ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Lê Thị Phương

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU SINH HỌC PHÂN TỬ
TRONG NHẬN DẠNG CÁC LOÀI ĐỘNG VẬT HOANG DÃ
PHỤC VỤ THỰC THI PHÁP LUẬT VÀ NGHIÊN CỨU
ĐA DẠNG SINH HỌC TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 85 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Đức Minh

Hà Nội, 2012


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình hoàn thành luận văn thạc sĩ tôi xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc tới thầy giáo TS. Lê Đức Minh, công tác tại Bộ môn Sinh thái môi trường –
Khoa Môi trường – Đại học Khoa học tự nhiên. Nếu không có sự quan tâm, hướng
dẫn tận tình, chu đáo của thầy thì tôi không thể hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng gửi lời cảm ơn tới cô TS. Nguyễn Kiều Băng Tâm và PGS.TS.
Trần Văn Thụy cùng các thầy cô trong Khoa Môi trường cũng như trong bộ môn
Sinh thái môi trường đã nhiệt tình giảng dạy để giúp tôi có được hành trang tri thức
cho việc thực hiện luận văn và công việc sau này.
Cuối cùng là lời cảm ơn đến tất cả những người bạn và gia đình đã luôn bên
cạnh để động viên, giúp đỡ tôi về cả vật chất lẫn tinh thần, đặc biệt là em Nguyễn

hoang dã..............................................................................................................48
1.4.3.Việc áp dụng phương pháp sinh học phân tử trên thế giới.......................58
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................60
2.1.Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................60
2.2.Phương pháp nghiên cứu..................................................................................60
2.2.1.Sử dụng các phần mềm ứng dụng trong sinh học.....................................60

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

3


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
2.2.2.Phương pháp đánh giá mức độ hiệu quả trong nhận dạng loài dựa vào
khoảng cách........................................................................................................62
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................63
3.1.Khoảng cách di truyền gen Cyt b.........................................................................63
3.2. Khoảng cách di truyền gen COI......................................................................68
3.3. So sánh khoảng cách di truyền trung bình giữa hai gen Cyt b và COI..........71
3.4. Khoảng cách di truyền trong loài........................................................................74
3.4.1. Khoảng cách di truyền trong loài kiểu gen Cyt b và COI.......................74
*Nhận xét:..........................................................................................................79
3.4.2. So sánh khoảng cách di truyền trong loài giữa hai kiểu gen COI và Cyt b
.............................................................................................................................79
3.5. Cây phát sinh loài gen Cyt b và COI..............................................................81
3.5.1.Cây phát sinh loài gen Cyt b.....................................................................81
3.5.2. Cây phát sinh loài gen COI......................................................................83
3.6. Thảo luận.........................................................................................................84
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................86
4.1. Kết luận............................................................................................................86

21

Bảng 3

Số loài thực vật, động vật và bậc phân hạng trong Sách
đỏ Việt Nam (2007)

22

Bảng 4

Các loài bị đe dọa được ghi nhận ở Việt Nam (IUCN,
2006)

23

Bảng 5

Khoảng cách di truyền trung bình gen Cyt b

65

Bảng 6

Khoảng cách di truyền trung bình gen COI

69

Bảng 7



83

Bảng
12

Danh mục các loài động vật rừng nghiêm cấm khai thác,
sử dụng vì mục đích thương mại

90

Bảng
13

Danh mục các loài động vật rừng hạn chế khai thác, sử
dụng vì mục đích thương mại

92

Bảng
14

Danh mục các loài và các kiểu gen COI, Cyt b trên cơ
sở dữ liệu Genbank

97

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

5

Hình 3

Lợn vòi (Tapirus indicus)

17

Hình 4

Cầy rái cá(Cynongale lowei)

17

Hình 5

cá chình Nhật (Anguilla japonica).

