Sinh học bảo tồn và đa dạng sinh học

Nội dung text: Sinh học bảo tồn và đa dạng sinh học

1. SINH HỌC BẢO TỒN VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC
2. 1 Chương 1. SINH HỌC BẢO TỒN VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC Mục tiêu: Giới thiệu khái niệm cơ bản về Sinh học bảo tồn và các mức độ đa dạng sinh học (đa dang loài, gen và đa dạng hệ sinh thái). Định lượng đa dạng sinh học. Sự phân bố của đa dạng sinh học. Những giá trị của đa dạng sinh học. Số tiết: 9 Nội dung: I. Khái niệm về sinh học bảo tồn Trên trái đất, các quần xã sinh vật trải qua hàng triệu năm phát triển đang bị đe dọa bởi các hoạt động của loài người. Sự tuyệt chủng hàng loạt ngày nay có thể so sánh với sự tuyệt chủng của các thời kỳ địa chất trong quá khứ, trong đó hàng chục ngàn, thậm chí hàng triệu loài bị tiêu diệt do các thảm hoạ tự nhiên, có thể là sự va chạm của các thiên thạch, động đất, hoả hoạn, Nhiều loài đang bị suy giảm một cách nhanh chóng, thậm chí một số loài đang ở ngưỡng cửa của tuyệt chủng mà nguyên nhân chủ yếu là do săn bắt quá mức, do sinh cảnh bị phá hủy và do sự xâm nhập của các loài ngoại lai. Nguy cơ đối với đa dạng sinh học ngày càng tăng do áp lực dân số tăng lên một cách nhanh chóng cũng như các tiến bộ về khoa học kỹ thuật. Tình trạng này lại càng trở nên trầm trọng hơn do việc phân phối của cải trên thế giới không đồng đều, về sự phân hóa giàu nghèo giữa các nước phát triển và kém phát triển, đặc biệt đối với các nước nhiệt đới, nơi vốn rất phong phú về loài. Hơn thế nữa, sự đe dọa đối với đa dạng sinh học do các yếu tố đơn độc chẳng hạn như mưa axit, khai thác gỗ, săn bắn quá mức, cùng kết hợp với nhau làm cho tình trạng ngày càng tồi tệ hơn. Như vậy chúng ta có thể thấy rằng, khác với các cuộc tuyệt chủng hàng loạt đã xảy ra trong quá khứ, sự tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay có những đặc trưng như sau: • Xảy ra với tốc độ rất nhanh. • Tác nhân chủ yếu là do con người (không phải bởi các điều kiện tự nhiên). • Liên quan đến việc mất mát, chia cắt và suy thoái nơi ở. • Không kèm theo sự hình thành loài mới. Sinh học bảo tồn là một nguyên lý khoa học được xây dựng để bảo vệ các loài, thiết lập các khu bảo tồn mới và cũng cố nâng cấp các vườn quốc gia cũng là để xác định những loài nào trên trái đất được bảo tồn cho tương lai. Sinh học bảo tồn là một khoa học đa ngành (multi-disciplinary), tập hợp được rất nhiều người và nhiều tri thức thuộc các lĩnh vực khác nhau nhằm khắc phục tình trạng khủng hoảng đa dạng sinh học hiện nay. Sinh học bảo tồn bổ sung các nguyên tắc ứng dụng (applied disciplines) bằng cách cung cấp phương pháp tiếp cận có tính chất lý thuyết tổng thể cho việc bảo tồn đa dạng sinh học. Sinh học bảo tồn khác với các khoa học khác ở chổ là bảo tồn một cách lâu dài toàn bộ quần xã sinh vật là chính, các yếu tố kinh tế thường là thứ yếu. Về nhiều mặt có thể nói sinh học bảo tồn là một khoa học thiết yếu (crisis discipline). Các quyết định về vấn đề bảo tồn được đưa ra hàng ngày và thường là với những thông tin rất hạn chế do thời gian cấp bách. Sinh học bảo tồn cố gắng đề xuất những giải pháp phù hợp để giải quyết các vấn đề nảy sinh trong điều kiện thực tế ngày nay.
3. 2 Từ các khái niệm trên, có thể thấy rằng sinh học bảo tồn có hai mục tiêu: một là tìm hiểu những tác động tiêu cực do hoạt động của con người gây ra đối với các loài, quần xã và các hệ sinh thái; hai là để xây dựng các phương pháp tiếp cận để hạn chế sự tuyệt diệt của các loài và nếu có thể được, cứu trợ các loài đang bị đe dọa bằng cách đưa chúng hội nhập trở lại các hệ sinh thái đang còn phù hợp với chúng. Vào đầu những năm 1970, các nhà khoa học đã nhận thức được tình trạng khủng hoảng của đa dạng sinh học, nhưng không có một diễn đàn hay tổ chức trung tâm để đối phó với vấn đề đó. Số lượng người suy nghĩ và tiến hành nghiên cứu về vấn đề bảo tồn tăng lên thì cần thiết phải có thông tin cho nhau các phương pháp tiếp cận và ý tưởng mới. Để có thể thảo luận các mối quan tâm của mình, nhà sinh thái học Micheal Soulé đã tổ chức Hội thảo Quốc tế đầu tiên về Bảo tồn Sinh học vào năm 1978. Tại cuộc họp này, với sự tham gia của các nhà bảo tồn động vật hoang dã, các nhà quản lý động vật, các Viện sĩ, Soulé đã trình bày một phương pháp tiếp cận liên ngành mới để cứu giúp các loài thực vật, động vật khỏi cơn sóng tuyệt chủng hàng loạt do con người gây ra. Sau đó cùng với đồng nghiệp là Paul Ehrlich và Jared Diamond, Soulé đã phát triển Sinh học bảo tồn thành một ngành khoa học, trong đó kết hợp các kinh nghiệm về quản lý động vật hoang dã, lâm nghiệp và sinh học nghề cá với các lý thuyết về sinh học quần thể, di truyền, tiến hoá và địa lý sinh học để phát triển những phương pháp và tiếp cận mới trong việc bảo tồn loài và các hệ sinh thái. II. Khái niệm về đa dạng sinh học Theo định nghĩa của Quỹ Quốc tế về Bảo tồn Thiên nhiên (World Wildlife Fund) thì đa dạng sinh học là “sự phồn thịnh của cuộc sống trên trái đất, là hàng triệu loài động vật, thực vật và vi sinh vật, là những nguồn gen của chúng và là các hệ sinh thái phức tạp cùng tồn tại trong môi trường sống”. Như thế, đa dạng sinh học cần phải được xem xét ở ba mức độ. Đa dạng sinh học ở mức độ loài bao gồm tất cả sinh vật trên trái đất từ vi khuẩn đến các loài động vật, thực vật và nấm. Ở mức nhỏ hơn, đa dạng sinh học bao gồm sự khác biệt về gen giữa các loài, khác biệt về gen giữa các quần thể cách ly nhau về địa lý cũng như khác biệt giữa các cá thể cùng chung sống trong một quần thể. Đa dạng sinh học cũng bao gồm sự khác biệt trong các quần xã sinh học nơi các loài đang sinh sống, các hệ sinh thái trong đó các quần xã tồn tại và cả sự khác biệt của các mối tương tác giữa chúng với nhau. Sự khác biệt giữa đa dạng sinh học ở 3 mức độ khác nhau được thể hiện qua bảng 1.1. Bảng 1.1. Các mức độ đa dạng sinh học (Heywood& Baste 1995) Đa dạng loài Đa dạng di truyền Đa dạng sinh thái Giới (Kingdoms) Quần thể (Populations) Sinh đới (Biomes) Ngành (Phyla) Cá thể (Individuals) Vùng sinh học (Bioregions) Lớp (Class) Nhiễm sắc thể (Chromosomes) Cảnh quan (Landscapes) Bộ (Order) Gene Hệ sinh thái (Ecosystems) Họ (Families) Nucleotide Nơi ở (Habitats) Giống (Genera) Tổ sinh thái (Niches) Loài (Species) Nguồn: Kevin J Gaston and John I Spicer, 2004. 1. Đa dạng loài. Đa dạng loài bao gồm tất cả loài trên trái đất. Mỗi loài thường được xác định theo một trong hai cách. Thứ nhất, một loài được xác định 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
