trờng đại học vinh khoa sinh học ------------------ ngô thị hiền khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu phân họ cá bỗng (Barbinae) ở khu vực Tây Bắc Nghệ An ngành: khoa học sinh học Vinh, 5/2009 1 trờng đại học vinh khoa sinh học ------------------ ngô thị hiền nghiên cứu phân họ cá bỗng (Barbinae) ở khu vực Tây Bắc Nghệ An khóa luận tốt nghiệp ngành: khoa học sinh học Sinh viên thực hiện : Ngô Thị Hiền Lớp : 46B - Sinh Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS. Hoàng Xuân Quang 2 Vinh, 5/2009 Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài Khu vực Tây Bắc Nghệ An gồm các huyện Nghĩa Đàn, Quỳ Hợp, Quỳ Châu, Quế Phong. Đây là nơi có tính đa dạng sinh học cao và thuộc vào khu dự trữ sinh quyển Tây Nghệ An. Đa dạng sinh học là một phần cuộc sống của con ngời, trong đó đa dạng sinh học cá là nhóm động vật cung cấp nguồn thực phẩm chủ yếu cho c dân của khu vực này. Những nghiên cứu trớc đây đã ghi nhận khu hệ cá nớc ngọt Việt Nam có khoảng 700 loài, 243 giống, 58 họ và 16 bộ (Mai Đình Yên (1958, 1960, 1964, 1992, 1994, 1996); Nguyễn Thái Tự (1982); Nguyễn Hữu Dực (1995-2007); Vũ Trung Tạng (1991); Nguyễn Văn Hảo, (1994)). Trong đó phân họ cá Bỗng (Barbinae) có 27 giống và 97 loài. Theo Nguyễn Văn Hảo, Ngô Sỹ Vân (2001) nhóm cá Bỗng (Barbinae) có 19 loài cá kinh tế chiếm gần 35.2% trong tổng số 54 loài và có 9 loài cá quý hiếm chiếm 45% trong tổng số 20 loài [2]. Riêng khu vực TBNA có các nghiên cứu của (Nguyễn Thái Tự (1982); Hoàng Xuân Quang và những ngời khác (2005); Hồ Anh Tuấn, Lê Văn Đức, Hoàng Xuân Quang (2006); Hồ Anh Tuấn, Hoàng Xuân Quang, Đinh Duy Kháng (2006)). Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả trên, khu vực Tây Bắc Nghệ An có 107 loài. Trong đó phân họ cá Bỗng có 6 giống, 26 loài. Nói chung là những nghiên cứu trên thờng thống kê thành phần loài và sự phân bố địa lý của các nhóm cá. Đề tài luận văn tập trung nghiên cứu đặc điểm hình thái phân loại của tất cả các mẫu cá thuộc phân họ cá Bỗng (Barbinae) thu ở các điểm khác nhau trong khu vực Tây Bắc Nghệ An, trên cơ sở đó xem xét và phân tích những đặc điểm chiều hớng biến dị quần thể loài. Đồng thời đề tài cũng phân tích hớng khai thác và phát triển bền vững nhóm cá rất có ý nghĩa kinh tế này ở địa phơng 3 nghiên cứu. Vì vậy chúng tôi chọn đề tài Nghiên cứu phân họ cá Bỗng (Barbinae) ở khu vực Tây Bắc Nghệ An. 2. Mục đích nghiên cứu Xác định các loài thuộc phân họ cá Bỗng (Barbinae) ở khu vực Tây Bắc Nghệ An. Trên cơ sở đó nắm đợc phơng pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái, phơng pháp phân loại, góp thêm sự hiểu biết đa dạng sinh học nhóm cá này, bổ sung các dẫn liệu về phân loại, đồng thời mở ra khả năng ứng dụng ở địa phơng. 