18

Hình 6

Cá chép gốc (Procypris merus)

18

Hình 7

Cá lợ thân thấp (Cyprinus multitaentiata

19


Hình 13

Hoẵng (giống Muntiacus), Cầy (họ Viverridae) và các
loài thú bắt từ tự nhiên khác được nhồi và bán tại các
quầy bên đường tại vùng Bắc Trung Bộ

35

Hình 14a Đoạn gen cyt b từ cặp bazo 121-241 của bốn loài và loài
chưa biết

52

Hình 14b So sánh số cặp bazo sai khác và % tương đồng qua 120
cặp bazo

52

Hình 15

Một minh họa cho sự thay đổi dựa vào khoảng cách – p
của cả hai vị trí gen cyt b (màu đen) và COI (màu đỏ)

55

Hình 16

Biểu đồ so sánh khoảng cách di truyền trung bình

71

đãi. Theo Sách đỏ Việt Nam năm 2007 thì tổng số loài động thực vật hoang dã trong
thiên nhiên của Việt Nam đang bị đe dọa hiện nay là 882 loài. Có tới 9 loài động vật
được xem tuyệt chủng ngoài tự nhiên tại Việt Nam như tê giác hai sừng, heo vòi, cá sấu
hoa cà, hươu sao, bò xám, cầy rái cá, cá chép gốc, cá chình Nhật, cá lợ thân thấp. Trong
hệ thực vật, hai loài lan Hài quý đã tuyệt chủng ngoài thiên nhiên. Số lượng các loài
thủy sinh vật có giá trị kinh tế giảm sút nhanh chóng. Ngoài ra theo khảo sát của cơ
quan chức năng và các tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế, trên lãnh thổ Việt Nam, hổ
chỉ còn khoảng vài chục cá thể, sao la còn khoảng 100 cá thể phân bố hẹp ở miền
Trung, số lượng voi cũng không còn nhiều...Mới đây nhất Quỹ Quốc tế bảo vệ thiên
nhiên (WWF) công bố loài tê giác 1 sừng Java đã chính thức không còn trên lãnh thổ
Việt Nam. Đây là bài học đau xót, đặt ra nhiều vấn đề cho công tác bảo tồn đa dạng sinh
học ở Việt Nam.
Mặc dù những năm qua Đảng và Nhà nước ta đã có nhiều biện pháp quyết liệt
nhằm bảo vệ các loài động vật, thực vật hoang dã, quí hiếm. Tuy vậy vấn đề khai thác
quá mức nguồn tài nguyên này vẫn đang là đề tài nóng bỏng, đòi hỏi chúng ta có những
hoạt động tích cực hơn để ngăn chặn hiệu quả tình trạng săn bắt, buôn bán động vật, thực
vật hoang dã quý hiếm, bảo vệ môi trường. Một trong những nguyên nhân khiến công
tác ngăn chặn chưa đạt hiệu quả cao là chúng ta chỉ quan tâm đến đối tượng là các bọn
săn bắt, vận chuyển mà chưa quan tâm đến nơi tiêu thụ là các nhà hàng và các thực
khách. Hơn thế nữa khi được tiêu thụ ở những nơi này các động thực vật hoang dã đã
qua chế biến và không còn giữ được hình dạng như ban đầu khiến cho việc định dạng rất
khó khăn. Do vậy, việc truy cứu trách nhiệm đối với những cá nhân buôn bán và tiêu thụ
động thực vật hoang dã trở nên vô cùng phức tạp. Vấn đề đặt ra là cần thiết phải có một

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

8


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường



Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.Đa dạng sinh học ở Việt Nam
1.1.1.Tiềm năng đa dạng sinh học ở Việt Nam
2

Việt Nam có diện tích tự nhiên là 329.240 km trải dài gần 15 vĩ độ (từ
0

0

0

0

8 30`- 22 22` vĩ độ Bắc) và hơn 7 kinh độ (từ 102 10` - 109 20` kinh độ Đông)
từ Trung Quốc ở phía Bắc đến vịnh Thái Lan ở phía Nam. Bảy mươi lăm phần
trăm diện tích là đồi núi chạy xuống vùng duyên hải hẹp và có hai vùng đồng
bằng chính là đồng bằng sông Cửu Long ở miền Nam và đồng bằng sông Hồng
ở miền Bắc. Việt Nam có bờ biển dài với hàng trăm hòn đảo lớn nhỏ nằm rải
rác dọc bờ biển và có một số quần đảo ngoài khơi là Quần đảo Trường Sa ở phía
Nam và quần đảo Hoàng Sa ở phía Bắc biển Đông. Ngoài ra, ở miền Nam còn
có hòn đảo lớn gần bờ đó là đảo Phú Quốc và Côn Đảo nằm cách bờ biển phía
Nam khoảng 100 Km (Chính phủ Việt Nam, 1994).
Việt Nam bị ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa mưa điển hình
ở miền Nam và thời tiết ôn hoà hơn ở miền Bắc. Về mặt địa sinh học, Việt Nam là
giao điểm của vùng Ấn Độ, Nam Trung Hoa và Malaysia. Ngoài ra, với nhiều
kiểu sinh cảnh như rừng nhiệt đới thường xanh, rừng trên núi đá vôi, đầm lầy, sông