4. 3 hình thái của loài). Thứ hai là một loài có thể được phân biệt như là một nhóm cá thể có thể giao phối giữa chúng 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 (định nghĩa về sinh học của loài). Hiện nay, có khoảng 1,7 triệu loài đã được mô tả. Ít nhất là hai lần số đó còn chưa mô tả, chủ yếu là côn trùng và các nhóm chân khớp khác trong vùng nhiệt đới (Bảng 1.2). Bảng 1.2. Đánh giá số loài đã được mô tả (Lecointre and Guyader, 2001) Bậc phân loại Tên thường gọi Số loài mô tả % số loài đã được mô tả Bacteria Vi khuẩn 9.021 0.50 Archaea Vi khuẩn cổ 259 0.01 Bryophyta Rêu 15.000 0.90 Lycopodiophyta Thông đất 1.275 0.07 Filicophyta Dương xỉ 9.500 0.50 Coniferophyta Ngành Thông 601 0.03 Magnoliophyta Thực vật hạt kín 233.885 13.40 Fungi Nấm 100.800 5.80 "Porifera" Bọt biển 10.000 0.60 Cnidaria Ruột khoang 9.000 0.50 Rotifera Trùng Bánh xe 1.800 0.10 Platyhelminthes Giun dẹp 13.780 0.80 Nematoda Giun tròn 20.000 1.10 Mollusca Thân mềm 117.495 6.70 Annelida Giun đốt 14.360 0.80 Arachnida Nhện 74.445 4.30 Crustacea Giáp xác 38.839 2.20 Insecta Côn trùng 827.875 47.40 Echinodermata Da gai 6.000 0.30 Chondrichthyes Cá sụn 846 0.05 Actinopterygii Cá xương 23.712 1.40 Amphibia Lưỡng thê 4.975 0.30 Reptilia Bò sát 7.140 0.42 Aves Chim 9.672 0.60 Mammalia Thú 4.496 0.30 Các nhóm khác 193.075 11.00 1.747.851 100.00
5. 4 Trên phạm vi toàn thế giới còn cần rất nhiều nổ lực để có thể hoàn thiện được danh mục đầy đủ các loài. Mỗi năm các nhà phân loại trên thế giới mô tả được khoảng 11.000 loài (chiếm từ 10 đến 30% các loài có trên thế giới), và như vậy, để có thể mô tả hết các loài trên thế giới (ước tính 10 đến 30 triệu loài) dự kiến phải tốn từ 750 năm đến 2.570 năm, trong khi đó có nhiều loài đã bị tuyệt chủng trước khi chúng được mô tả và đặt tên. Kiến thức của chúng ta về số lượng loài là chưa chính xác do nhiều loài khó thấy còn chưa được phân loại học chú ý. Một vùng rùng mưa miền núi hẻo lánh nằm giữa Việt Nam và Lào vừa mới được các nhà sinh học khảo sát trong thời gian gần đây. Một điều kỳ diệu đã xảy ra, tại đây họ đã phát hiện được 5 loài thú mới cho khoa học đó là Mang lớn (Megamuntiacus vuquangensis), Sao La (Pseudoryx nghetinhensis), Bò sừng xoắn Tây Nguyên (Bos sauveli), Mang Trường Sơn (Muntiacus truongsonensis) và Mang lá (Muntiacus rooseveltorum). 2. Đa dạng di truyền Thể hiện sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong một quần thể và giữa các quần thể với nhau. Đa dạng di truyền trong nội bộ loài thường là kết quả của tập tính sinh sản của các cá thể trong quần thể. Một quần thể là một nhóm các cá thể giao phối với nhau và sản sinh ra con cái hữu thụ. Một loài có thể có một hay vài quần thể khác nhau. Một quần thể có thể chỉ gồm một số ít cá thể hay có thể có hàng triệu cá thể. Các cá thể trong một quần thể thường rất khác nhau về mặt di truyền. Sự đa dạng về bộ gen có được do các cá thể có các gen khác nhau, gen là một đơn vị di truyền cùng với những chromosome được đặc trưng bởi những protein đặc biệt. Các dạng khác nhau của gen được gọi là allen và những sự khác biệt nảy sinh qua đột biến, là những sự thay đổi xảy ra trong DNA, đơn vị cấu thành nhiễm sắc thể của cá thể. Sự khác biệt của các allen trong gen có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh lý của các cá thể một cách khác nhau. Tổng số các sắp xếp của gen và allen trong quần thể được coi là quỹ gen (gene pool), trong khi một tổ hợp nào đấy của gen và allen trong bất kỳ cá thể nào thì được gọi là kiểu di truyền (genotype). Kiểu hình (phenotype) của một cá thể nói lên các đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh hoá là kết quả của biểu hiện kiểu gen trong một môi trường nhất định. Sai khác di truyền cho phép các cá thể thích ứng với những thay đổi của môi trường. Nhìn chung, các loài quí hiếm ít có sự đa dạng di truyền hơn các loài có phân bố rộng và kết quả là chúng dễ bị tuyệt chủng hơn khi điều kiện môi trường thay đổi 3. Đa dạng quần xã và hệ sinh thái Đa dạng về hệ sinh thái là thước đo sự phong phú về sinh cảnh, nơi ở, tổ sinh thái và các hệ sinh thái ở các cấp độ khác nhau. Sự đa dạng này được phản ảnh quan trọng nhất bởi sự đa dạng về sinh cảnh (biotops), các quần xã sinh vật và các quá trình sinh thái trong sinh quyển. Môi trường vật lý, đặc biệt là vòng tuần hoàn năm của nhiệt độ và lượng mưa, ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc điểm của quần xã sinh học, quyết định địa điểm đó sẽ là rừng, đồng cỏ, sa mạc hay đất ngập nước. Quần xã sinh vật cũng có thể biến đổi tính chất vật lý của hệ sinh thái. Trong một quần xã sinh học, mỗi loài sử dụng một nhóm tài nguyên nhất định, tạo thành tổ sinh thái của loài đó. Tổ sinh thái cho một loài thực vật có thể bao gồm loại đất mà loài đó sống, lượng ánh sáng mặt trời và độ ẩm mà loài đó cần, kiểu hệ thống thụ phấn và cơ chế phát tán của hạt, Tổ sinh thái của một loài động vật có thể bao gồm kiểu nơi sinh sống của loài, biên độ nhiệt độ mà loài đó có thể sống được, các loại thực phẩm và lượng nước mà chúng cần, Bất cứ thành phần nào của tổ sinh thái đều là nguồn tài nguyên có giới hạn và do đó có ảnh hưởng đến giới hạn kích thước của quần thể.
