (các gen) quy định tính trạng này hay tính trạng khác
Các tính tác động tương hỗ giữa các gen nên mang tính thống nhất trọn vẹn, điều hoà toàn bộ quá trình sống.
II. Đa dạng di truyền
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
a) Các kiểu gen (genotype), các vốn gen (genopool) khác nhau trong mỗi quần thể trong các quần thể mỗi loài.
VD:
Tính trạng màu sắc mắt, màu thân ở ruồi giấm:
II. Đa dạng di truyền
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
b) Các quần thể khác nhau của một lòai có kiểu gen khác nhau, vốn gen khác nhau, kiểu hình khác nhau.
VD:
Vốn gen giống lúa TH3-3 năg suất cao, chịu được mọi loại đất, mọi địa hình, khả năng chống chịu sâu bệnh cao (giảm 50% chi phí thuốc trừ sâu)…(tìm ra bởi PGS Nguyễn Thị Trâm nguyên giảng viên Trường Đại học Nông nghiệp 1)
Đa dạng các loài cá ven sông hồng
Đa dạng các loài chim
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
Gồm các nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp làm thay đổi quần thể.
- Đột biến (gen, NST).
- Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính.
- Di nhập gen.
- Sự phiêu bạt gen.
- Sự sinh sản phân hóa.
- Chọn lọc tự nhiên và nhân tạo.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
1. Đột biến.
Gồm: - Đột biến gen.
- Đột biến nhiễm sắc thể.
- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan đến một hoặc một vài cặp nu như mất, thêm, thay thế… kết quả của đột biến có thể hình thành những alen mới quy định cùng tính trạng.
VD: Đột biến hồng cầu hình liềm
- Đột biến nhiễm sắc thể là những biến đổi trong cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể như đảo đoạn, lặp đoạn, chuyển đoạn. VD: Chuối nhà là thể tam bội
1. Đột biến.
Tính trạng mới xuất hiện trong các cá thể bởi gen và nhiễm sắc thể mang đột biến dược truyền lại thế hệ sau qua sinh sản hữu tính có thể phổ biến qua quần thể bởi sự tái tổ hợp.
Số lượng tái tổ hợp của các dạng khác nhau của mỗi gen là rất lớn tạo nên sự đa dạng các tổ hợp gen trong quần thể.
Sự lan truyền đột biến trong quần thể không chỉ phụ thuộc vào tần số đột biến của gen mà còn phụ thuộc vào mức độ ảnh hưởng của đột biến đến khả năng sống,khả năng sinh sản của cá thể.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
2. Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính.
Tái tổ hợp sinh sản hữu tính (còn gọi là biến dị tổ hợp) là tổ hợp lại các vật chất di truyền vốn có của ông bà tổ tiên.
+ Nguyên nhân: do quá trình giao phối.
+ Cơ chế phát sinh: xảy ra do sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể trong giảm phân và thụ tinh, do hoán vị gen, do tương tác gen.
+ Biểu hiện: Sự sắp xếp lại các tính trạng vốn có của bố mẹ, tổ tiên, hoặc xuất hiện tính trạng mới.
+ Ý nghĩa: Là nguồn biến dị thường xuyên và vô tận ở sinh vật, tăng tính đa dạng cho sinh giới, là nguồn nguyên liệu quan trọng trong chọn giống và tiến hoá.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
2. Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
3. Di nhập gen.
- Di nhập gen là hiện tượng dịch chuyển của một số cá thể quần thể này sang quần thể khác một cách chủ động hoặc bị động, làm thay đổi cấu trúc quần thể.
- Mức độ thay đổi này sẽ càng lớn khi số lượng cá thể di nhập càng lớn và sự sai khác về tần số gen giữa quần thể gốc với quần thể có các cá thể di cư.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
4. Sự phiêu bạt gen.
- sự phiêu bạt gen là sự thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể hoàn toàn mang tính chất thống kê và ngẫu nhiên do quần thể nhỏ.
Nguyên nhân là do đối với với quần thể nhỏ, số cá thể cảu quần thể thực tế tham gia sinh sản càng nhỏ, khả năng giao phốido đó khả năng duy trì các gen qua các thế hệ giảm, dẫn đến gen bị mất dần, tỷ lệ dị hợp giảm qua từng thế hệ.
Tuy nhiên, đối với quần thể lớn, hiện tượng này ít có ý nghĩa.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
5. Sự sinh sản phân hóa.
- Là hiện tượng hạn chế hay bị mất đi sự giao phối tự do giữa các cá thể, ảnh hưởng mạnh tới cấu trúc quần thể.
QT giao phấn, tự thụ phấn=> tự thụ phấn=>giảm tỉ lệ dị hợp tử
Quần thể ban đầu Quần thể sau n thế hệ
1AA : 2Aa : 1aa (2^n -1) AA + 2Aa +(2^n - 1)aa
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
6. Chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo.
a) Chọn lọc tự nhiên, là áp lực tác động lên sinh vật, gây ra bởi các yếu tố môi trường sống và các sinh vật khác (cùng loài, khác loài). Dẫn tới sự phân hóa quần thể theo hướng thích ứng tích cực với môi trường sống.
VD: Các loài cây có hoa sỡ sặc sỡ thu hút côn trùng.
Các loài cây có hoa sỡ sặc sỡ thu hút côn trùng.
Các loài cây có hoa sỡ sặc sỡ thu hút côn trùng.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
6. Chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo.
b) Chọn lọc nhân tạo, áp lực chọn lọc tác động lên sinh vật, gây ra bởi các hoạt động của con người. Sự phân hóa cảu quần thể thích nghi cao độ mới nhu cầu của con người.
VD: Các loài gà cảnh.
Các loài gà cảnh.
Các loài gà cảnh.
IV. Các phương pháp phân tích
đa dạng di truyền
Hiện nay có nhiều phương pháp để phân tích đa dạng di truyền.
- Các chỉ thị phân tử (RAPD, AFLP, RFLP, SSR…)
- Giải trình tự DNA.
- Phân tích protein, enzyme, izozyme.
- Phân tích bộ nhiễm sắc thể.
Nguyên tắc chung của các phương pháp là dựa trên mức độ tương đồng vật chất di truyền, xác định quan hệ học hàng, là nền tảng để đánh giá mức độ đa dạng sinh vật.
V. Ý nghĩa của nghiên cứu
đa dạng di truyền
- Nghiên cứu đa dạng di truyền giúp đánh giá sự đa dạng, thành phần các kiểu gen trong tự nhiên, từ đó đề ra kế hoạch khai thác và bảo tồn hợp lý.
- Nghiên cứu đa dạng di truyền giúp cho việc chọn giống và lai tạo cá nòi, giống gốc có kiểu gen khác nhâu.
- Từ những hiểu biết về nghiên cứu đa dạng di truyền, là cơ sở cho việc tạo ra đựoc những giống mới bằng công nghệ di truyền.
- Sự đa dạng di truyền nói riêng, đa dạng sinh vật nói chung là điều kiện cho sự phát triển và tồn tại lâu dài của sự sống trên trái đất, vì vậy bảo vệ và phát triển đa dạng sinh học là bảo vệ chính chúng ta. Nhờ nghiên cứu đa dạng di truyền, giúp ta biết đựoc tình trạng nguy cơ của các sinh vật hiện nay, dự đoán dự báo chiều hướng biến đổi, từ đó có con người phương pháp khoa học tác động tích cực, phù hợp.
Đa dạng loài và đa dạng
hệ sinh thái
I. ĐA DẠNG LOÀI
Nội dung
Khái niệm loài
Khái niệm đa dạng loài
Nguyên nhân gây nên tính đa dạng loài
Định lượng đa dạng sinh học
Biểu hiện của sự đa dạng loài
Đa dạng loài trên thế giới
Đa dạng loài ở Việt Nam
Ý nghĩa của đa dạng loài
1. Khái niệm loài
“Loài là một nhóm quần thể sinh sản tự nhiên, cách ly sinh sản với các nhóm quần thể khác”. (Ernt Mayr – 1991)
Định nghĩa về hình thái của loài: Loài là một nhóm các cá thể có những đặc tính hình thái, sinh lý, sinh hoá đặc trưng khác biệt với những nhóm cá thể khác.
Định nghĩa về sinh học của loài: Một loài có thể được phân biệt như là một nhóm cá thể có thể giao phối với nhau để sinh sản, thế hệ con cái hữu thụ và không thể giao phối sinh sản với các cá thể của các nhóm khác.
2. Khái niệm đa dạng loài
Đa dạng loài là số lượng và sự đa dạng của các loài được tìm thấy tại một khu vực nhất định tại một vùng nào đó.
Đa dạng loài là tất cả sự khác biệt trong một hay nhiều quần thể của một loài cũng như với quần thể của các loài khác nhau.
Có lẽ do thế giới sự sống chủ yếu được xem xét ở khía cạnh loài, nên thuật ngữ “đa dạng sinh học” thường được dùng như một từ đồng nghĩa của “đa dạng loài”. Và bởi vậy đa dạng loài thường được coi là nhân tố cơ bản của đa dạng sinh học.
Nếu xét trên khái niệm số lượng loài đơn thuần, thì sự sống trên trái đất chủ yếu bao gồm côn trùng và vi sinh vật.
3. Nguyên nhân gây nên tính
đa dạng loài
Sự tương tác giữa môi trường sống và các cá thể của loài cũng như giữa các loài là yếu tố quyết định trong việc tạo nên tính đa dạng về loài.
Môi trường tác động đến hình thái, tập tính của sinh vật và sự chọn lọc sinh sản đặc biệt là phương thức quyết định sự hình thành hay diệt vong 1 loài.
Khi quần thể của loài bị tách biệt với nhau, không còn mối quan hệ với nhau thì sự phân ly về tính trạng và hệ gen xảy ra kèm theo động lực phân tử: đột biến… hình thành nhiều allen cũng như tính trạng, từ đó hình thành nên loài mới.