*Sự phong phú về loài:
Thuật ngữ sự phong phú về loài được dùng để chỉ đến số lượng loài được ghi
nhận ở một vùng hay một khu vực địa lý nhất định, chẳng hạn như một diện tích lấy
mẫu, một khu bảo tồn thiên nhiên, một nước, hoặc một lục địa. So sánh những số
lượng này giữa các quốc gia sẽ dễ bị nhầm lẫn do sự khác nhau về diện tích của các
quốc gia và sự mở rộng các cuộc khảo sát. Nếu xét về mặt diện tích, Việt Nam là
một quốc gia có sự phong phú về loài cao. Vào thời điểm bước sang thế kỷ 21, Việt
Nam được xếp vào một trong 25 quốc gia trên thế giới đứng đầu về số lượng loài
thực vật, chim, và thú trên một đơn vị diện tích. Giá trị về sự phong phú loài
thường thấp hơn số lượng thực của những loài hiện có, bởi vì gần như không thể nào
thu thập và định loại tất cả các sinh vật trong một vùng có diện tích lớn. [3]

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

11


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
Trên thực tế, việc chưa đánh giá đầy đủ số lượng loài này là đặc thù cho
những quốc gia như Việt Nam. Những đợt điều tra trong nước vẫn tiếp tục phát hiện
thêm những sinh vật mới để đưa vào danh các loài đã biết. Bên cạnh nhóm nấm và
động vật không xương sống, thực vật của Việt Nam bị ảnh hưởng nhiều nhất do sự
thống kê không đầy đủ. Các nhà thực vật ước tính rằng có khoảng 13.000 loài thực
vật có mạch phân bố tại Việt Nam. Tuy nhiên cho đến nay mới chỉ có gần 10.000
được ghi nhận. Số lượng các nghiên cứu tăng nhanh trong những năm gần đây
khiến

cho

ước

Á. Cho đến nay, 89 loài bản địa đã được liệt kê tại châu lục. Trong số này, Việt Nam
có 29 loài và được xếp là một trong 5 nước có sự phong phú về loài rùa cao nhất.
[3]
Việt Nam luôn được xếp vào nhóm hai mươi quốc gia có tính đa dạng
sinh học cao nhất trên thế giới. Đối với một số nhóm sinh vật, ví dụ như linh
trưởng, Việt Nam đứng trong năm quốc gia hàng đầu về sự đa dạng. Chỉ tính
riêng trên cạn đã có hơn 13.700 loài thực vật (Bộ TNMT et al. 2005), khoảng
870 loài cá có phân bố thường xuyên (Bộ TNMT et al. 2005), 310 loài thú (Bộ
TNMT et al. 2005), 822 loài chim (BirdLife International 2006), 286 loài bò sát
(Bộ TNMT et al.2005) và 145 loài lưỡng cư (IUCN et al. 2006) được xác định và
mô tả tại Việt Nam. Môi trường biển cũng chứa đựng tính đa dạng sinh học

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

12


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
không kém với hơn 11.000 loài sinh vật biển đã được ghi nhận (Bộ TNMT et al.
2005). Việt Nam cũng là nơi mà sự đa dạng sinh học vẫn chưa được khám phá
đầy đủ - rất nhiều loài thực vật, bò sát, lưỡng cư, và thậm chí có bốn loài thú lớn
và ba loài chim mới được mô tả cho khoa học trong mười lăm năm qua (Sterling
et al. 2006).
Giá trị bảo tồn đa dạng sinh học cao nhất của Việt Nam chính là các loài
đặc hữu của quốc gia- những loài không được ghi nhận ở bất cứ nơi nào khác trên
thế giới. Các loài phân bố hẹp này cũng chính là các loài bị đe dọa nặng nề nhất.
Khoảng 10% các loài thực vật của Việt Nam được cho là các loài đặc hữu (UNEP
2001), tám loài chim đặc hữu (trong đó sáu loài là loài bị đe dọa ở cấp độ toàn
cầu), năm loài thú và một loài bò sát đặc hữu là loài bị đe dọa toàn cầu, cuối cùng
là 39 loài lưỡng cư đặc hữu trong đó có bốn loài bị đe dọa toàn cầu (IUCN et al.