3. Nội dung nghiên cứu + Thành phần loài, đặc điểm hình thái phân loại các loài trong phân họ cá Bỗng (Barbinae) ở Tây Bắc Nghệ An. + Xây dựng khóa định loại cho các loài trong phân họ cá Bỗng (Barbinae). + Phân tích đặc điểm biến dị của các quần thể loài. 4 Chơng 1: Tổng quan nghiên cứu 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Vấn đề loài và quần thể loài 1.1.1.1. Vấn đề loài Trong tài liệu phân loại học có rất nhiều quan niệm về loài nh loài loại hình, loài duy danh, loài sinh học. Chúng tôi đồng ý với quan niệm loài sinh học. Theo quan niệm này thì loài gồm các quần thể, là hiện thực và có một kết cấu di truyền nội tại do tất cả các cá thể của loài đều có vốn di truyền chung đ- ợc hình thành trong quá trình lịch sử tiến hoá, trớc hết các thành viên của loài tạo nên một quần thể sinh sản. Sau đó loài là một thể thống nhất về sinh thái, mặc dù gồm các cá thể riêng biệt, loài có quan hệ tơng hỗ với các loài khác sống ở cùng môi trờng với nó. Sau cùng loài là thể thống nhất về di truyền, mỗi cá thể chỉ mang một phần nhỏ của vốn di truyền trong một thời gian ngắn. Từ quan niệm loài lý thuyết này có thể đi đến định nghĩa loài nh sau: Loài là những nhóm quần thể tự nhiên giao phối với nhau nhng lại cách biệt về sinh sản với các nhóm khác (Mayr, 1969). 1.1.1.2. Quần thể Là tập hợp các cá thể có khả năng giao phối đợc với nhau, sống trong cùng một vị trí xác định và vào thời điểm nhất định. Mỗi loài thờng bao gồm nhiều quần thể sống ở các địa phơng khác nhau- quần thể địa phơng (deme), trong đó một số quần thể phân biệt khá rõ với nhau và với quần thể địa phơng của loài. Những quần thể đó nếu đủ sai khác với quần thể địa phơng gốc của loài thì chúng đợc gọi là phân loài. Loài có hai hay nhiều phân loài đợc gọi là loài đa mẫu. 1.1.2. Phân loại học và định loại 5 1.1.2.1. Phân loại học Là lý thuyết và thực hành về phân loại các sinh vật. Là quá trình, cách sắp xếp các sinh vật có tính quy luật. Phân loại học sắp xếp các sinh vật thành các nhóm dựa trên sự giống nhau và mối quan hệ giữa chúng về họ hàng. 1.1.2.2. Định loại Định loại là sự sắp xếp vị trí các cá thể riêng biệt vào các đơn vị phân loại sẵn có. 1.2. Lợc sử nghiên cứu cá và phân họ cá Bỗng (Barbinae) ở Việt Nam và khu vực nghiên cứu 1.2.1. Lợc sử nghiên cứu cá ở Việt Nam 1.2.1.1. Thời kỳ trớc năm 1945 Nghề cá nớc ta có từ thời phong kiến, song đó chỉ là những hiểu biết riêng lẻ, chủ yếu là các ghi chép đơn giản nh: Việt Nam vô loài chí, Vân đài loài ng của Lê Quý Đôn. Đến thời thuộc địa Pháp, một số tác giả nớc ngoài ở các nớc nh Anh, Pháp, Mỹ, Trung Quốc, đã có những nghiên cứu về cá của Việt Nam nói riêng và Đông Dơng nói chung. Trong thời kỳ này đã có một số công trình đáng kể của Pellegrin J. (1906) Cá nớc ngọt Đông Dơng, su tập đợc 29 loài cá ở ngoại thành Hà Nội (1907). Mô tả loài Protoslanx brevirostris (1923) và loài Discognathus bauretti (1928), lập bảng danh lục các loài cá ở Hà Nội gồm 33 loài (1934). Pellgrin J. và Chevey P. (1934) phân tích su tập cá Nghĩa Lộ gồm 10 loài. Mô tả 5 loài cá mới ở Bắc Bộ và công