6. 5 III. Định lượng đa dạng sinh học Ngoài định nghĩa đa dạng sinh học được chấp nhận bởi nhiều nhà sinh học bảo tồn, định nghĩa về số lượng tính đa dạng sinh học cũng được sử dụng như là một phương thức để so sánh sự đa dạng tổng thể của các quần xã khác nhau. Theo như định nghĩa về đa dạng sinh học, rõ ràng là không có một thước đo duy nhất nào để định lượng đa dạng sinh học một cách đầy đủ. Chúng ta không thể nói lên tính đa dạng sinh học của một khu vực dù có diện tích lớn hay nhỏ chỉ bằng một con số duy nhất. Đa dạng di truyền thường được coi là đơn vị cơ sở của sự sống, tuy nhiên, trong thực tế, đa dạng loài thường được coi là nhân tố cơ bản của 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 vị địa lý khác nhau. Số lượng loài trong một quần xã hay hệ sinh thái thường được mô tả là đa dạng α. Khái niệm đa dạng β đề cập đến mức độ dao động thành phần loài khi các điều kiện môi trường thay đổi như thế nào. Đa dạng γ 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. 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, ít nhất là chỉ ra những sự khác biệt về số lượng loài trong một trạng thái nào đó (ví dụ như sự có mặt, sinh sản, trú đông) đối với một bậc phân loại nào đó trong một diện tích nào đó trong một thời gian nào đó. • Thông tin có sẵn: một số lượng lớn thông tin có sẵn về độ phong phú của loài. Ngoài ra, các thông tin khác còn có thể lấy ra từ các bộ sưu tập trong các bảo tàng với hàng triệu mẫu vật cùng với các tài liệu. 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. Nhìn chung, độ phong phú loài càng lớn thì độ đa dạng di truyền càng cao (đa dạng lớn về gene qua các quần thể), đa dạng về sinh vật càng nhiều (số lượng cá thể lớn qua các bậc phân loại cao hơn), và đa dạng sinh thái lớn hơn (từ các đại diện của nhiều tổ sinh thái và nơi ở qua nhiều sinh cảnh) • Ứng dụng rộng rãi: đơn vị loài thường được coi như là đơn vị trong quản lý, luật pháp, chính trị và truyền thống. Đối với nhiều người sự sai khác về đa dạng sinh học được coi như là sự sai khác về độ phong phú của loài. IV. Sự phong phú đa dạng sinh học ở một số vùng trên trái đất Môi trường giàu có nhất về số lượng loài có lẽ ở các rừng nhiệt đới, rạn san hô, các hồ lớn ở vùng nhiệt đới và ở các biển sâu. Trong các rạn san hô, và các biển sâu, sự đa dạng sinh học thuộc nhiều ngành và lớp khác nhau. Sự đa dạng trong các biển sâu nhờ vào diện tích lớn, tính ổn định của môi trường cũng như vào sự biệt hoá của các loại nền đáy khác nhau. Đa dạng loài lớn nhất là ở vùng rừng nhiệt đới. Mặc dù rừng nhiệt đới chỉ chiếm 7% diện tích trái đất, chúng chứa hơn 1/2 loài trên thế giới. Khoảng 40% loài thực vật có hoa trên thế giới (100.000 loài) ở vùng nhiệt đới, trong khi 30% loài chim trên thế giới phụ thuộc vào những khu rừng nhiệt đới.