Trích số liệu “NATURAL PROCESSES WHICH ACCELERATE THE EVOLUTIONARY SEARCH” - Wirt Atmar
AICS Research, Inc.
PO Box 4691, University Park, NM 88003 USA
Số liệu từ Mr.John M. Owens, Ph.D’s Corse - Unit 2. Cellular Structure, Function, Regulation, and Genetics - Lecture 11. Evolution and Gene Expression
4. Định lượng đa dạng sinh học
Các chỉ số toán học về đa dạng sinh học đã được thiết lập để mô tả sự đa dạng loài ở các phạm vi địa lý khác nhau.
Đa dạng α Số lượng loài trong một quần xã hay hệ sinh thái được mô tả - đây là chỉ số thông dụng nhất để diễn tả đa dạng sinh học.
Đa dạng : mức độ dao động thành phần loài khi các điều kiện môi trường thay đổi.
Đa dạng áp dụng đối với một vùng địa lý rộng lớn gồm nhiều sinh cảnh và được định nghĩa là “một tỷ lệ mà ở đấy các loài thêm vào được bắt gặp là những sự thay thế địa lý trong một dạng nơi ở thuộc các vùng khác nhau”.
Đa dạng α xuất phát từ một khái niệm phổ biến về sự phong phú của loài (species richness) và có thể sử dụng để so sánh số lượng loài trong các hệ sinh thái khác nhau.
4. Định lượng đa dạng sinh học
Có nhiều phương thức khác nhau để định lượng đa dạng sinh học, tuy vậy, độ phong phú về loài là chỉ số thông dụng nhất để diễn tả đa dạng sinh học vì các lý do sau:
Áp dụng thực tế: độ phong phú về loài đã được minh chứng về khả năng định lượng trong thực tế
Thông tin có sẵn: một số lượng lớn thông tin có sẵn về độ phong phú của loài. Đặc biệt là các thông tin này được đưa vào máy tính để các vùng xa xôi có thể sử dụng.
Tính đại diện: độ phong phú của loài có thể đại diện cho nhiều loại đa dạng sinh học khác nhau.
Ứng dụng rộng rãi: đơn vị loài thường được coi như là đơn vị trong quản lý, luật pháp, chính trị và truyền thống
5. Biểu hiện sự đa dạng loài
Số lượng
Sự phân bố của loài
a. Số lượng
Tổng số loài sinh vật ước tính hơn 10 triệu loài (dao động từ 2 triệu đến 100 triệu loài),trong đó khoảng 1,7 triệu loài đã được mô tả
Trong đó:
Côn trùng >1 triệu loài được mô tả
Động vật có xương : 45000 loài
Thực vật : 250 000 loài
Các sinh vật khác : 450 000 loài
Số lượng thực vật có hoa lên đến 420 000 loài (theo tiến sĩ David Bramwell _nhà thực vật học người Tây Ban Nha )
Thành phần đa dạng sinh học của
Trái Đất
b.Sự phân bố của loài
Loài phân bố khắp các khu vực trên Trái Đất
Khu rừng nhiệt đới ẩm,rặng san hô,… là nơi có số lượng loài đa dạng và phong phú.
Rừng nhiệt đới Amazon có số loài
đa dạng nhất trong các khu vực trên
Trái Đất.
6. Đa dạng loài trên thế giới
Đa dạng loài thực vật trên thế giới
Đa dạng các loài động vật trên thế giới
Đa dạng loài thực vật trên thế giới
Rêu: 16.000 loài
Dương xỉ: 10.000 loài
Thông đất: 1.300 loài
Hạt trần: 530 loài
Một lá mầm: 170.000 loài
Hai lá mầm: 50.000 loài
Đa dạng các loài động vật trên thế giới
Theo thống kê có khoảng 1.200.000 loài. Trong đó:
Động vật nguyên sinh: 40.000 loài
Ruột khoang: 9.000 loài
Giun dẹp:12.000 loài
Giun tròn:12.000 loài
Giun đốt:`15.000 loài
Thân mềm: 70.000 loài
Côn trùng, chân khớp: hơn 1 triệu loài
Động vật có xương: 44.000 loài
7. Đa dạng loài ở Việt Nam
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Đa dạng loài động vật ở Việt Nam
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Theo GS.TS Nguyễn Nghĩa Thìn (2005) :
Nấm:600 loài
Tảo:1000 loài
Rêu:793 loài
Thực vật có mạch:hơn 10 000 loài
Trong đó hơn 4000 loài thực vật dùng làm nguồn lương thực thực phẩm,làm nguyên vật liệu cho công,nông nghệp…
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Theo số liệu thống kê của Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật:
11.373 loài thực vật bậc cao có mạch
1.030 loài rêu
2.500 loài tảo
826 loài nấm
Ví dụ về sự đa dạng của các loài lan trong họ Lan gặp ở độ cao từ 200-400m của khu vực Rào Àn ( thuộc xã Kim Sơn, huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh.) ( 35 loài)
Bảng :Các loài LAN gặp trong rừng ở độ cao 200-400 m của lưu vực Rào Àn
Tháng 4 năm 2002
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Mặc dù Việt Nam thì không có những họ thực vật đặc hữu, mà chỉ có những chi đặc hữu ( khoảng 3%) nhưng mà lại có tới khoảng 33% số loài thực vật ở miền Bắc Việt Nam là đặc hữu, và với hơn 40% số loài thực vật toàn quốc.
Phần lớn các loài đặc hữu của nước ta thì thường tập trung ở bốn khu vực chính đó là: Núi cao Hoàng Liên Sơn ( miền bắc), núi Ngọc Linh, cao nguyên Lâm Viên( miền Trung), và khu vực rừng ẩm ở phần bắc Trung Bộ.
Hiện nay thì tình trạng một số loài cây cho gỗ quý đang có nguy cơ đứng trước nguy cơ tuyệt chủng vì sự khai thác bừa bãi như là cây: Gõ đỏ, Trầm Hương, Pơ mu, cây hoàng liên chân gà( để làm thuốc), Gụ Mật, Hoàng Đàn, Bách xanh .v.v
Cần được bảo vệ và có các biện pháp khai thác hợp lí.
Gõ đỏ ( afzelia xylocarpa)
Trầm hương ( aquilaria crassna)
Hoàng đàn ( cupressus torulosa)
Pơ mu 3 tuổi
Pơ mu 7 tuổi
Một số cây thuốc quý :
Hoàng liên chân gà
(coptis quinquesecta)
Nhân sâm
Đa dạng loài động vật ở Việt Nam
Theo GS.TS Nguyễn Nghĩa Thìn ( 2005) có:
Cá :2472 loài
Lưỡng cư : 80 loài
Bò sát : 190 loài
Chim :826 loài
Thú : 275 loài
Ở nước ta thì cũng có nhiều loài động vật đặc hữu :
Hơn 100 loài và phân loài chim đặc hữu: Gà lôi lam mào trắng, gà lôi lam mào đen, Trĩ sao, Khướu mỏ dài, Khướu đầu đen, Khướu mã mun..v.v
Hơn 78 loài và phân loài thú đặc hữu: Vooc mũi hếch,vooc vá,cu li nhỏ,Vooc trắng, vooc đen, chà vá..
Nhiều loài có giá trị kinh tế và thực tiễn như voi, tê giác,trâu rừng, bò xám, vượn, sếu đầu đỏ, sao la ...
Các động vật đặc hữu quý hiếm cần được bảo vệ
Mang lớn( mang bầm)
Megamuntiacus vuquangensis
Mang Trường Sơn
Caninmuntiacus spiralis
Sao la ( Pseudoryx nghetinhensis)
Bò sừng xoắn ( preudonovibos)
II . HỆ SINH THÁI VÀ ĐA DẠNG
HỆ SINH THÁI
Nội dung chính:
Khái niệm hệ sinh thái.
Cấu trúc của hệ sinh thái.
Đa dạng hệ sinh thái và các hệ sinh thái cơ bản trên Trái Đất.
Đa dạng hệ sinh thái chính ở Việt Nam.
II . Hệ sinh thái
1. Khái niệm hệ sinh thái (ecosystem):
Hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm các quần xã sinh vật tác động qua lại với môi trường bằng các dòng năng lượng, tạo nên các bậc cấu trúc dinh dưỡng, tạo đa dạng loài và hình thành các chu trình vật chất.
Hệ sinh thái
Ta có thể minh họa hệ sinh thái bằng :
Hệ sinh thái = Quần xã SV+Môi trường xung quanh+ Năng lượng
Tuy nhiên thì tùy vào từng đối tượng hay mục đích nghiên cứu thì hệ sinh thái có thể rộng hay hẹp, có thể có ranh giới hay không có gianh giới, có thể là kín hay là mở..v.v
Cấu trúc của hệ sinh thái
*Cấu trúc hệ sinh thái bao gồm:
Sinh vật sản xuất: Là những sinh vật tự dưỡng, gồm các loài thực vật và một số loại nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp. Nhờ hoạt động quang hợp và hóa tổng hợp của chúng mà tạo nên được các chất thiết yếu cho chúng cũng như cho các sinh vật tiêu thụ khác.
Sinh vật tiêu thụ: Là những sinh vật dị dưỡng như là các loài động vật và các vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, chúng sống là nhờ sử dụng nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra.
Cấu trúc của hệ sinh thái
-Sinh vật phân hủy: Là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh. Trong quá trình phân hủy các chất, chúng tiếp nhận nguồn năng lượng hóa học để tồn tại và phát triển, đồng thời giải phóng các chất từ các hợp chất phức tạp tạo ra môi trường dưới dạng các khoáng chất đơn giản hoạc các nguyên tố hóa học ban đầu tham gia vào chu trình: CO2, O2, N2…
Sinh vật phân hủy
Cấu trúc của hệ sinh thái:
-Các chất vô cơ (CO2, O2, H2O, CaCO3…)
- Các chất hưu cơ cần thiết: (protein, gluxit, lipit, vitamin, hoocmon, enzim v.v.)
- Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…)
II. Đa dạng hệ sinh thái
và các hệ sinh thái cơ bản
Khái niệm:
“Đa dạng hệ sinh thái là sự phong phú của mọi sinh cảnh, mọi quần xã sinh vật, mọi quá trình sinh thái cũng như những biến đổi trong từng hệ sinh thái”.
Các khu hệ sinh thái chính trên Trái Đất được chia ra và phụ thuộc vào khí hậu, theo vĩ độ và theo lục địa của Trái Đất.Có các vùng khí hậu cơ bản như:
-Vùng ôn đới lạnh Thái Bình Dương.
-Vùng cận nhiệt đới gần biển.
-Vùng nhiệt đới cận biển.
II. Đa dạng hệ sinh thái và các khu hệ sinh thái
Các hệ sinh thái chính :
Hệ sinh thái trên cạn
Hệ sinh thái dưới nước
Các hệ sinh thái chính trên
Trái Đất( trên cạn)
Hệ sinh thái hoang mạc ( deserts)
Các hệ sinh thái chính trên cạn:
Hệ sinh thái đài nguyên(Tundra)
Các hệ sinh thái chính trên cạn:
Hệ sinh thái đồng cỏ
Hệ sinh thái savan (savana)
Các hệ sinh thái chính trên cạn:
Hệ sinh thái rừng
Đa dạng hệ sinh thái Việt Nam
Việt Nam nằm trong điều kiện nhiệt đới gió mùa. ẩm thuận lợi cho sự phát triển của cây rừng. Và do điều kiện đại hình phức tạp, cắt xẻ mạnh chi phối sự phân hóa các điều kiện khí hậu và đất đai nên nói chung rừng tự nhiên ở Việt Nam rất đa dạng về thành phần loài, cấu trúc phức tạp.. chủ yếu là rừng hỗn hợp với nhiều loại cây lá rộng.
Các hệ sinh thái ở Việt Nam
1. Hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới: Kiểu thảm thực vật này ở Việt Nam thường gặp ở vùng có độ cao trung bình cách mặt nước biển dưới 1.000 m ở Miền Nam và 700m ở miền bắc .Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 20-25oC.vd: như rừng Quốc Gia Cúc Phương.
2. Hệ sinh thái rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới: phát triển trong điều kiện khô hơn,ở các vùng như Quảng Ninh, Bắc Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ Tây Nguyên…
Lượng mưa hàng năm vào khoảng 600-1200 mm, mùa khô kéo dài 4-6 tháng. Kiểu này thì có cấu trúc đơn giản.
Hệ sinh thái rừng hỗn giao nhiệt đới vùng núi
3.Hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh trên núi đá vôi: diện tích núi đá vôi ở Việt Nam có 1.152.200 ha, trong đó diện tích rừng được che phủ là 396.200 (chiếm 34.45%) (1999). Phân bố theo vĩ độ từ Hà Tiên cho đến Cao Bằng.
4.Hệ sinh thái rừng lá kim tự nhiên: Có hai loại là:
Hệ sinh thái rừng lá kim á nhiệt đới núi thấp.
Hệ sinh thái rừng lá kim ôn đới núi cao trung bình.
5. Hệ sinh thái rừng thưa:
6. Các hệ sinh thái đất ngập nước:là những vùng đầm lầy than bùn, ngập nước bất kể là tự nhiên hay là nhân tạo, nước chảy tạm thời hay là nước tù, kể cả là nước mặn, ngọt hay lợ..v..v đều là những vùng đất ngập nước. Ở loại hệ sinh thái này thì rất đa dạng về loại hình tự nhiên và nhân tạo .
Trong đó một số hệ sinh thái đặc trưng và điển hình như:
Hệ sinh thái rừng tràm.
Hệ sinh thái rừng ngập mặn
Các hệ sinh thái bãi triều ngập nước và các rạn đá ngầm .
Các hệ sinh thái rạn san hô. .v.v..
Rừng Tràm
Hệ sinh thái san hô ở Phú Quốc
Ngoài ra thì ở Việt Nam còn có rất nhiều các hệ sinh thái như:
Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao, khô nhiệt đới
Kiểu rừng khô vùng cao.
Kiểu rừng lạnh vùng cao .v.v..
Theo ước tính thì ở Việt Nam ta có khoảng 14 loại hệ sinh thái khác nhau
Hệ sinh thái ở nước ta là rất phong phú và đa dạng.
Định lượng về mức độ đa dạng sinh học
Giá trị và công dụng của đa dạng sinh học
Nội dung
Các bài toán đa dạng
Định lượng đa dạng di truyền
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Tính toán đa dạng di truyền giữa các quần thể
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Dựa vào số biến thể
Đa hình
Độ phong phú của các biến thể allele (A)
Số trung bình các allele mỗi locus
Dựa vào tần số các biến thể
Số phù hợp của allele (Ae )
Độ di hợp tử kì vọng trung bình (He )
Đa hình nghĩa là 1 locus di truyền có 2 hay nhiều dạng ( allele).
Trong 1 quần thể hay dưới đơn vị quần thể, đa hình được biểu diễn là xác suất bắt gặp 1 locus đa hình trong số tất cả các loci trong quần thể.
P= số loci đa hình/ tổng số loci
Đa hình
Là tổng số biến thể của mẫu.
Được tính bằng công thức A-1, vì với quần thể đơn hình thì mức độ đa dạng bằng 0.
Độ phong phú của các biến thể allele
Là tổng của tất cả các allele xác định được trong mọi loci, chia cho tổng số loci.
Trong đó K là số loci
ni là số allele xác định được ở mỗi locus.
Số trung bình của các allele mỗi locus
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Dựa vào số biến thể
Đa hình
Độ phong phú của các biến thể allele (A)
Số trung bình các allele mỗi locus
Dựa vào tần số các biến thể
Số phù hợp của allele (Ae )
Độ di hợp tử kì vọng trung bình (He )
Số phù hợp của các allele (Ae )
Là số các allele có thể xuất hiện trong 1 quần thể
Ae =1/(1-h)=1/∑pi2
pi = là tần số của allele thứ i ở 1 locus
h = 1-∑pi2 = độ dị hợp tử ở 1 locus
Độ dị hợp tử kì vọng trung bình
Là xác suất tại đó, tại 1 locus, bất kì 2 allele nào, được chọn ngẫu nhiên từ quần thể, là khác nhau.
Có thể tính theo 3 công thức:
1 locus với 2 allele: hj = 1-p2 -q2
1 locus j với i allele: hj =1 – ∑pi2
Trung bình cho nhiều loci H=∑jL hj/L
Với L là tổng số loci
Định lượng đa dạng di truyền
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Tính toán đa dạng di truyền giữa các quần thể
Định lượng đa dạng di truyền: tính toán đa dạng di truyền giữa các quần thể
Sai khác giữa các quần thể ở 1 locus (gST )
Sai khác giữa các quần thể ở nhiều loci (GST )
Đóng góp của quần thể cho tổng số đa dạng di truyền
Thống kê F ( Wright)
Phân tích phương sai phân tử (AMOVA)
Sai khác giữa các quần thể ở 1 locus
gST = 1- ( hS /hT )
hS = đa dạng quần thể
hT = tổng đa dạng
= trung bình kích thước các quần thể
S = tổng số quần thể
ho = độ dị hợp tử quan sát được trung bình
Xij = tần số ước lượng của allele thứ i ở quần thể thứ j
Sai khác giữa các quần thể ở nhiều loci
GST là hệ số sai khác gene
GST = DST /HT
HT = tổng đa dạng gene = HS + DST
HS = đa dạng gene trong quần thể
DST = đa dạng giữa các quần thể
Đóng góp của quần thể đến tổng đa dạng gene
Sự đóng góp được tính bằng cách loại bỏ 1 quần thể, từ đó có thể định lượng được đóng góp của nó cho toàn bộ đa dạng gene
CT(K) = (HT –HT/K )/HT
CS(K) = (HS –HS/K )/HT
CST(K) = (DST - DST/K )/HT
C T(K) = đóng góp của K cho tổng đa dạng
CS(K) = đóng góp của K cho đa dạng trong quần thể
CST(K) = đóng góp của K cho đa dạng giữa các quần thể.
HT = tổng đa dạng gene
HS = đa dạng gene trong quần thể
DST = đa dạng giữa các quần thể
HT/K = tổng đa dạng gene sau khi loại bỏ quần thể K
HS/K = đa dạng gene trong quần thể sau khi loại bỏ quần thể K
DST/K = đa dạng gene giữa các quần thể sau khi loại bỏ quần thể K.
Thống kê F
Phương trình cho cấu trúc di truyền của các quần thể là:
(1-FIT )=(1-FIS )(1-FST )
FIT = 1- (HI /HT )
FIS = 1- (HI /HS )
FST = 1- (HS /HT )
HT = tổng đa dạng gene hay độ dị hợp tử kì vọng
HI = đa dạng gene trong quần thể hay độ dị hợp tử quan sát được trung bình
HS = độ dị hợp tử kì vọng trung bình
FIS = lượng thừa hay thiếu của các dị hợp tử trung bình ở mỗi quần thể.
FST = mức độ sai khác gene trong số các quần thể dưới dạng các tần số allele.
FIT = lượng thừa hay thiếu của các di hợp tử trung bình trong 1 nhóm quần thể
Phân tích phương sai phân tử -AMOVA
AMOVA là 1 phương pháp để nghiên cứu những biến dị phân tử trong 1 loài.