1995
2000
2002
2003
2004
2006

Diện tích rừng (1000 ha)
Rừng tự
Rừng
nhiên
8.430
8.252
9.444,2
9.865
10.005
10.088.3
10.177,7

trồng
745
1.050
1.491
1. 919,6
2.090
2.218,6
2.486,2

Tổng cộng
9.175

Như có thể nhìn thấy ở bảng trên, trong vòng 15 năm (từ 1990- 2005) tổng
diện tích rừng của Việt Nam đã tăng nhẹ từ 9.175 nghìn ha lên 12.663 nghìn ha, độ
che phủ rừng tăng từ 27,8% lên 38,2%.

* Các hệ sinh thái bị tác động nghiêm trọng
- Diện tích rừng tự nhiên có tính ĐDSH cao đang bị thu hẹp

Hơn hai phần ba diện tích rừng của Việt Nam là rừng nghèo, rừng trồng
hoặc rừng đang phục hồi, trong khi đó rừng giàu và rừng kín chỉ chiếm 3,4% (năm
2000) và 4,6% (năm 2004) tổng diện tích rừng. Rừng nguyên sinh chỉ còn khoảng
Lê Thị Phương – K18CHKHMT

14


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
0,57 triệu ha phân bố rải rác ở một số khu vực như Tây Nguyên, Tây Bắc. Rất ít cơ
hội phục hồi hoàn toàn loại rừng giàu vì các khu rừng này đã bị chia cắt và cô lập
thành những mảnh nhỏ. Theo thống kê, 62% tổng diện tích rừng ngập mặn trên toàn
quốc hiện nay là rừng mới trồng, thuần loại, chất lượng rừng kém cả về kích cỡ,
chiều cao cây và đa dạng thành phần loài. Những cánh rừng ngập mặn nguyên sinh
hầu như không còn. Tổng diện tích rừng ngập mặn của cả nước hiện chỉ còn khoảng
155.290 ha, giảm 100.000 ha so với trước năm 1990 và vẫn tiếp tục giảm nhanh.
Các số liệu thống kê cho thấy, tốc độ mất rừng ngập mặn ở nước ta là rất cao,
khoảng 4.400 ha/năm. Những vùng có nhiều rừng nhất, đồng thời cũng là những
vùng rừng giàu trữ lượng và có chất lượng cao nhất ở Việt Nam như Tây Nguyên,
Bắc Trung Bộ, Đông Nam Bộ vẫn tiếp tục suy giảm, cấu trúc và cơ cấu rừng bị phá
vỡ. Các vùng rừng bị chia cắt và bị tác động mạnh là mối đe dọa lớn đối với các cấu
thành đa dạng sinh học của rừng bao gồm cả các loài động vật phụ thuộc vào rừng,
và là nguyên nhân chính làm suy giảm dịch vụ sinh thái và hàng hoá mà hệ sinh thái

sumatrensis), Bò xám (Bos sauveli), Heo vòi (Tapirus indicus), Cầy rái cá
(Cynogale lowei), cá Chép gốc (Procypris merus), cá Chình Nhật (Angilla
japonica), cá Lợ thân thấp(Cyprinus multitaeniata), Hươu sao (Cervus nippon),
cá Sấu hoa cà (Crocodylus porosus). Trong hệ thực vật, một số loài Lan hài
Việt Nam đã tuyệt chủng ngoài thiên nhiên. Số lượng các loài thuỷ sinh vật,
đặc biệt các loài tôm, cá có giá trị kinh tế bị giảm sút nhanh chóng. Số
lượng cá thể các loài cá nước ngọt quý hiếm, có giá trị kinh tế, các loài có
tập tính di cư bị giảm sút.[4]
Trong phiên bản tương lai của Sách đỏ Việt Nam, danh mục các loài tuyệt
chủng chắc chắn sẽ tăng lên với ít nhất một cái tên mới. Đó là tê giác một sừng, loài
động vật đã chính thức được xác nhận tuyệt chủng ở Việt Nam mới đây.[8]

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

16


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường

Hình 1: Tê giác hai sừng (Dicerorhinus sumatrensis ), còn gọi là tê giác
Sumatra, từng phân bố ở tỉnh Khánh Hòa được xác định là đã tuyệt chủng tại
Việt Nam. (Nguồn: Baodatviet.vn)