7. 6 Rạn san hô tạo nên một nơi tập trung khác về loài. Các loài san hô bé nhỏ tạo ra các hệ sinh thái san hô vĩ đại, là vùng biển tương đương với rừng nhiệt đới về sự phong phú loài và độ phức tạp. Rạn san hô lớn nhất thế giới là rạn San Hô Lớn (Great Barrier Reffs) ở bờ biển phía đông nước Úc, có diện tích là 349.000 km2. Rạn san hô này có hơn 300 loài san hô, 1500 loài cá, 4000 loài thân mềm, 5 loài rùa biển và là nơi sinh sản của khoảng 252 loài chim. Rạn san hô này chiếm 8% loài cá trên thế giới mặc dù chúng chỉ chiếm 0,1% diện tích đại dương. Đối với hầu hết các nhóm sinh vật, sự đa dạng loài tăng về hướng nhiệt đới. Ví dụ như Kenia có 308 loài thú, trong khi đó Pháp chỉ có 113 loài mặc dù hai nước này có cùng diện tích. Sự tương phản này đặc biệt chặt chẻ đối với cây cỏ và thực vật có hoa: một hecta rừng Amazon ở Peru hay vùng đất thấp ở Malaisia có thể có đến hơn 200 loài cây, trong khi đó ở rừng Châu Âu hay nước Mỹ thì chỉ có khoảng 30 loài trong cùng diện tích. Kiểu đa dạng của các loài trên đất liền cũng giống như ở biển, nghĩa là cũng gia tăng sự đa dạng loài về phía nhiệt đới. Ví dụ rạn San hô lớn ở Úc, phía Bắc có 50 giống trong khi phía Nam chỉ có 10 giống san hô. Nhân tố lịch sử cũng rất quan trọng trong việc xác định kiểu phân bố đa dạng về loài. Những vùng đất cổ có nhiều loài hơn các vùng đất mới. Sự phong phú về loài cũng bị ảnh hưởng bởi các biến đổi về địa hình, khí hậu và môi trường địa phương. Trong các quần xã trên cạn, sự giàu có về loài theo xu hướng tăng ở các địa hình thấp, tăng theo lượng bức xạ của mặt trời và tăng theo lượng mưa. Sự thay đổi lớn về nhiệt độ theo mùa là một nhân tố khác ảnh hưởng nhiều đến số lượng loài ở vùng ôn đới. Sự phong phú loài cũng có thể lớn hơn ở những nơi có địa hình phức tạp, để tạo nên những sự cách ly di truyền, thích ứng địa phương, và sự biệt hoá có thể xảy ra. V. Những giá trị của đa dạng sinh học 1. Những giá trị kinh tế trực tiếp 1.1. Giá trị cho tiêu thụ: Bao gồm các sản phẩm tiêu dùng cho cuộc sống hàng ngày như củi đốt và các loại sản phẩm khác cho các mục tiêu sử dụng như tiêu dùng cho gia đình và không xuất hiện ở thị trường trong nước và quốc tế. Những nghiên cứu về những xã hội truyền thống tại các nước đang phát triển cho thấy cộng đồng cư dân bản địa khai thác, sử dụng nguồn tài nguyên xung quanh như củi đun, rau cỏ, hoa quả, thịt cá, dược phẩm và nguyên vật liệu xây dựng. Trên 5.000 loài được dùng cho mục đích chửa bệnh ở Trung Quốc, Việt Nam và khoảng 2.000 loài được dùng tại vùng hạ lưu sông Amazon. Một trong những nhu cầu không thể thiếu được của con người là protein, nguồn này có thể kiếm được bằng săn bắn các loài động vật hoang dã để lấy thịt. Trên toàn thế giới, 100 triệu tấn cá, chủ yếu là các loài hoang dã bị đánh bắt mỗi năm. Phần lớn số cá này được sử dụng ngay tại địa phương 1.2. Giá trị sử dụng cho sản xuất: Là giá bán cho các sản phẩm thu lượm được từ thiên nhiên trên thị trường trong nước và ngoài nước. Sản phẩm này được định giá theo các phương pháp kinh tế tiêu chuẩn và giá được định là giá mua tại gốc, thường dưới dạng sơ chế hay nguyên liệu. Tại thời điểm hiện nay, gỗ là một trong những sản phẩm bị khai thác nhiều nhất từ rừng tự nhiên với giá trị lớn hơn 100 tỷ đôla mỗi năm. Những sản phẩm lâm nghiệp ngoài gỗ còn có động vật hoang dã, hoa quả, nhựa, dầu, mây và các loại cây thuốc. Thế giới tự nhiên là nguồn vô tận cung cấp những nguồn loại dược phẩm mới. 25% các đơn thuốc ở Mỹ có sử dụng các chế phẩm được điều chế từ cây, cỏ 2. Những giá trị kinh tế gián tiếp
8. 7 Những giá trị kinh tế gián tiếp là những khía cạnh khác của đa dạng sinh học như các quá trình xảy ra trong môi trường và các chức năng của hệ sinh thái là những mối lợi không thể so đếm được và nhiều khi là vô giá. 2.1. Giá trị sử dụng không cho tiêu thụ: Khả năng sản xuất của hệ sinh thái: khoảng 40% sức sản xuất của hệ sinh thái trên cạn phục vụ cho cuộc sống của con người. Tương tự như vậy, ở những vùng cửa sông, dãi ven biển là nơi những thực vật thuỷ và tảo sinh phát triển mạnh, chúng là mắc xích đầu tiên của hàng loạt chuỗi thức ăn tạo thành các hải sản như trai, sò, tôm cua, Bảo vệ tài nguyên đất và nước: các quần xã sinh học có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ rừng đầu nguồn, những hệ sinh thái vùng đệm, phòng chống lũ lụt và hạn hán cũng như việc duy trì chất lượng nước. Điều hoà khí hậu: quần xã thực vật có vai trò vô cùng quan trọng trong việc điều hoà khí hậu địa phương, khí hậu vùng và ngay cả khí hậu toàn cầu. Phân huỷ các chất thải: các quần xã sinh học có khả năng phân huỷ các chất ô nhiễm như kim loại nặng, thuốc trừ sâu và các chất thải sinh hoạt khác đang ngày càng gia tăng do các hoạt động của con người. Những mối quan hệ giữa các loài: nhiều loài có giá trị được con người khai thác, nhưng để tồn tại, các loài này lại phụ thuộc rất nhiều vào các loài hoang dã khác. Nếu những loài hoang dã đó mất đi, sẽ dẫn đến việc mất mát cả những loài có giá trị kinh tế to lớn. Nghỉ ngơi và du lịch sinh thái: mục đích chính của các hoạt động nghỉ ngơi là việc hưởng thụ mà không làm ảnh hưởng đến thiên nhiên thông qua những hoạt động như đi thám hiểm, chụp ảnh, quan sát chim, thú, câu cá. Du lịch sinh thái là một ngành du lịch không khói đang dần dần lớn mạnh tại nhiều nước đang phát triển, nó mang lại khoảng 12 tỷ đôla năm trên toàn thế giới. Giá trị giáo dục và khoa học: nhiều sách giáo khoa đã biên soạn, nhiều chương trình vô tuyến và phim ảnh đã được xây dựng về chủ đề bảo tồn thiên nhiên với mục đích