PHương pháp này được phát triển bởi Laurent Excoffer, Peter Smouse và Joseph Quattro tại Đại học tổng hợp Rutgers năm 1992.
Excoffier đã viết 1 chương trình để chạy các phân tích phương sai phân tử. Chương trình này chạy trên Windows và có tên Arlequin.
Đa dạng alpha
Độ phong phú của loài biểu thị bởi số lượng các loài trong quần xã.
Độ cân bằng loài là chỉ tiêu đánh giá về số lượng cá thể của mỗi loài trong mối tương quan tổng thể với số lượng các loài khác trong quần xã.
Đa dạng beta
R.H Whittaker là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ này và sử dụng nó để chỉ sự thay đổi trong thành phần loài của các quần xã dọc theo 1 gradient.
Gradient thường là 1 biến số môi trường như độ dốc, độ ẩm, hay pH của đất, chúng có thể định lượng được theo cách giống nhau và tại qui mô như nhau trong mọi quần xã.
Whittaker sử dụng công thức sau
S là số loài trong toàn bộ tập hợp các khu vực và alpha là số trung bình các loài trong mỗi khu vực.
Nghiên cứu đa dạng beta có thể cung cấp những thông tin về đa dạng và thành phần hệ sinh thái mà nghiên cứu đa dạng alpha không thể làm được.
Đa dạng Gamma
Theo Whittaker (1972) đa dạng gamma là độ phong phú loài của 1 khu vực gồm nhiều sinh cảnh và nó là hệ quả của đa dạng alpha trong từng quần xã và phạm vi biến đổi của đa dạng beta trong số các quần xã đó.
Theo khái niệm trên, đa dạng gamma là “tốc độ tại đó loài thêm vào được xem là những thay thế địa lí bên trong 1 loại sinh cảnh ở những vị trí khác nhau” hay “ 1 tốc độ thay thế loài với khoảng cách giữa các khu vực hay các sinh cảnh tương tự nhau, hoặc với các khu vực địa lí được mở rộng”
D là khoảng cách mà qua đó sự thay thế loài diễn ra, g và l là tốc độ tương đối của sự tăng hay mất loài
Giá trị & công dụng của ĐDSH
ĐDSH duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng.
ĐDSH là nguồn cho năng suất & tính bền vững nông nghiệp
ĐDSH – cơ sở cho sự ổn định kinh tế và sự giàu có
ĐDSH giúp cho sự ổn định các hệ thống chính trị,xã hội
ĐDSH cung cấp cơ sở cho sức khỏe con người
ĐDSH làm giàu chất lượng cuộc sống của chúng ta
Thế nào là dịch vụ sinh thái ????
ĐDSH duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng.
Thế nào là dịch vụ sinh thái ????
Thực vật
Đất
Động vật
Nước
Chất dinh dưỡng
Vi sinh vật
Ánh sáng
Động vật
Nơi ở
Nước
Thức ăn
Amazon rainforest
Dịch vụ sinh thái chính là những nhu cầu / những nhân tố thiết yếu để duy trì sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho các thành phần trong hệ sinh thái .
Hệ sinh thái như 1 hệ thống tự cung tự cấp.
Các dịch vụ sinh thái của các thành phần được ứng bởi ngay các tp có trong HST thông qua hoạt động sống và mối quan hệ giữa chúng.
Đáp ứng
các
dịch vụ
sinh
thái
Đa dạng gen
&
đa dạng loài
tại sao ???
Các loài trong HST có quan hệ mật thiết ,tác động qua lại với nhau
được thể hiện qua chuỗi thức ăn , lưới thức ăn
ĐDDT thích nghi với mt tồn tại
ĐD loài HST bền vững
Sự đa dạng sinh học kiểm soát sự cân bằng của hệ sinh thái
sự đa dạng sinh học có ý nghĩa rất quan trọng đối với các HST.
có nghĩa là nếu trong quần thể sinh thái có nhiều loài
thì chúng sẽ hoạt động hiệu quả hơn trong việc chuyển hóa
năng lượng và phân phủy vật chất. Nói một cách khác thì sự đa
dạng của các hệ sinh thái sẽ giúp kiểm soát số lượng các loài,
phân hủy các vật chất hữu cơ và hấp thụ khí CO2 tốt hơn".
Cung cấp dược liệu : 57% của hơn 150 phương thuốc điều trị có nguồn gốc từ đa dạng sinh học.
ĐDSH là cơ sở cho sức khỏe con người
Đa Dạng
Di Truyền
Sinh Vật
Thích
Tiến hóa và đa dạng sinh học
Giáo viên: PGS.TS Trịnh Đình Đạt
Nhóm thực hiện: Nhóm 1
Đa Dạng Sinh Học
( biodiversity)
Nội dung trình bày:
Khái niệm về đa dạng sinh học
Đa dạng di truyền
Đa dạng loài
Đa dạng hệ sinh thái
Định lượng về mức độ đa dạng sinh học
Giá trị & công dụng của đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học và đa dạng di truyền
A. Đa dạng sinh học
I. Khái niệm đa dạng sinh học theo công ước đa dạng sinh học.
II. Một số khái niệm khác về đa dạng sinh học.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.
B. Đa dạng di truyền.
1. Khái niệm về gen.
2. Đa dạng di truyền.
3. Nguyên nhân của đa dạng di truyền.
4. Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền.
5. Ý nghĩa của đa dạng di truyền.
A. Đa dạng sinh học
I. Khái niệm đa dạng sinh học theo công ước đa dạng sinh học.
II. Một số khái niệm khác về đa dạng sinh học.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.
Đa dạng sinh học.
I. Theo Công ước Đa dạng sinh học:
Khái niệm "Đa dạng sinh học" (biodiversity, biological diversity) có nghĩa là sự khác nhau giữa các sinh vật sống ở tất cả mọi nơi, bao gồm: các hệ sinh thái trên cạn, trong đại dương và các hệ sinh thái thuỷ vực khác, cũng như các phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một thành phần,...; thuật ngữ này bao hàm sự khác nhau trong một loài, giữa các loài và giữa các hệ sinh thái.
Thuật ngữ "đa dạng sinh học" lần đầu tiên được Norse and McManus (1980) định nghĩa, bao hàm hai khái niệm có liên quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di truyền trong một loài) và đa dạng sinh thái (số lượng các loài trong một quần xã sinh vật). Nay có ít nhất 25 định nghĩa nữa cho thuật ngữ "đa dạng sinh học. Định nghĩa được đưa ở trên là định nghĩa được dùng trong Công ước Đa dạng sinh học.
II. Các định nghĩa khác về Đa dạng sinh học.
1) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái . [FAO].
2) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của gen di truyền, kiểu gen và các bộ gen cũng như mối quan hệ của chúng với môi trường ở mức phân tử, loài, quần thể và hệ sinh thái (FAO, 1990).
3) Đa dạng sinh học là tính đa dạng, trạng thái khác nhau về đặc tính hoặc chất lượng (R.Patrick,1983).
4) Đa dạng sinh học là sự đa dạng của các sinh vật trên trái đất, bao gồm cả sự đa dạng về di truyền của chúng và các dạng tổ hợp. Đây là một thuật ngữ khái quát về sự phong phú của sinh vật tự nhiên, hỗ trợ cho cuộc sống và sức khoẻ của con người . Khái niệm này bao hàm mối tương tác qua lại giữa các gen, các loài và các hệ sinh thái (Reid & Miller, 1989).
5) Đa dạng sinh học là sự phong phú về sự sống trên trái đất, bao gồm hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, cũng như các thông tin di truyền mà chúng lưu giữ và các hệ sinh thái mà chúng tạo nên (AID, 1989).
6) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống và các quá trình hoạt động của nó (U .S. Forest Service, 1990).
7) Đa dạng sinh học bao gồm tất cả các loài thực vật, động vật, vi sinh vật, các hệ sinh thái và quá trình sinh thái học mà chúng tham gia . Đây là khái niệm bao trùm cho mức độ phong phú của tự nhiên, bao gồm cả số lượng và tần số xuất hiện của các hệ sinh thái, các loài và các gen di truyền trong một tổ hợp xác định. (McNeely et al., 1990).
8) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống ở mọi cấp độ tổ chức, biểu hiện bởi số lượng và tần số xuất hiện tương đối của các đối tượng (gen, sinh vật, hệ sinh thái) (EPA, 1990).
9) Đa dạng sinh học là tính đa dạng về di truyền, phân loại và hệ sinh thái của các sinh vật sống ở một vùng, một môi trường, một hệ sinh thái xác định hoặc toàn bộ trái đất (McAllister, 1991).
10) Đa dạng sinh học là toàn bộ sự đa dạng và khác nhau giữa các sinh vật sống và trong chính sinh vật đó, cũng như đối với các hệ sinh thái mà các sinh vật tồn tại trong đó; bao hàm cả đa dạng hệ sinh thái hoặc đa dạng quần xã, đa dạng loài và đa dạng di truyền (Pending legislation, U .S. Congres 1991).
11) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống và các quá trình hoạt động của nó. Bao gồm tính đa dạng về các sinh vật sống, sự khác biệt về mặt di truyền giữa chúng và các quần xã, các hệ sinh thái mà chúng tồn tại trong đó. (Keystone Dialogue, 1991).
12) Đa dạng sinh học là tính đa dạng và sự khác nhau của tất cả động vật, thực vật và vi sinh vật trên trái đất, có thể được phân thành 3 cấp: đa dạng di truyền (biến thiên trong loài), đa dạng loài, và đa dạng sinh cảnh (Overseas Development Administration, 1991).
13) Đa dạng sinh học là toàn bộ các gen di truyền, các loài và các hệ sinh thái trong một vùng (WRI, IUCN and UNEP, 1992).