bố danh lục 20 loài cá ở Việt Nam (1936). Chevey P. và Lemason J. (1937) Đóng góp cho khu hệ cá Bắc Bộ gồm 98 loài. Đây là công trình có giá trị cao nhất về cá nớc ngọt ở nớc ta trong thời kỳ pháp thuộc. Trong thời kỳ này một số tác giả đi sâu vào nghiên cứu giải phẫu sinh lý và sinh thái cá. Các công trình đáng chú ý là phơng pháp tính tuổi cá (Chevey P., 1928-1930); sinh học sinh sản của cá trê và cá chuối ở Miền Bắc Việt Nam (Lemason J. và Nguyễn Hữu Nghị, 1939-1942); Lemason J. và Benas J. 6 (1934) đã nghiên cứu về cách thức nuôi cá trong tác phẩm nuôi cá ruộng miền núi và Đồng Bằng Bắc Bộ. 1.2.1.2. Thời kỳ sau năm 1945 Những năm sau hoà bình (1954) các công trình nghiên cứu về cá do các nhà khoa học Việt Nam thực hiện. Thời kỳ này việc nghiên cứu cá ở Bắc Việt Nam và Bắc Trung Bộ Việt Nam đợc phát triển rất nhanh chóng. Các khu hệ cá đợc nghiên cứu một cách khoa học và tơng đối đầy đủ. Khu hệ cá sông Hồng, khu hệ cá sông suối miền núi Bắc Việt Nam, khu hệ cá sông Cả, khu hệ cá sông Thao, khu hệ cá miền Nam Trung Bộ. Trong thời gian này phải kể đến các công trình nghiên cứu của Đào Văn Tiến, Mai Đình Yên (1958), nghiên cứu khu hệ cá sông Bôi (Hoà Bình) với bảng danh lục gồm 44 loài, sơ bộ điều tra cá ở sông Ninh Cơ - Nam Định (1960), công bố 54 loài cá ngòi thia - Yên Bái (1964), Đào Văn Tiến, Mai Đình Yên cùng với Đặng Ngọc Thanh điều tra ng loại thuỷ sản ở Hồ Tây (1961). Mai Đình Yên,1996 nghiên cứu về cá sông Hồng, đã đa ra bảng danh lục cá ở đây gồm 98 loài, thuộc 26 họ. Khi nghiên cứu về các khu hệ cá ở sông suối bắc Việt Nam (bao gồm sông Bôi, sông Trung, sông Bứa, sông Thơng, sông Kỳ Phú), tác giả đã thống kê đợc 85 loài cá (1970). Giới thiệu các loài cá sông Thao (Nguyễn Văn Hảo, 1964), Mai Đình Yên (1964), Hồ Thế Ân (1965), Thái Bá Hồ (1971) đã tiến hành nghiên cứu sinh thái cá. Kuronuma (1961) đã tổng hợp một danh lục cá Việt Nam gần 139 họ. Kawamoton, Nguyễn Viết Trơng, Trần Thị Tuy Hoa (1972) đa ra một danh lục cá nớc ngọt đồng bằng sông Cửu Long gồm 93 loài. 1.2.1.3. Sau ngày miền Nam giải phóng (1975) Các nghiên cứu về cá có điều kiện tiến hành trên cả 2 miền của đất nớc. Trong thời kỳ này phải kể đến Mai Đình Yên (1978), định loại cá nớc ngọt Bắc Việt Nam, lập danh lục, mô tả, lập khoá định loại 201 loài cá. Mai Đình Yên (1992) giới thiệu định loại cá nớc ngọt Nam Bộ gồm 225 loài. Đây là 3 công trình tổng hợp khá đầy đủ về thành phần các loài cá nớc ngọt Việt Nam. Ngoài ra còn có nhiều công trình nghiên cứu có giá trị ở các khu hệ cá khác nhau. 7 Nguyễn Hữu Dực (1982), thống kê thành phần loài cá sông Hơng gồm 58 loài; Mai Đình Yên, Nguyễn Hữu Dực (1991), thống kê về thành phần các loài cá sông Thu Bồn (85 loài), sông Trà Khúc (47 loài), sông Vệ (34 loài), sông Côn (43 loài), sông Ba (48 loài), sông Cái - Nha Trang (25 loài) và đầm Châu Trúc (27 loài). Nguyễn Văn Hảo, Nguyễn Hữu Dực (1994) thống kê thành