giáo dục và giải trí. Một số lượng lớn các nhà khoa học chuyên ngành và những người yêu thích sinh thái học đã tham gia các hoạt động quan sát, tìm hiểu thiên nhiên. Các hoạt động này mang lại lợi nhuận kinh tế cho khu vực nơi họ tiến hành nghiên cứu khảo sát; nhưng giá trị thực sự không chỉ có vậy mà còn là khả năng nâng cao kiến thức, tăng cường tính giáo dục và tăng cường vốn sống cho con người. Quan trắc môi trường: những loài đặc biệt nhạy cảm với những chất độc có thể trở thành hệ thống chỉ thị báo động rất sớm cho những quan trắc hiện trạng môi trường. Một số loài có thể được dùng như những công cụ thay thế máy móc quan trắc đắt tiền. Một trong những loài có tính chất chỉ thị cao là địa y sống trên đá hấp thụ những hoá chất trong nước mưa và những chất gây ô nhiễm trong không khí. Thành phần của quần xã địa y có thể dùng như chỉ thị sinh học về mức độ ô nhiễm không khí. Các loài động vật thân mềm như trai sò sống ở các hệ sinh thái thuỷ sinh có thể là những sinh vật chỉ thị hữu hiệu cho quan trắc môi trường. 2.2. Giá trị lựa chọn Giá trị lựa chọn của một loài là tiềm năng của chúng để cung cấp lợi ích kinh tế cho xã hội loài người trong tương lai. Những chuyên gia về côn trùng tìm kiếm những loài côn trùng có thể sử dụng như các tác nhân phòng trừ sinh học; các nhà vi sinh vật học tìm kiếm những loài vi khuẩn có thể trợ giúp cho các quá trình nâng cao năng suất sản xuất; các nhà động vật học lựa chọn các loài có thể sản xuất nhiều protein; các cơ quan y tế. chăm sóc sức khỏe và các công ty dược phẩm đang có những nổ lực rất lớn để tìm kiếm các loài có thể cung cấp những hợp chất phòng chống và chữa bệnh cho con người. 2.3. Giá trị tồn tại
9. 8 Con người có nhu cầu được tham quan nơi sinh sống của một loài đặc biệt và được nhìn thấy nó trong thiên nhiên hoang dã bằng chính mắt mình. Các loài như gấu trúc, sư tử, voi và rất nhiều loài chim khác lại càng đòi hỏi sự quan tâm đặc biệt của con người. Giá trị tồn tại như thế luôn luôn gắn liền với các quần xã sinh học của những khu rừng mưa nhiệt đới, các rạn san hô và những khu vực có phong cảnh đẹp. 2.4. Những khía cạnh mang tính đạo đức Mỗi một loài đều có quyền tồn tại: tất cả các loài đều có quyền tồn tại. Trên cơ sở đó, sự tồn tại của các loài phải được bảo đảm mà không cần tính đến sự phong phú hay đơn độc hoặc có tầm quan trong đối với con người hay không. Tất cả các loài là một phần của tạo hoá và đều có quyền được tồn tại như con người ở trên trái đất này. Con người không những không có quyền làm hại các loài khác mà còn có trách nhiệm bảo vệ sự tồn tại của chúng. Tất cả các loài đều quan hệ với nhau: giữa các loài có một quan hệ chằng chịt và phức tạp, là một phần của các quần xã tự nhiên. Việc mất mát của một loài sẽ có ảnh hưởng đến các thành viên khác trong quần xã. Cho nên, chúng ta ý thức được sự cần thiết bảo tồn các loài, bảo tồn đa dạng sinh học cũng chính là bảo vệ mình. Con người phải sống trong một giới hạn sinh thái như các loài khác: tất cả các loài trên thế giới bị giới hạn bởi khả năng sức tải của môi trường sống. Mỗi một loài sử dụng nguồn tài nguyên trong môi trường để tồn tại và số loài sẽ bị suy giảm khi những nguồn tài nguyên này bị huỷ hoại và cạn kiệt đi. Con người phải hành động rất thận trọng để hạn chế những ảnh hưởng có hại gây ra cho môi trường tự nhiên. Những ảnh hưởng tiêu cực không chỉ gây hại đối với các loài mà còn gây hại đến chính bản thân con người. Con người phải chịu trách nhiệm như những người quản lý trái đất: nếu như chúng ta làm tổn hại đến những nguồn tài nguyên thiên nhiên trên trái đất và làm cho các loài bị đe dọa tuyệt chủng thì những thế hệ tiếp theo sẽ phải trả giá bằng một cuộc sống có chất lượng thấp. Do vậy, con người ngày nay phải biết sử dụng các nguồn tài nguyên một cách khôn ngoan, tránh gây tác hại cho các loài và các quần xã sinh học. Sự tôn trọng cuộc sống con người và sự đa dạng văn hoá phải được đặt ngang tầm với sự tôn trong đa dạng sinh học: việc đánh giá cao giá trị đa dạng văn hoá và thế giới tự nhiên làm cho con người biết tôn trọng hơn đối với tất cả sự sống phong phú và phức tạp của nó. Thiên nhiên có những giá trị tinh thần và thẩm mỹ vượt xa giá trị kinh tế của nó: trong lịch sử, những nhà sáng lập ra tôn giáo, những nhà thơ, nhà văn, những nghệ sĩ và nhạc sĩ đã thể hiện những cảm hứng do họ nhận được từ thiên nhiên. Đối với nhiều người, để có được những cảm hứng như thế họ cần phải sống với một môi trường thiên nhiên hoang sơ, chưa bị tác động bởi con người. Hầu như ai cũng hào hứng và thích thú khi được chiêm ngưỡng thế giới nguyên khai hoang dã và những phong cảnh đẹp. Nhiều người coi trái đất như là một sản phẩm kỳ diệu của tạo hoá với những điều linh thiêng cần được tôn trọng theo phong cách riêng. Đa dạng sinh học là cốt lõi đế xác định nguồn gốc sự sống: hai trong số những huyền thoại chính của thế giới triết học và khoa học là sự sống được hình thành như thế nào và tại sao lại có sự đa dạng sinh học như ngày nay. Hàng ngàn chuyên gia sinh học tìm hiểu, nghiên cứu những vấn đề này và ngày càng đang tiến dần đến câu trả lời. Tuy vậy khi các loài bị tuyệt chủng có nghĩa là mất đi những mắc xích quan trọng và huyền thoại đó khó tìm được lời giải. Tóm tắt nội dung: Sinh học bảo tồn là tổng hợp tri thức của nhiều ngành khoa học, nghiên cứu các khía cạnh của khủng hoảng, xáo trộn về đa dạng sinh học. Mục tiêu là hạn chế sự mát mát đa dạng sinh học, đặc biệt là sự tuyệt chủng của các loài, sự mất mát các nguồn gen và hạn chế sự suy thoái các hệ sinh thái.