14) Đa dạng sinh học là toàn bộ sự đa dạng của sự sống trên trái đất. Bao gồm tất cả các gen di truyền, các loài, các hệ sinh thái và các quá trình sinh thái (ICBP, 1992).
15) Dadangj sinh học là toàn bộ sự đa dạng và sự khác nhau giữa các sinh vật sống và trong chính sinh vật đó, các tổ hợp sinh vật và các hệ sinh thái hướng sinh cảnh. Thuật ngữ bao gồm các mức đa dạng hệ sinh thái, loài và sinh cảnh, cũng như trong một loài (đa dạng di truyền) (Fiedler & Jain, 1992).
16) Đa dạng sinh học là tính đa dạng của sinh vật ở mọi cấp độ, từ những biến dị di truyền trong cùng một loài đến sự đa dạng của các loài, giống/chi, họ và thậm chí cả các mức phân loại cao hơn; bao gồm cả đa dạng hệ sinh thái, gồm cả các quần xã sinh vật trong các sinh cảnh cụ thể và các điều kiện vật lý mà chúng sinh sống trong đó (Wilson, 1992).
17) Đa dạng sinh học là phức hệ vượt quá sự hiểu biết và có giá trị không thể đo đếm được, đa dạng sinh học là toàn bộ tính đa dạng của sự sống trên trái đất (Ryan, 1992).
18) Đa dạng sinh học là tính đa dạng về cấu trúc và chức năng của các dạng sống ở các mức di truyền, quần thể, loài, quần xã và hệ sinh thái (Sandlund et al., 1993).
19) Đa dạng sinh học là toàn bộ đa dạng di truyền, đa dạng loài và đa dạng sinh thái, cũng như những tác động tương hỗ giữa chúng, trong một vùng xác định, tại một thời điểm xác định (di Castri, 1995).
20) Đa dạng sinh học là toàn bộ các mức tổ chức về mặt di truyền học, các cấp phân loại và sinh thái học, cũng như mối tương tác theo thứ bậc, tại các mức độ tổ hợp khác nhau (di Castri & Younốs, 1996).
Theo Lê Trọng Cúc (2002):
Đa dạng sinh học (Biodiversity) là sự giàu có, phong phú và đa dạng nguyên liệu di truyền, loài và các hệ sinh thái.
Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2005):
Đa dạng sinh học là khoa học nghiên cứu về tính đa dạng của vật sống trong thiên nhiên, từ các sinh vật phân cắt đến các động vật và thực vật (trên cạn cũng như dưới nước) và cả loài người chúng ta, thể hiện từ mức độ phân tử đến các cơ thể, các loài và các quần xã mà chúng sống.
III. Hệ thống đa dạng sinh học.
1. Đa dạng di truyền hay đa dạng gen (gen trong các quần thể của loài).
2. Đa dạng loài (đa dạng,phong phú các loài).
3. Đa dạng hệ sinh thái ( sự phong phú về các hệ sinh thái).
B. Đa dạng di truyền
Đa dạng di truyền
I. Khái niệm về gen.
II. Đa dạng di truyền.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền.
IV. Các phương pháp phân tích đa dạng di truyền
V. Ý nghĩa của đa dạng di truyền.
I. Khái niệm về gen
Theo thời gian, quan niệm về gen cũng thay đổi, cùng với tiến bộ về khoa học kỹ thuật và công cụ nghiên cứu.
Theo Mendel gen được biểu hiện như một yếu tố bên trong, quyết định sự hình thành và phát triển của một tính trạng bên ngoài. Gen vận động từ thế hệ này sang thế hệ khác theo quy luật hòa hợp.
Theo Morgan nhiều gen nằm trên
cùng một nhiễm sắc thể và là các đơn vị không thể chia nhỏ hơn nữa.Các đơn vị đó là:
Đơn vị đột biến
Đơn vị tái tổ hợp
Đơn vị chức năng
I. Khái niệm về gen
G. Beadle và Tatum đưa ra giả thuyết
một gen - một enzyme: dựa trên kết quả nghiên cứu đột biến khuyết dưỡng ở Neurosporal (đột biến làm mất khả năng tổng hợp một chất trao đổi nào đó cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của tế bào).
Ngày nay, theo quan điểm sinh học phân tử
gen được định nghĩa là đoạn AND có chiều dài đủ
lớn để có thể xác định một chức năng.
Năm 1953, cấu trúc gen dạng B được tìm ra bởi James D. Watson and Francis Crick.Đã mở ra một thời kỳ mới cho những nghiên cứu quan trọng trong sinh học.
II. Đa dạng di truyền
1. Khái niệm: đa dạng di truyền hay đa dạng gen là tập hợp những biến đổi của các gen và các kiểu gen trong nội bộ loài.
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
a) Các kiểu gen (genotype), các vốn gen (genopool) khác nhau trong mỗi quần thể trong các quần thể mỗi loài.
Kiểu gen (genotyp): là toàn bộ các gen trong tê bào của cơ thể sinh vật. Trong thực tế khi nói tới kiểu gen của một cơ thể, người ta xét một vài cặp gen nào đó liên quan đến các cặp tính trạng nghiên cứu.
Genotyp có hai phần:
Gồm các đơn vị riêng lẻ (các gen) quy định tính trạng này hay tính trạng khác
Các tính tác động tương hỗ giữa các gen nên mang tính thống nhất trọn vẹn, điều hoà toàn bộ quá trình sống.
II. Đa dạng di truyền
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
a) Các kiểu gen (genotype), các vốn gen (genopool) khác nhau trong mỗi quần thể trong các quần thể mỗi loài.
VD:
Tính trạng màu sắc mắt, màu thân ở ruồi giấm:
II. Đa dạng di truyền
2. Biểu hiện đa dạng di truyền.
b) Các quần thể khác nhau của một lòai có kiểu gen khác nhau, vốn gen khác nhau, kiểu hình khác nhau.
VD:
Vốn gen giống lúa TH3-3 năg suất cao, chịu được mọi loại đất, mọi địa hình, khả năng chống chịu sâu bệnh cao (giảm 50% chi phí thuốc trừ sâu)…(tìm ra bởi PGS Nguyễn Thị Trâm nguyên giảng viên Trường Đại học Nông nghiệp 1)
Đa dạng các loài cá ven sông hồng
Đa dạng các loài chim
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
Gồm các nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp làm thay đổi quần thể.
- Đột biến (gen, NST).
- Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính.
- Di nhập gen.
- Sự phiêu bạt gen.
- Sự sinh sản phân hóa.
- Chọn lọc tự nhiên và nhân tạo.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
1. Đột biến.
Gồm: - Đột biến gen.
- Đột biến nhiễm sắc thể.
- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan đến một hoặc một vài cặp nu như mất, thêm, thay thế… kết quả của đột biến có thể hình thành những alen mới quy định cùng tính trạng.
VD: Đột biến hồng cầu hình liềm
- Đột biến nhiễm sắc thể là những biến đổi trong cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể như đảo đoạn, lặp đoạn, chuyển đoạn. VD: Chuối nhà là thể tam bội
1. Đột biến.
Tính trạng mới xuất hiện trong các cá thể bởi gen và nhiễm sắc thể mang đột biến dược truyền lại thế hệ sau qua sinh sản hữu tính có thể phổ biến qua quần thể bởi sự tái tổ hợp.
Số lượng tái tổ hợp của các dạng khác nhau của mỗi gen là rất lớn tạo nên sự đa dạng các tổ hợp gen trong quần thể.
Sự lan truyền đột biến trong quần thể không chỉ phụ thuộc vào tần số đột biến của gen mà còn phụ thuộc vào mức độ ảnh hưởng của đột biến đến khả năng sống,khả năng sinh sản của cá thể.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
2. Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính.
Tái tổ hợp sinh sản hữu tính (còn gọi là biến dị tổ hợp) là tổ hợp lại các vật chất di truyền vốn có của ông bà tổ tiên.
+ Nguyên nhân: do quá trình giao phối.
+ Cơ chế phát sinh: xảy ra do sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể trong giảm phân và thụ tinh, do hoán vị gen, do tương tác gen.
+ Biểu hiện: Sự sắp xếp lại các tính trạng vốn có của bố mẹ, tổ tiên, hoặc xuất hiện tính trạng mới.
+ Ý nghĩa: Là nguồn biến dị thường xuyên và vô tận ở sinh vật, tăng tính đa dạng cho sinh giới, là nguồn nguyên liệu quan trọng trong chọn giống và tiến hoá.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
2. Tái tổ hợp gen trong sinh vật sinh sản hữu tính
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
3. Di nhập gen.
- Di nhập gen là hiện tượng dịch chuyển của một số cá thể quần thể này sang quần thể khác một cách chủ động hoặc bị động, làm thay đổi cấu trúc quần thể.
- Mức độ thay đổi này sẽ càng lớn khi số lượng cá thể di nhập càng lớn và sự sai khác về tần số gen giữa quần thể gốc với quần thể có các cá thể di cư.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
4. Sự phiêu bạt gen.
- sự phiêu bạt gen là sự thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể hoàn toàn mang tính chất thống kê và ngẫu nhiên do quần thể nhỏ.
Nguyên nhân là do đối với với quần thể nhỏ, số cá thể cảu quần thể thực tế tham gia sinh sản càng nhỏ, khả năng giao phốido đó khả năng duy trì các gen qua các thế hệ giảm, dẫn đến gen bị mất dần, tỷ lệ dị hợp giảm qua từng thế hệ.
Tuy nhiên, đối với quần thể lớn, hiện tượng này ít có ý nghĩa.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
5. Sự sinh sản phân hóa.
- Là hiện tượng hạn chế hay bị mất đi sự giao phối tự do giữa các cá thể, ảnh hưởng mạnh tới cấu trúc quần thể.