phần loài cá nớc ngọt của Tây Nguyên gồm 82 loài, Nguyễn Hữu Dực (1995) đã nghiên cứu khu hệ cá Nam Trung Bộ, su tập đợc 134 loài và phân loài cá nớc ngọt xếp trong 8 giống, 31 họ và 10 bộ. Cũng ở khu hệ này, Nguyễn Hữu Dực đã công bố 5 loài lần đầu tiên tìm thấy ở Việt Nam, trong đó có 1 loài mới cho khoa học. Vũ Thị Phơng Anh, Võ Văn Phú, Nguyễn Ngọc Hoàng Tân (2005) đa ra dẫn liệu bớc đầu về thành phần loài cá ở sông Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam với 76 loài; Cao Xuân Hiếu, Nguyễn Đình Cờng, Nguyễn Thuỳ Dơng, Nguyễn Đăng Tôn, Lê Thị Thu Hiền, Lê Trần Bình, Nông Văn Hải, Bùi Đình Chung, Trịnh Đình Đạt (2005) với công trình phân tích trình tự đoạn gen mã hoá 18S rRNA của một số loài cá kinh tế biển Đông. 1.2.2. Lợc sử nghiên cứu cá ở Bắc Trung Bộ và khu vực Tây Bắc Nghệ An 1.2.2.1. Tình hình nghiên cứu cá ở Bắc Trung Bộ Bắc Trung Bộ gắn liền với dãy Bắc Trờng Sơn, với rất nhiều các con sông lớn nhỏ, thành phần loài cá trong các khu hệ cá ở đây rất đa dạng và phong phú. Tuy nhiên việc nghiên cứu cá ở đây cha đợc nhiều. Thời kỳ Pháp thuộc có công trình Đóng góp cho khu hệ cá Bắc Bộ của Sauvage H. E. (1984); Chevey P. và Lemasson J. (1937) Các loài cá nớc ngọt Bắc Bộ đã thống kê đợc 98 loài cá. Petit G. và Tchang T.L. (1933) mô tả loài Garaa polanei su tập đợc ở Thanh Hoá. Rendahl H. (1944) giới thiệu những loài trong họ Cobitidae ở Trung Bộ và Bắc Bộ. Sau ngày hoà bình có các công trình nghiên cứu về cá ở Bắc Trung Bộ nh: Mai Đình Yên (1974), điều tra cơ bản thuỷ sản nớc ngọt Hà Tĩnh đã su tập đợc 21 loài cá; Mai Đình Yên và Nguyễn Hữu Dực công bố cá Dây (Cyprynus centralus) một loài cá mới ở Quảng Bình. Đoàn Lệ Hoa, Phạm Văn Doãn 8 (1971) điều tra về khu hệ cá sông Mã gồm 114 loài; Nguyễn Hữu Dực, Dơng Quang Ngọc, Tạ Thị Thủy, Nguyễn Văn Hảo (2003) điều tra thành phần loài cá lu vực sông Mã (Thanh Hoá) gồm 102 loài; Nguyễn Hữu Dực, Dơng Quang Ngọc (2005) đa ra dẫn liệu về thành phần loài cá lu vực sông Bởi thuộc địa phận tỉnh Thanh Hoá với 64 loài. Từ năm 1995 đến năm 2000, Nguyễn Thái Tự và cộng sự (1995) đã tiến hành một số công trình nghiên cứu đáng chú ý: Công bố một loài mới thuộc giống Parazcco Chen,1982; Công bố một loài cá mới thuộc giống Chela Haminton, 1822; Nghiên cứu cá khu BTTN Vũ Quang (1995) và vờn QG Bến En (1994). Năm 2005, Trung tâm nghiên cứu tài nguyên và môi tr- ờng Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tiến hành đánh giá đa dạng sinh học vùng dự án bảo tồn huyện Hơng Sơn, tỉnh Hà Tĩnh đã thống kê đợc 81 loài cá thuộc 20 họ, 56 giống, đánh giá vai trò của khu hệ cá đối với hệ sinh thái và cộng đồng dân c vùng dự án cũng nh đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu sự suy thoái của khu hệ cá ở đây. 1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu cá ở khu vực Tây Bắc Nghệ An Nghiên cứu cá đầu tiên ở Nghệ An đợc thực hiện bởi Mai Đình Yên (1960), nghiên cứu về khu hệ cá sông Cả, trong đó vùng Con Cuông, Tơng D- ơng có 36 loài. Sau đó là nghiên cứu của Trờng trung cấp Nông Lâm trung ơng và Ty thuỷ sản Nghệ An (1962) đã thống kê đợc 129 tên địa phơng các loài trong đó 81 loài có mẫu vật, song những mẫu vật này cha xác định tên khoa học thì đã bị cuộc chiến tranh Mỹ phá hoại. Các nghiên cứu tiếp theo đợc biết đến bởi Nguyễn Thái Tự (1983), nghiên cứu về khu hệ cá sông Lam gồm 157 loài, trong đó khu vực sông Con Tây Bắc Nghệ An có 4 loài; Ngô Sỹ Vân và Phạm Anh Tuấn điều tra hiện trạng cá tự nhiên ở một số tỉnh phía Bắc, trong đó có hệ thống Sông Cả có 180 loài. Hồ Anh Tuấn, Lê Văn Đức, Hoàng Xuân Quang (2006) phát hiện giống cá Esomus swainson, 1893 lần đầu tiên ở khu vực Bắc Trung Bộ, khu vực TBNA có thu đợc mẫu tại Nghĩa Đàn và Quế Phong. 1.2.2.3. Tình hình nghiên cứu về phân họ cá Bỗng (Barbinae) 9 Phân họ cá Bỗng (Barbinae) đã đợc một số tác giả nghiên cứu nh Mai Đình Yên (1978), Định loại cá nớc ngọt các tỉnh phía Bắc Việt Nam đã đa ra đợc 29 loài [16]. Nguyễn Văn Hảo, Ngô Sỹ Vân (2001), Cá nớc ngọt Việt Nam đã xác định phân họ này có 27 giống và 97 loài. Hoàng Xuân Quang (2008), Đánh giá đa dạng sinh học cá, lỡng c, bò sát khu vực TBNA và đề xuất các giải pháp bảo tồn đã xác định đợc 11 loài thuộc phân họ cá Bỗng (Barbinae) ở các huyện thuộc khu vực TBNA [8]. Lê Văn Đức (2006), Điều tra nghiên cứu đa dạng sinh học cá sông Con khu vực TBNA, đa ra đợc phân họ Barbinae gồm 12 loài [1]. 1.3. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, hệ thống sông ngòi khu vực nghiên cứu 1.3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 1.3.1.1. Đặc điểm địa hình Khu vực TBNA có địa hình tơng đối đa dạng và phức tạp, chủ yếu là đồi núi dốc bao gồm các đỉnh núi cao, vùng đồi núi thấp và một phần núi đá vôi. Các đỉnh núi cao trong vùng thuộc phía Bắc dãy Trờng Sơn là một dải núi trải dài theo hớng Tây Bắc - Đông Nam của cánh cung Pù Hoạt với các sống núi bị chia cát phức tạp. Trong vùng có nhiều đỉnh núi cao trên 1000m nh Phu Lon (1447m) nằm ở phần cuối phía Tây Bắc của dãy núi, đỉnh Pù Huống (1200m) và nhiều đỉnh cao từ 1311m đến 1148m . Giải núi chính Phu Lon - Pù Huống cũng chính là giải núi phân cách các huyện Quế Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp về phía Bắc và các huyện Tơng Dơng, Con Cuông về phía Nam. Trong vùng cũng thờng gặp một số dãy núi đá vôi nằm rải rác thuộc các huyện Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Tân Kỳ . là khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi cao Pù Hoạt với các vùng đồi có độ cao 200 - 300m. Khu vực đồi núi thấp kéo dài từ các huyện miền núi Quỳ Hợp, Tân Kỳ, Nghĩa Đàn xuống các huyện đồng bằng với độ cao trên dới 200 m. 1.3.1.2. Đặc điểm khí hậu Khí hậu TBNA mang đặc điểm chung của miền khí hậu Bắc Trung Bộ, nhng có tính đặc thù riêng. Khí hậu ở đây không những phân hoá theo độ cao 10