10. 9 Sự đa dạng sinh học trên trái đất bao gồm tất cả các loài sinh vật trên trái đất từ vi khuẩn đến các loài động vật, thực vật và nấm, sự đa dạng về di truyền tồn tại giữa các cá thể của loài, các quần xã trong đó các loài tồn tại và những sự tương tác của các quần xã trong hệ sinh thái với môi trường vật lý và hóa học xung quanh. Lượng tính đa dạng sinh học cũng được sử dụng như là một phương thức để so sánh sự đa dạng tổng thể của các quần xã khác nhau. Số lượng loài trong một quần xã hay hệ sinh thái thường được mô tả là đa dạng α. Khái niệm đa dạng β đề cập đến mức độ dao động thành phần loài khi các điều kiện môi trường thay đổi như thế nào. Đa dạng γ áp dụng đối với một vùng địa lý rộng lớn gồm nhiều sinh cảnh. Có nhiều phương thức khác nhau để định lượng đa dạng sinh học, tuy vậy, độ phong phú về loài (đa dạng α)là chỉ số thông dụng nhất để diễn tả đa dạng sinh học. Vùng nhiệt đới có tính đa dạng sinh học cao nhất với rất nhiều loài sinh sống trong các rừng nhiệt đới, các dãi san hô, các sông hồ và đáy biển sâu. Phần lớn số loài hiện nay trên thế giới còn chưa được biết đến, chưa được đặt tên. Các thành phần của đa dạng sinh học có thể cho những sản phẩm có giá trị kinh tế trực tiếp phục vụ lợi ích của loài người hay những giá trị kinh tế gián tiếp mà không phải khai thác hay hủy hoại nguồn tài nguyên đa dạng sinh học. Giá trị trực tiếp có thể chia thành hai loại: giá trị tiêu thụ và giá trị sản xuất. Giá trị tiêu thụ bao gồm các sản phẩm tiêu dùng cho cuộc sống hàng ngày như củi đốt và các loại sản phẩm khác và không xuất hiện ở thị trường trong nước và quốc tế. Giá trị sản xuất là giá bán cho các sản phẩm thu lượm được từ thiên nhiên trên thị trường như gỗ, một số sản phẩm ngoài gỗ, các loài hoang dã cung cấp dược phẩm. Giá trị gián tiếp của đa dạng sinh học bao gồm những giá trị không cho tiêu thụ như năng suất của hệ sinh thái, chức năng bảo vệ nguồn tài nguyên đất và nước, mối tương tác qua lại giữa các loài hoang dã, cây trồng và điều hòa khí hậu. Đa dạng sinh học là một phần của cơ sở xây dựng ngành du lịch sinh thái và nghỉ ngơi. Đa dạng sinh học cũng có tiềm năng cung cấp những giá trị khác chưa phát hiện nhưng có thể mang lại lợi ích cho tương lai của xã hội loài người. Đa dạng sinh học cong có giá trị của ự tồn tại thê rhiện trên khoản tiền mà con người sẵn sàng trả để có thể bảo tồn đa dạng sinh học. Bảo tồn đa dạng sinh học cũng có thể dựa trên các nền tảng về đạo đức cũng như kinh tế. Một trong những quan niệm đạo đức lớn là mỗi loài đều có quyền tồn tại. Con người không có quyền tiêu diệt các loài mà ngược lại phải nỗ lực hành động nhằm bảo vệ các loài. Câu hỏi ôn tập: Câu 1. Định nghĩa về sinh học bảo tồn. Câu 2. Mục tiêu của sinh học bảo tồn là gì? Câu 3. Trình bày các mức độ thể hiện đa dạng sinh học về loài. Câu 4. Đa dạng di truyền là gì? Câu 5. Đa dạng di truyền được thể hiện qua các cấp độ nào? Câu 6. Đa dạng sinh thái là gì? Câu 7. Các mức độ thể hiện đa dạng sinh học về mặt sinh thái là gì? Câu 8. Kể tên 5 sinh đới quan trọng ở trên cạn. Câu 9. Định nghĩa về hình thái của loài. Câu 10. Định nghĩa về sinh học của loài. Câu 11. Quỷ gen (gene pool) là gì?
11. 10 Câu 12. Đa dạng alpha là gì? Câu 13. Đa dạng beta là gì? Câu 14. Đa dạng gamma là gì? Câu 15. Các vùng có đa dạng sinh học cao nhất là vùng nào ? Câu 16. Hãy nêu ba lý do để giải thích tại sao vùng nhiệt đới có số lượng loài lớn nhất Câu 17. Vì sao ở nơi có địa hình phức tạp sự đa dạng loài lại tăng lên? Câu 18. Vì sao ở những vùng đất cổ sự đa dạng loài lại tăng lên? Câu 19. Trong số 1,7 triệu loài đã được mô tả thì ngành nào, lớp nào có số lượng loài lớn nhất? Câu 20. Vì sao một số loài động thực vật có thể bị tuyệt chủng trước khi chúng được mô tả đặt tên? Câu 21. Giá trị trực tiếp cho tiêu thụ của đa dạng sinh học là gì? Câu 22. Giá trị trực tiếp sử dụng cho sản xuất của đa dạng sinh học là gì? Câu 23. Nêu 4 giá trị kinh tế gián tiếp không dùng cho tiêu thụ của đa dạng sinh học. Câu 24. Giá trị lựa chọn của đa dạng sinh học là gì? Câu 15. Hãy nêu 4 khía cạnh mang tính đạo đức về giá trị của đa dạng sinh học. Tài liệu tham khảo: Tài liệu Tiếng Việt. 1. Bộ Tài Nguyên và Môi trường, Ngân hàng thế giới. Báo cáo diễn biến Môi trường Việt Nam 2005. Đa dạng sinh học. Hà nội, 2005. 2. Lê Trọng Cúc, 2002. Đa dạng sinh học và bảo tồn thiên nhiên. Nhà Xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 3. Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam, 2004. Việt Nam Môi trường và Cuộc sống. NXB Chính trị Quốc gia. 4. Phạm Bình Quyền, Nguyễn Nghĩa Thìn, 2002. Đa dạng sinh học. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 5. Richard B. Primack (Võ Quý, Phạm Bình Quyền, Hoàng Văn Thắng dịch) 1999. Cơ sở sinh học Bảo tồn. NXB KH&KT Hà Nội. Tài liệu Tiếng Anh. 1. Edge W. Daniel, John P. Loegering, and Renee Davis Born, 1998. Principles of Wildlife Conservation. Oregon State University. Corvalis, Oregon. 2. Elizabeth A. Gordon, Oscar E. Franco and Mary L. Tyrrel, 2005l. Protecting Biodiversity: A Guide to Criteria Used by Global Conservation Organizations. Yale School of Forestry & Environmental Studies. 3. Jeffrey A. McNeely et al, 1990. Conserving the World’s Biological Diversity. Gland, Switzeland, and Washington, D.C 4. Kent E. Holsinger, 2005. Conservation Biolgy. University of Connecticut. 5. Kevin J Gaston and John I Spicer, 2004. Biodiversity an Introduction. Blackwell Publishing Company. USA. 6. Michael J. Jeffries. Biodiversity and Conservation. Routledge, London, 1997. 7. Peter B. Moyle, 1997. Wildlife Conservation. 8. Peter J. Bryant, 2001. Biodiversity and Conservation. University of California, USA.
12. 11 9. Richard B. Primack, 1993. Essentials of Conservation Biology. Sunderland, Massachusetts U.S.A. 10. Richard B. Primack, 1995. A Primer of Conservation Biology. Sunderland, Massachusetts U.S.A. 11. Ronald Hofstetter, 2003. Conservation Biology. University of Miami.