QT giao phấn, tự thụ phấn=> tự thụ phấn=>giảm tỉ lệ dị hợp tử
Quần thể ban đầu Quần thể sau n thế hệ
1AA : 2Aa : 1aa (2^n -1) AA + 2Aa +(2^n - 1)aa
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
6. Chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo.
a) Chọn lọc tự nhiên, là áp lực tác động lên sinh vật, gây ra bởi các yếu tố môi trường sống và các sinh vật khác (cùng loài, khác loài). Dẫn tới sự phân hóa quần thể theo hướng thích ứng tích cực với môi trường sống.
VD: Các loài cây có hoa sỡ sặc sỡ thu hút côn trùng.
Các loài cây có hoa sỡ sặc sỡ thu hút côn trùng.
Các loài cây có hoa sỡ sặc sỡ thu hút côn trùng.
III. Nguyên nhân của đa dạng di truyền
6. Chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo.
b) Chọn lọc nhân tạo, áp lực chọn lọc tác động lên sinh vật, gây ra bởi các hoạt động của con người. Sự phân hóa cảu quần thể thích nghi cao độ mới nhu cầu của con người.
VD: Các loài gà cảnh.
Các loài gà cảnh.
Các loài gà cảnh.
IV. Các phương pháp phân tích
đa dạng di truyền
Hiện nay có nhiều phương pháp để phân tích đa dạng di truyền.
- Các chỉ thị phân tử (RAPD, AFLP, RFLP, SSR…)
- Giải trình tự DNA.
- Phân tích protein, enzyme, izozyme.
- Phân tích bộ nhiễm sắc thể.
Nguyên tắc chung của các phương pháp là dựa trên mức độ tương đồng vật chất di truyền, xác định quan hệ học hàng, là nền tảng để đánh giá mức độ đa dạng sinh vật.
V. Ý nghĩa của nghiên cứu
đa dạng di truyền
- Nghiên cứu đa dạng di truyền giúp đánh giá sự đa dạng, thành phần các kiểu gen trong tự nhiên, từ đó đề ra kế hoạch khai thác và bảo tồn hợp lý.
- Nghiên cứu đa dạng di truyền giúp cho việc chọn giống và lai tạo cá nòi, giống gốc có kiểu gen khác nhâu.
- Từ những hiểu biết về nghiên cứu đa dạng di truyền, là cơ sở cho việc tạo ra đựoc những giống mới bằng công nghệ di truyền.
- Sự đa dạng di truyền nói riêng, đa dạng sinh vật nói chung là điều kiện cho sự phát triển và tồn tại lâu dài của sự sống trên trái đất, vì vậy bảo vệ và phát triển đa dạng sinh học là bảo vệ chính chúng ta. Nhờ nghiên cứu đa dạng di truyền, giúp ta biết đựoc tình trạng nguy cơ của các sinh vật hiện nay, dự đoán dự báo chiều hướng biến đổi, từ đó có con người phương pháp khoa học tác động tích cực, phù hợp.
Đa dạng loài và đa dạng
hệ sinh thái
I. ĐA DẠNG LOÀI
Nội dung
Khái niệm loài
Khái niệm đa dạng loài
Nguyên nhân gây nên tính đa dạng loài
Định lượng đa dạng sinh học
Biểu hiện của sự đa dạng loài
Đa dạng loài trên thế giới
Đa dạng loài ở Việt Nam
Ý nghĩa của đa dạng loài
1. Khái niệm loài
“Loài là một nhóm quần thể sinh sản tự nhiên, cách ly sinh sản với các nhóm quần thể khác”. (Ernt Mayr – 1991)
Định nghĩa về hình thái của loài: Loài là một nhóm các cá thể có những đặc tính hình thái, sinh lý, sinh hoá đặc trưng khác biệt với những nhóm cá thể khác.
Định nghĩa về sinh học của loài: Một loài có thể được phân biệt như là một nhóm cá thể có thể giao phối với nhau để sinh sản, thế hệ con cái hữu thụ và không thể giao phối sinh sản với các cá thể của các nhóm khác.
2. Khái niệm đa dạng loài
Đa dạng loài là số lượng và sự đa dạng của các loài được tìm thấy tại một khu vực nhất định tại một vùng nào đó.
Đa dạng loài là tất cả sự khác biệt trong một hay nhiều quần thể của một loài cũng như với quần thể của các loài khác nhau.
Có lẽ do thế giới sự sống chủ yếu được xem xét ở khía cạnh loài, nên thuật ngữ “đa dạng sinh học” thường được dùng như một từ đồng nghĩa của “đa dạng loài”. Và bởi vậy đa dạng loài thường được coi là nhân tố cơ bản của đa dạng sinh học.
Nếu xét trên khái niệm số lượng loài đơn thuần, thì sự sống trên trái đất chủ yếu bao gồm côn trùng và vi sinh vật.
3. Nguyên nhân gây nên tính
đa dạng loài
Sự tương tác giữa môi trường sống và các cá thể của loài cũng như giữa các loài là yếu tố quyết định trong việc tạo nên tính đa dạng về loài.
Môi trường tác động đến hình thái, tập tính của sinh vật và sự chọn lọc sinh sản đặc biệt là phương thức quyết định sự hình thành hay diệt vong 1 loài.
Khi quần thể của loài bị tách biệt với nhau, không còn mối quan hệ với nhau thì sự phân ly về tính trạng và hệ gen xảy ra kèm theo động lực phân tử: đột biến… hình thành nhiều allen cũng như tính trạng, từ đó hình thành nên loài mới.
Trích số liệu “NATURAL PROCESSES WHICH ACCELERATE THE EVOLUTIONARY SEARCH” - Wirt Atmar
AICS Research, Inc.
PO Box 4691, University Park, NM 88003 USA
Số liệu từ Mr.John M. Owens, Ph.D’s Corse - Unit 2. Cellular Structure, Function, Regulation, and Genetics - Lecture 11. Evolution and Gene Expression
4. Định lượng đa dạng sinh học
Các chỉ số toán học về đa dạng sinh học đã được thiết lập để mô tả sự đa dạng loài ở các phạm vi địa lý khác nhau.
Đa dạng α Số lượng loài trong một quần xã hay hệ sinh thái được mô tả - đây là chỉ số thông dụng nhất để diễn tả đa dạng sinh học.
Đa dạng : mức độ dao động thành phần loài khi các điều kiện môi trường thay đổi.
Đa dạng áp dụng đối với một vùng địa lý rộng lớn gồm nhiều sinh cảnh và được định nghĩa là “một tỷ lệ mà ở đấy các loài thêm vào được bắt gặp là những sự thay thế địa lý trong một dạng nơi ở thuộc các vùng khác nhau”.
Đa dạng α xuất phát từ một khái niệm phổ biến về sự phong phú của loài (species richness) và có thể sử dụng để so sánh số lượng loài trong các hệ sinh thái khác nhau.
4. Định lượng đa dạng sinh học
Có nhiều phương thức khác nhau để định lượng đa dạng sinh học, tuy vậy, độ phong phú về loài là chỉ số thông dụng nhất để diễn tả đa dạng sinh học vì các lý do sau:
Áp dụng thực tế: độ phong phú về loài đã được minh chứng về khả năng định lượng trong thực tế
Thông tin có sẵn: một số lượng lớn thông tin có sẵn về độ phong phú của loài. Đặc biệt là các thông tin này được đưa vào máy tính để các vùng xa xôi có thể sử dụng.
Tính đại diện: độ phong phú của loài có thể đại diện cho nhiều loại đa dạng sinh học khác nhau.
Ứng dụng rộng rãi: đơn vị loài thường được coi như là đơn vị trong quản lý, luật pháp, chính trị và truyền thống
5. Biểu hiện sự đa dạng loài
Số lượng
Sự phân bố của loài
a. Số lượng
Tổng số loài sinh vật ước tính hơn 10 triệu loài (dao động từ 2 triệu đến 100 triệu loài),trong đó khoảng 1,7 triệu loài đã được mô tả
Trong đó:
Côn trùng >1 triệu loài được mô tả
Động vật có xương : 45000 loài
Thực vật : 250 000 loài
Các sinh vật khác : 450 000 loài
Số lượng thực vật có hoa lên đến 420 000 loài (theo tiến sĩ David Bramwell _nhà thực vật học người Tây Ban Nha )
Thành phần đa dạng sinh học của
Trái Đất
b.Sự phân bố của loài
Loài phân bố khắp các khu vực trên Trái Đất
Khu rừng nhiệt đới ẩm,rặng san hô,… là nơi có số lượng loài đa dạng và phong phú.
Rừng nhiệt đới Amazon có số loài
đa dạng nhất trong các khu vực trên
Trái Đất.
6. Đa dạng loài trên thế giới
Đa dạng loài thực vật trên thế giới
Đa dạng các loài động vật trên thế giới
Đa dạng loài thực vật trên thế giới
Rêu: 16.000 loài
Dương xỉ: 10.000 loài
Thông đất: 1.300 loài
Hạt trần: 530 loài
Một lá mầm: 170.000 loài
Hai lá mầm: 50.000 loài
Đa dạng các loài động vật trên thế giới
Theo thống kê có khoảng 1.200.000 loài. Trong đó:
Động vật nguyên sinh: 40.000 loài
Ruột khoang: 9.000 loài
Giun dẹp:12.000 loài
Giun tròn:12.000 loài
Giun đốt:`15.000 loài
Thân mềm: 70.000 loài
Côn trùng, chân khớp: hơn 1 triệu loài
Động vật có xương: 44.000 loài
7. Đa dạng loài ở Việt Nam
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Đa dạng loài động vật ở Việt Nam
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Theo GS.TS Nguyễn Nghĩa Thìn (2005) :
Nấm:600 loài
Tảo:1000 loài
Rêu:793 loài
Thực vật có mạch:hơn 10 000 loài
Trong đó hơn 4000 loài thực vật dùng làm nguồn lương thực thực phẩm,làm nguyên vật liệu cho công,nông nghệp…
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Theo số liệu thống kê của Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật:
11.373 loài thực vật bậc cao có mạch
1.030 loài rêu
2.500 loài tảo
826 loài nấm
Ví dụ về sự đa dạng của các loài lan trong họ Lan gặp ở độ cao từ 200-400m của khu vực Rào Àn ( thuộc xã Kim Sơn, huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh.) ( 35 loài)
Bảng :Các loài LAN gặp trong rừng ở độ cao 200-400 m của lưu vực Rào Àn
Tháng 4 năm 2002
Đa dạng loài thực vật ở Việt Nam
Mặc dù Việt Nam thì không có những họ thực vật đặc hữu, mà chỉ có những chi đặc hữu ( khoảng 3%) nhưng mà lại có tới khoảng 33% số loài thực vật ở miền Bắc Việt Nam là đặc hữu, và với hơn 40% số loài thực vật toàn quốc.