Hình 2: Loài bò xám ( Bos sauveli), từng sinh sống tại Tây Nguyên đã bị tuyệt
chủng tại Việt Nam. (Nguồn: Baodatviet.vn)

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

17



Hình 7: Cá lợ thân thấp (Cyprinus multitaentiata) từng sống tại các sông suối
miền núi phía Bắc. (Nguồn: Baodatviet.vn)

Hình 8: Hươu sao (Cervus nippon) được coi là đã tuyệt chủng ngoài môi trường
tự nhiên dù trước đây từng phân bố tại nhiều nơi từ Bắc vào Nam. (Nguồn:
Baodatviet.vn)

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

20


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường

Hình 9: Cá sấu hoa cà (Crocodylus porosus) cũng được cho là đã tuyệt chủng
ngoài thiên nhiên. (Nguồn: Baodatviet.vn)

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

21


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường
Hình 10: Loài tê giác một sừng (Rhinoceros sondaicus) đã chính thức tuyệt
chủng ở Việt Nam. (Nguồn: Baodatviet.vn)

Bảng 2: Số lượng các loài của Việt Nam bị đe dọa toàn cầu (chỉ tính các loài
CR, VU và EN) và cấp quốc gia(2004)
Loài

83
43
11
75
75
337
7
12
721

226

41
41
24
15
23
0
145
289

Sách đỏ

94
76
39
14
89
105
605

Ngành
Thông
Ngành
Dương xỉ
Ngành
Thông đất
Ngành Rong
đỏ
Ngành Rong
nâu
Ngành Nấm
Động vật
Thú
Chim
Bò sát -Ếch
nhái
Cá
Động Vật
KXS

EX

EW

CR

1

1


4

4

18

1

1

1
1

5

2
4

4

5

48

3
113

4

1

30

5
11

8
9

1

3
10

(Ghi chú: EX: Tuyệt chủng; EW: Tuyệt chủng ngoài thiên nhiên; CR: Rất nguy
cấp; EN: Nguy cấp; VU: Sẽ nguy cấp; LR: ít nguy cấp; DD: Thiếu dẫn liệu.)
Chiếm một tỷ lệ lớn trong Sách Đỏ Việt Nam 2007 là các loài thực vật và
động vật ở cấp EN, VU. Trong giới thực vật thì lớp 2 lá mầm bị đe dọa lớn nhất

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

23


Luận văn thạc sĩ khoa học – Chuyên ngành khoa học môi trường

với 96 loài ở cấp EN và 147 loài ở cấp VU. Trong giới động vật thì thú và động
vật không xương sống là hai lớp bị đe dọa lớn nhất.
Bảng 4: Các loài bị đe dọa được ghi nhận ở Việt Nam (IUCN, 2006)

Thực vật

7
14
8
5
13
18
6
20
30
0
0
0
87
172
311

Theo bảng trên thì tổng số loài động, thực vật bị đe dọa ở Việt Nam theo
IUCN (2006) ở 3 cấp: CR (rất nguy cấp), EN (nguy cấp), VU (sẽ nguy cấp) là
311 loài. Trong đó chiếm đa số là các nhóm: chim (41 loài), thực vật (85 loài),
thú (23 loài).

1.2.Các mối đe dọa đến đa dạng sinh học ở Việt Nam
1.2.1.Mối đe dọa gián tiếp
Sự gia tăng dân số và nghèo đói chính là các mối đe dọa gián tiếp đến sự suy
giảm đa dạng sinh học.
Dân số của đất nước tăng lên rất nhanh chóng vào thế kỷ 20 từ 15,6 triệu
người vào năm 1921 đến 54 triệu vào năm 1982, đến gần 80 triệu vào năm 2004;
dân số có thể đạt đến con số 150 triệu vào năm 2050. Khi dân số của đất nước tăng
nhu cầu đối với tài nguyên thiên nhiên cũng tăng theo. Sự tiêu thụ không bền vững
nguồn tài nguyên nước và trên đất liền khắp đất nước được thúc đẩy do nhu cầu của

châu thổ sông Hồng và sông Mê Kông. Các tác động tiêu cực lên môi trường
ngày càng gia tăng do chính sách đổi mới của Chính phủ được phát động vào
giữa những năm 1980.[3]

Lê Thị Phương – K18CHKHMT

25