13. 12 Chương 2. NHỮNG MỐI ĐE DỌA ĐỐI VỚI ĐA DẠNG SINH HỌC Mục tiêu: Cung cấp những khái niệm cơ bản về tuyệt chủng, các mối đe dọa đối với tuyệt chủng do các hoạt động của con người. Chương 2 cũng trình bày những đặc điểm của các thời kỳ tuyệt chủng trong quá khứ cũng như sai khác cơ bản về tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ so với tuyệt chủng hàng loạt ngày nay. Giải thích tính dễ bị tuyệt chủng của một số nhóm động vật do hoạt động của con người. Số tiết: 9 Nội dung: I. Sự tuyệt chủng 1. Khái niệm về tuyệt chủng Khái niệm tuyệt chủng có rất nhiều ý nghĩa và khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh cụ thể. Một loài bị coi là tuyệt chủng (extinct) khi không còn một cá thể nào của loài đó còn sống sót tại bất kỳ nơi nào trên thế giới. Nếu như một số cá thể của loài còn sót lại chỉ nhờ vào sự kiểm soát, chăm sóc, nuôi dưỡng của con người, thì loài này được coi là đã bị tuyệt chủng trong thiên nhiên hoang dã (extinct in the wild). Trong hai trường hợp trên, các loài có thể coi như bị tuyệt chủng trên phạm vi toàn cầu (globally extinct). Một loài bị coi là tuyệt chủng cục bộ (locally extinct) nếu như chúng không còn sống sót tại nơi chúng đã từng sinh sống, nhưng người ta vẫn còn tìm thấy chúng tại những nơi khác trong thiên nhiên. Một số nhà sinh học sử dụng cụm từ loài bị tuyệt chủng về phương diện sinh thái học (ecologically extinct), điều đó có nghĩa là số lượng cá thể loài còn lại ít đến nổi tác dụng của nó không có chút ý nghĩa nào đến những loài khác trong quần xã. 1.1. Tuyệt chủng là một quá trình tự nhiên Sự tuyệt chủng loài xảy ra thậm chí không bắt nguồn từ những xáo động to lớn. Lý thuyết tiến hóa nói rõ rằng một loài có thể bị dồn vào tuyệt chủng do không cạnh tranh nổi với một loài khác hay do bị ăn thịt. Một loài có thể tiến hóa từ một loài khác để đáp ứng với những thay đổi của môi trường hay là do sự thay đổi ngẫu nhiên của quỹ gen. Hiện tại chúng ta cũng không biết đầy đủ những nhân tố xác định sự phồn thịnh hay suy thoái của một loài, nhưng ít nhất chúng ta có thể khẳng định rằng sự tuyệt chủng là một hiện tượng nằm trong chu trình vận động của tự nhiên tương tự như sự hình thành loài. Nếu tuyệt chủng là một phần trong các quá trình tự nhiên, thì tại sao lại phải suy nghĩ và quan tâm nhiều đến chuyện mất mát các loài. Câu trả lời nằm trong mối tương quan về sự tuyệt chủng và hình thành loài. Sự hình thành loài là một quá trình diễn ra rất chậm, qua sự tích luỹ dần các đột biến và những sự chuyển đổi các allen qua cả hàng chục ngàn năm thậm chí cả hàng triệu năm. Theo Kirchner và cộng sự (2001), trung bình trái đất cần khoảng 10 triệu năm để hồi phục sự đa dạng từ những tuyệt chủng mang tính toàn cầu. Nếu tốc độ của việc hình thành loài tương đương hay vượt quá tốc độ tuyệt chủng, sự đa dạng sinh học được duy trì hay tăng lên. Trong lịch sử các thời kỳ địa chất, đa dạng sinh học tương đối ổn định nhờ sự cân bằng giữa sự hình thành loài mới và sự tuyệt diệt loài cũ. Tuy nhiên trong những khoảng thời gian ngắn hơn, tốc độ đa dạng hóa kém hơn nhiều so với tốc độ tuyệt chủng. Điều đó có nghĩa là sự tiến hóa của sinh giới sẽ không theo kịp với những sự tuyệt chủng nhanh chóng.
14. 13 1.2. Tuyệt chủng do con người gây ra Tác động dễ nhận thấy đầu tiên về hoạt động của con người vào tỷ lệ tuyệt chủng có thể thấy vào sự sa sút các loài thú lớn ở Australia và Nam, Bắc Mỹ vào thời gian mà con người bắt đầu thống trị hai lục địa này từ hàng ngàn năm trước. Chỉ một thời gian ngắn sau khi con người đặt chân đến, 74% đến 86% các loài thú lớn, có trọng lượng hơn 40 kg, trong các vùng này bị tuyệt chủng. Nguyên nhân trực tiếp của sự tuyệt chủng này có thể là do săn bắn, và nguyên nhân gián tiếp là do đốt rừng và khai hoang. Dựa vào các chứng cứ có sẵn thì khoảng 85 loài thú và 113 loài chim đã bị tuyệt chủng từ năm 1600, tương ứng với 2,0% các loài thú và 1,3% các loài chim. Trong khi những con số ban đầu này có vẻ như chưa ở mức báo động thì xu hướng tuyệt chủng tăng rất nhanh trong khoảng 150 năm lại đây. Bảng 2.1. Một số nhóm loài tuyệt chủng từ năm 1600 đến nay Số loài tuyệt chủng % tuyệt Số loài chủng Bậc phân loại Đất liền Đảo Đại dương Tổng số Thú 30 51 4 85 4.000 2,10 Chim 21 92 0 113 9.000 1,30 Bò sát 1 20 0 21 6.300 0,30 Lưỡng thê 2 0 0 2 4.200 0,05 Cá 22 48 0 23 19.100 0,10 Không xương sống 49 48 1 98 1.000.000 0,01 Thực vật có hoa 245 139 0 384 250.000 0,20 Nguồn: Reid và Miller 1989. Tỷ lệ tuyệt chủng của chim và thú vào khoảng 1 loài trong 10 năm trong thời gian từ 1600 -1700, nhưng tỷ lệ này tăng lên 1 loài/năm trong thời gian từ 1850 -1950. Sự gia tăng tỷ lệ tuyệt chủng loài là một sự chỉ định về tính nghiêm trọng của vấn đề đe dọa đa dạng sinh học. Nhiều loài còn chưa bị tuyệt chủng nhưng đã bị hao hụt rất nhiều do các hoạt động của con người và chỉ tồn tại với số lượng rất thấp. Những loài này cũng được coi là tuyệt chủng sinh thái và chúng không còn vai trò gì trong tổ chức quần xã. Tương lai của nhiều loài là không chắc chắn. • 24% các loài thú trên thế giới ngày nay đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng (IUCN,2000). • Khoảng 12% trong số 9.500 loài chim trên thế giới đang bị đe doạ tuyệt chủng trong khoảng 100 năm tới. Khoảng từ 300 đến 900 loài khác có khả năng đưa vào danh sách bị đe doạ (Smith et al., 1993). • Khoảng ¼ của tất cả các loài bò sát và 1/3 của tất cả các loài lưỡng thê trên trái đất đang bị đe doạ tuyệt chủng. Bò sát và lưỡng thê thường được coi là những chỉ thị tổng quát cho sự thịnh vượng của hệ sinh thái. • 50% các loài cá (chủ yếu là cá nước ngọt) được đánh giá được đưa vào danh sách bị đe doạ. • Nhiều loài côn trùng, có vai trò quan trọng như là các sinh vật phân huỷ chất thải, các loài thụ phấn đang bị đe doạ: khoảng 100.000 loài đến 500.000 loài côn trùng được dự báo là sẽ tuyệt chủng trong vòng 300 năm tới, tương đương với tỷ lệ khoảng 7 đến 30 loài bị mất đi trong vòng một tuần (Mawdsley and Stork , 1995).