Phần lớn các loài đặc hữu của nước ta thì thường tập trung ở bốn khu vực chính đó là: Núi cao Hoàng Liên Sơn ( miền bắc), núi Ngọc Linh, cao nguyên Lâm Viên( miền Trung), và khu vực rừng ẩm ở phần bắc Trung Bộ.
Hiện nay thì tình trạng một số loài cây cho gỗ quý đang có nguy cơ đứng trước nguy cơ tuyệt chủng vì sự khai thác bừa bãi như là cây: Gõ đỏ, Trầm Hương, Pơ mu, cây hoàng liên chân gà( để làm thuốc), Gụ Mật, Hoàng Đàn, Bách xanh .v.v
Cần được bảo vệ và có các biện pháp khai thác hợp lí.
Gõ đỏ ( afzelia xylocarpa)
Trầm hương ( aquilaria crassna)
Hoàng đàn ( cupressus torulosa)
Pơ mu 3 tuổi
Pơ mu 7 tuổi
Một số cây thuốc quý :
Hoàng liên chân gà
(coptis quinquesecta)
Nhân sâm
Đa dạng loài động vật ở Việt Nam
Theo GS.TS Nguyễn Nghĩa Thìn ( 2005) có:
Cá :2472 loài
Lưỡng cư : 80 loài
Bò sát : 190 loài
Chim :826 loài
Thú : 275 loài
Ở nước ta thì cũng có nhiều loài động vật đặc hữu :
Hơn 100 loài và phân loài chim đặc hữu: Gà lôi lam mào trắng, gà lôi lam mào đen, Trĩ sao, Khướu mỏ dài, Khướu đầu đen, Khướu mã mun..v.v
Hơn 78 loài và phân loài thú đặc hữu: Vooc mũi hếch,vooc vá,cu li nhỏ,Vooc trắng, vooc đen, chà vá..
Nhiều loài có giá trị kinh tế và thực tiễn như voi, tê giác,trâu rừng, bò xám, vượn, sếu đầu đỏ, sao la ...
Các động vật đặc hữu quý hiếm cần được bảo vệ
Mang lớn( mang bầm)
Megamuntiacus vuquangensis
Mang Trường Sơn
Caninmuntiacus spiralis
Sao la ( Pseudoryx nghetinhensis)
Bò sừng xoắn ( preudonovibos)
II . HỆ SINH THÁI VÀ ĐA DẠNG
HỆ SINH THÁI
Nội dung chính:
Khái niệm hệ sinh thái.
Cấu trúc của hệ sinh thái.
Đa dạng hệ sinh thái và các hệ sinh thái cơ bản trên Trái Đất.
Đa dạng hệ sinh thái chính ở Việt Nam.
II . Hệ sinh thái
1. Khái niệm hệ sinh thái (ecosystem):
Hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm các quần xã sinh vật tác động qua lại với môi trường bằng các dòng năng lượng, tạo nên các bậc cấu trúc dinh dưỡng, tạo đa dạng loài và hình thành các chu trình vật chất.
Hệ sinh thái
Ta có thể minh họa hệ sinh thái bằng :
Hệ sinh thái = Quần xã SV+Môi trường xung quanh+ Năng lượng
Tuy nhiên thì tùy vào từng đối tượng hay mục đích nghiên cứu thì hệ sinh thái có thể rộng hay hẹp, có thể có ranh giới hay không có gianh giới, có thể là kín hay là mở..v.v
Cấu trúc của hệ sinh thái
*Cấu trúc hệ sinh thái bao gồm:
Sinh vật sản xuất: Là những sinh vật tự dưỡng, gồm các loài thực vật và một số loại nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp. Nhờ hoạt động quang hợp và hóa tổng hợp của chúng mà tạo nên được các chất thiết yếu cho chúng cũng như cho các sinh vật tiêu thụ khác.
Sinh vật tiêu thụ: Là những sinh vật dị dưỡng như là các loài động vật và các vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, chúng sống là nhờ sử dụng nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra.
Cấu trúc của hệ sinh thái
-Sinh vật phân hủy: Là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh. Trong quá trình phân hủy các chất, chúng tiếp nhận nguồn năng lượng hóa học để tồn tại và phát triển, đồng thời giải phóng các chất từ các hợp chất phức tạp tạo ra môi trường dưới dạng các khoáng chất đơn giản hoạc các nguyên tố hóa học ban đầu tham gia vào chu trình: CO2, O2, N2…
Sinh vật phân hủy
Cấu trúc của hệ sinh thái:
-Các chất vô cơ (CO2, O2, H2O, CaCO3…)
- Các chất hưu cơ cần thiết: (protein, gluxit, lipit, vitamin, hoocmon, enzim v.v.)
- Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…)
II. Đa dạng hệ sinh thái
và các hệ sinh thái cơ bản
Khái niệm:
“Đa dạng hệ sinh thái là sự phong phú của mọi sinh cảnh, mọi quần xã sinh vật, mọi quá trình sinh thái cũng như những biến đổi trong từng hệ sinh thái”.
Các khu hệ sinh thái chính trên Trái Đất được chia ra và phụ thuộc vào khí hậu, theo vĩ độ và theo lục địa của Trái Đất.Có các vùng khí hậu cơ bản như:
-Vùng ôn đới lạnh Thái Bình Dương.
-Vùng cận nhiệt đới gần biển.
-Vùng nhiệt đới cận biển.
II. Đa dạng hệ sinh thái và các khu hệ sinh thái
Các hệ sinh thái chính :
Hệ sinh thái trên cạn
Hệ sinh thái dưới nước
Các hệ sinh thái chính trên
Trái Đất( trên cạn)
Hệ sinh thái hoang mạc ( deserts)
Các hệ sinh thái chính trên cạn:
Hệ sinh thái đài nguyên(Tundra)
Các hệ sinh thái chính trên cạn:
Hệ sinh thái đồng cỏ
Hệ sinh thái savan (savana)
Các hệ sinh thái chính trên cạn:
Hệ sinh thái rừng
Đa dạng hệ sinh thái Việt Nam
Việt Nam nằm trong điều kiện nhiệt đới gió mùa. ẩm thuận lợi cho sự phát triển của cây rừng. Và do điều kiện đại hình phức tạp, cắt xẻ mạnh chi phối sự phân hóa các điều kiện khí hậu và đất đai nên nói chung rừng tự nhiên ở Việt Nam rất đa dạng về thành phần loài, cấu trúc phức tạp.. chủ yếu là rừng hỗn hợp với nhiều loại cây lá rộng.
Các hệ sinh thái ở Việt Nam
1. Hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới: Kiểu thảm thực vật này ở Việt Nam thường gặp ở vùng có độ cao trung bình cách mặt nước biển dưới 1.000 m ở Miền Nam và 700m ở miền bắc .Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 20-25oC.vd: như rừng Quốc Gia Cúc Phương.
2. Hệ sinh thái rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới: phát triển trong điều kiện khô hơn,ở các vùng như Quảng Ninh, Bắc Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ Tây Nguyên…
Lượng mưa hàng năm vào khoảng 600-1200 mm, mùa khô kéo dài 4-6 tháng. Kiểu này thì có cấu trúc đơn giản.
Hệ sinh thái rừng hỗn giao nhiệt đới vùng núi
3.Hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh trên núi đá vôi: diện tích núi đá vôi ở Việt Nam có 1.152.200 ha, trong đó diện tích rừng được che phủ là 396.200 (chiếm 34.45%) (1999). Phân bố theo vĩ độ từ Hà Tiên cho đến Cao Bằng.
4.Hệ sinh thái rừng lá kim tự nhiên: Có hai loại là:
Hệ sinh thái rừng lá kim á nhiệt đới núi thấp.
Hệ sinh thái rừng lá kim ôn đới núi cao trung bình.
5. Hệ sinh thái rừng thưa:
6. Các hệ sinh thái đất ngập nước:là những vùng đầm lầy than bùn, ngập nước bất kể là tự nhiên hay là nhân tạo, nước chảy tạm thời hay là nước tù, kể cả là nước mặn, ngọt hay lợ..v..v đều là những vùng đất ngập nước. Ở loại hệ sinh thái này thì rất đa dạng về loại hình tự nhiên và nhân tạo .
Trong đó một số hệ sinh thái đặc trưng và điển hình như:
Hệ sinh thái rừng tràm.
Hệ sinh thái rừng ngập mặn
Các hệ sinh thái bãi triều ngập nước và các rạn đá ngầm .
Các hệ sinh thái rạn san hô. .v.v..
Rừng Tràm
Hệ sinh thái san hô ở Phú Quốc
Ngoài ra thì ở Việt Nam còn có rất nhiều các hệ sinh thái như:
Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao, khô nhiệt đới
Kiểu rừng khô vùng cao.
Kiểu rừng lạnh vùng cao .v.v..
Theo ước tính thì ở Việt Nam ta có khoảng 14 loại hệ sinh thái khác nhau
Hệ sinh thái ở nước ta là rất phong phú và đa dạng.
Định lượng về mức độ đa dạng sinh học
Giá trị và công dụng của đa dạng sinh học
Nội dung
Các bài toán đa dạng
Định lượng đa dạng di truyền
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Tính toán đa dạng di truyền giữa các quần thể
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Dựa vào số biến thể
Đa hình
Độ phong phú của các biến thể allele (A)
Số trung bình các allele mỗi locus
Dựa vào tần số các biến thể
Số phù hợp của allele (Ae )
Độ di hợp tử kì vọng trung bình (He )
Đa hình nghĩa là 1 locus di truyền có 2 hay nhiều dạng ( allele).
Trong 1 quần thể hay dưới đơn vị quần thể, đa hình được biểu diễn là xác suất bắt gặp 1 locus đa hình trong số tất cả các loci trong quần thể.
P= số loci đa hình/ tổng số loci
Đa hình
Là tổng số biến thể của mẫu.
Được tính bằng công thức A-1, vì với quần thể đơn hình thì mức độ đa dạng bằng 0.
Độ phong phú của các biến thể allele
Là tổng của tất cả các allele xác định được trong mọi loci, chia cho tổng số loci.
Trong đó K là số loci
ni là số allele xác định được ở mỗi locus.
Số trung bình của các allele mỗi locus
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Dựa vào số biến thể
Đa hình
Độ phong phú của các biến thể allele (A)
Số trung bình các allele mỗi locus
Dựa vào tần số các biến thể
Số phù hợp của allele (Ae )
Độ di hợp tử kì vọng trung bình (He )
Số phù hợp của các allele (Ae )
Là số các allele có thể xuất hiện trong 1 quần thể
Ae =1/(1-h)=1/∑pi2
pi = là tần số của allele thứ i ở 1 locus
h = 1-∑pi2 = độ dị hợp tử ở 1 locus
Độ dị hợp tử kì vọng trung bình
Là xác suất tại đó, tại 1 locus, bất kì 2 allele nào, được chọn ngẫu nhiên từ quần thể, là khác nhau.
Có thể tính theo 3 công thức:
1 locus với 2 allele: hj = 1-p2 -q2
1 locus j với i allele: hj =1 – ∑pi2
Trung bình cho nhiều loci H=∑jL hj/L
Với L là tổng số loci
Định lượng đa dạng di truyền
Tính toán đa dạng di truyền bên trong quần thể
Tính toán đa dạng di truyền giữa các quần thể
Định lượng đa dạng di truyền: tính toán đa dạng di truyền giữa các quần thể
Sai khác giữa các quần thể ở 1 locus (gST )
Sai khác giữa các quần thể ở nhiều loci (GST )
Đóng góp của quần thể cho tổng số đa dạng di truyền
Thống kê F ( Wright)
Phân tích phương sai phân tử (AMOVA)
Sai khác giữa các quần thể ở 1 locus
gST = 1- ( hS /hT )
hS = đa dạng quần thể
hT = tổng đa dạng
= trung bình kích thước các quần thể
S = tổng số quần thể
ho = độ dị hợp tử quan sát được trung bình
Xij = tần số ước lượng của allele thứ i ở quần thể thứ j
Sai khác giữa các quần thể ở nhiều loci
GST là hệ số sai khác gene
GST = DST /HT
HT = tổng đa dạng gene = HS + DST
HS = đa dạng gene trong quần thể
DST = đa dạng giữa các quần thể
Đóng góp của quần thể đến tổng đa dạng gene
Sự đóng góp được tính bằng cách loại bỏ 1 quần thể, từ đó có thể định lượng được đóng góp của nó cho toàn bộ đa dạng gene
CT(K) = (HT –HT/K )/HT
CS(K) = (HS –HS/K )/HT
CST(K) = (DST - DST/K )/HT
C T(K) = đóng góp của K cho tổng đa dạng
CS(K) = đóng góp của K cho đa dạng trong quần thể
CST(K) = đóng góp của K cho đa dạng giữa các quần thể.
HT = tổng đa dạng gene
HS = đa dạng gene trong quần thể
DST = đa dạng giữa các quần thể
HT/K = tổng đa dạng gene sau khi loại bỏ quần thể K
HS/K = đa dạng gene trong quần thể sau khi loại bỏ quần thể K
DST/K = đa dạng gene giữa các quần thể sau khi loại bỏ quần thể K.
Thống kê F
Phương trình cho cấu trúc di truyền của các quần thể là:
(1-FIT )=(1-FIS )(1-FST )
FIT = 1- (HI /HT )
FIS = 1- (HI /HS )
FST = 1- (HS /HT )
HT = tổng đa dạng gene hay độ dị hợp tử kì vọng
HI = đa dạng gene trong quần thể hay độ dị hợp tử quan sát được trung bình
HS = độ dị hợp tử kì vọng trung bình
FIS = lượng thừa hay thiếu của các dị hợp tử trung bình ở mỗi quần thể.
FST = mức độ sai khác gene trong số các quần thể dưới dạng các tần số allele.
FIT = lượng thừa hay thiếu của các di hợp tử trung bình trong 1 nhóm quần thể
Phân tích phương sai phân tử -AMOVA
AMOVA là 1 phương pháp để nghiên cứu những biến dị phân tử trong 1 loài.
PHương pháp này được phát triển bởi Laurent Excoffer, Peter Smouse và Joseph Quattro tại Đại học tổng hợp Rutgers năm 1992.
Excoffier đã viết 1 chương trình để chạy các phân tích phương sai phân tử. Chương trình này chạy trên Windows và có tên Arlequin.
Đa dạng alpha
Độ phong phú của loài biểu thị bởi số lượng các loài trong quần xã.
Độ cân bằng loài là chỉ tiêu đánh giá về số lượng cá thể của mỗi loài trong mối tương quan tổng thể với số lượng các loài khác trong quần xã.
Đa dạng beta
R.H Whittaker là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ này và sử dụng nó để chỉ sự thay đổi trong thành phần loài của các quần xã dọc theo 1 gradient.
Gradient thường là 1 biến số môi trường như độ dốc, độ ẩm, hay pH của đất, chúng có thể định lượng được theo cách giống nhau và tại qui mô như nhau trong mọi quần xã.
Whittaker sử dụng công thức sau
S là số loài trong toàn bộ tập hợp các khu vực và alpha là số trung bình các loài trong mỗi khu vực.
Nghiên cứu đa dạng beta có thể cung cấp những thông tin về đa dạng và thành phần hệ sinh thái mà nghiên cứu đa dạng alpha không thể làm được.
Đa dạng Gamma
Theo Whittaker (1972) đa dạng gamma là độ phong phú loài của 1 khu vực gồm nhiều sinh cảnh và nó là hệ quả của đa dạng alpha trong từng quần xã và phạm vi biến đổi của đa dạng beta trong số các quần xã đó.
Theo khái niệm trên, đa dạng gamma là “tốc độ tại đó loài thêm vào được xem là những thay thế địa lí bên trong 1 loại sinh cảnh ở những vị trí khác nhau” hay “ 1 tốc độ thay thế loài với khoảng cách giữa các khu vực hay các sinh cảnh tương tự nhau, hoặc với các khu vực địa lí được mở rộng”
D là khoảng cách mà qua đó sự thay thế loài diễn ra, g và l là tốc độ tương đối của sự tăng hay mất loài
Giá trị & công dụng của ĐDSH
ĐDSH duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng.
ĐDSH là nguồn cho năng suất & tính bền vững nông nghiệp
ĐDSH – cơ sở cho sự ổn định kinh tế và sự giàu có
ĐDSH giúp cho sự ổn định các hệ thống chính trị,xã hội
ĐDSH cung cấp cơ sở cho sức khỏe con người
ĐDSH làm giàu chất lượng cuộc sống của chúng ta
Thế nào là dịch vụ sinh thái ????
ĐDSH duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng.
Thế nào là dịch vụ sinh thái ????
Thực vật
Đất
Động vật
Nước
Chất dinh dưỡng
Vi sinh vật
Ánh sáng
Động vật
Nơi ở
Nước
Thức ăn
Amazon rainforest
Dịch vụ sinh thái chính là những nhu cầu / những nhân tố thiết yếu để duy trì sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho các thành phần trong hệ sinh thái .
Hệ sinh thái như 1 hệ thống tự cung tự cấp.
Các dịch vụ sinh thái của các thành phần được ứng bởi ngay các tp có trong HST thông qua hoạt động sống và mối quan hệ giữa chúng.
Đáp ứng
các
dịch vụ
sinh
thái
Đa dạng gen
&
đa dạng loài
tại sao ???
Các loài trong HST có quan hệ mật thiết ,tác động qua lại với nhau
được thể hiện qua chuỗi thức ăn , lưới thức ăn
ĐDDT thích nghi với mt tồn tại
ĐD loài HST bền vững
Sự đa dạng sinh học kiểm soát sự cân bằng của hệ sinh thái
sự đa dạng sinh học có ý nghĩa rất quan trọng đối với các HST.
có nghĩa là nếu trong quần thể sinh thái có nhiều loài
thì chúng sẽ hoạt động hiệu quả hơn trong việc chuyển hóa
năng lượng và phân phủy vật chất. Nói một cách khác thì sự đa
dạng của các hệ sinh thái sẽ giúp kiểm soát số lượng các loài,
phân hủy các vật chất hữu cơ và hấp thụ khí CO2 tốt hơn".
Cung cấp dược liệu : 57% của hơn 150 phương thuốc điều trị có nguồn gốc từ đa dạng sinh học.
ĐDSH là cơ sở cho sức khỏe con người
Đa Dạng
Di Truyền
Sinh Vật
Thích
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Anh Khoa
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)