15. 14 • Khoảng 10% các loài cây trên thế giới đang bị đe doạ tuyệt chủng. Khoảng 1000 loài đang bị nguy cấp trầm trọng, một số loài trong đó số cá thể chỉ còn đếm trên đầu ngón tay. Có ít hơn ¼ các loài cây đang bị đe doạ được bảo tồn ở các mức độ khác nhau (Oldfield, et al., 1998) Các hệ sinh thái và các nơi ở cũng đạng bị đe doạ và đang bị mất mát ở mức độ báo động: • Khoảng 2/3 diện tích của 2 trong số 14 khu sinh học trên cạn của thế giới và hơn một nửa diện tích của 4 khu sinh học khác đã bị chuyển đổi (chủ yếu cho nông nghiệp) vào những năm 1990 (Millennium Ecosystem Assessment, 2005). • Theo Viện Tài nguyên rừng Thế giới (WRI), 1/5 độ che phủ của tất cả rừng mưa nhiệt đới đã bị mất giữa những năm 1960 và 1990. • 50% nơi ở của các vùng đất ngập nước đã bị huỷ hoại trong vòng 100 năm qua (WRI, 2003). • Rừng ngập mặn ven biển trên thế giới thế giới là môi trường nuôi dưỡng quan trọng cho vô số loài cũng đang bị đe doạ, khoảng 50% rừng ngập mặn đã bị chặt trụi (WRI, 2000-2001). • Khoảng 20% các rạn san hô trên thế giới đã bị mất và 20% khác đang bị suy thoái trong mấy thập kỷ cuối của thế kỷ XX (Millennium Ecosystem Assessment, 2005). Cuối cùng là do sự mất mát của các loài và hệ sinh thái đã dẫn đến sự mất mát chưa từng thấy của các dịch vụ sinh thái có giá trị: • Khoảng 60% các dịch vụ sinh thái đang bị suy thoái hay sử dụng không bền vững bao gồm: làm sạch không khí, điều hoà khí hậu, cung cấp nước sạch, điều chỉnh mầm bệnh và sâu hại và thụ phấn. • Có sự thay đổi lớn về chu trình dinh dưỡng trong các thập kỷ qua, chủ yếu do gia tăng lượng phân bón, chất thải của gia súc, chất thải của con người và đốt cháy sinh khối (Millennium Ecosystem Assessment, 2005). 2. Nguyên nhân của tuyệt chủng Mối nguy hại chính ảnh hưởng đến đa dạng sinh học có liên quan đến các hoạt động của con người là: phá hủy, chia cách, làm suy thoái (kể cả ô nhiễm) nơi sinh sống; khai thác quá mức các loài phục vụ cho các mục đích sử dụng của loài người; du nhập các loài ngoại lai và gia tăng các dịch bệnh. Hầu hết các loài bị đe dọa chịu ảnh hưởng của ít nhất là hai trong số các yếu tố nói trên, những yếu tố này làm cho sự tuyệt chủng sẽ tiếp diễn nhanh hơn, bất chấp mọi cố gắng nhằm bảo vệ loài. Các mối hiểm hoạ đe dọa đa dạng sinh học nêu ở trên gây ra do việc sử dụng, khai thác tài nguyên ngày càng tăng và mức tăng dân số quá nhanh của loài người. 2.1. Sự phá hủy những nơi cư trú Mối đe dọa chính đối với đa dạng sinh học là nơi cư trú bị phá hủy và mất mát. Hơn 50% những nơi cư trú là các rừng nguyên sinh bị phá hủy tại 47 nước trong tổng số 57 nước nhiệt đới trên thế giới. Tại Châu Á nhiệt đới, 65% các nơi cư trú là các cánh rừng tự nhiên đã bị mất. Tốc độ phá hủy đặc biệt lớn tại các nước Philippines, Bangladesh, Sri Lanka, Việt Nam, Ấn Độ, các nước Châu Phi, đã làm mất phần lớn các các nơi cư trú của các loài hoang dã, trầm trọng nhất là các nước Gambia, Ghana và Ruanda. Tốc độ phá rừng hiện nay khác nhau tại nhiều nơi trên thế giới, tốc độ khá nhanh ở mức 1,5 đến 2% là các nước như Việt Nam, Paraguay, Mehico và Costa Rica. Tại vùng Địa Trung Hải, diện tích rừng nguyên sinh chỉ còn lại 10%.
16. 15 Đối với các loài động vật hoang dã quan trọng, phần lớn những nơi cư trú thích ứng của chúng đã bị phá huỷ, chỉ còn lại một số rất ít được bảo vệ. Ví dụ loài đười ươi khổng lồ ở Sumatra và Borneo đã mất 63% nơi sinh sống và chỉ còn 2% diện tích nơi sinh sống nguyên thuỷ của chúng được bảo tồn. Các rừng mưa bị đe dọa Việc phá hủy các rừng mưa nhiệt đới là dấu hiệu đi kèm với việc mất các loài. Rừng nhiệt đới ẩm chiếm 7% diện tích bề mặt trái đất, nhưng ước tính chúng chứa hơn 50% tổng số loài trên trái đất. Diện tích ban đầu của rừng mưa nhiệt đới ước tính khoảng 16 triệu km2, đến năm 1982 chỉ còn lại 9,5 triệu km2. Hằng năm có khoảng 180.000 km2 rừng mưa bị mất, trong đó 80.000 km2 bị mất hoàn toàn và 100.000 km2 bị suy thoái đến mức cấu trúc loài và các diễn thế của hệ sinh thái phần lớn đã bị thay đổi. Sa mạc hóa Rất nhiều các quần xã sinh học sống trong các vùng khí hậu khô hạn theo mùa đã bị suy thoái và đất đai trở thành sa mạc mà nguyên nhân chính là do các hoạt động của con người, quá trình đó gọi là quá trình sa mạc hóa. Lúc đầu các vùng đất này rất phù hợp cho việc phát triển nông nghiệp, nhưng việc gieo trồng liên tục đã làm cho đất bị xói mòn dẫn đến việc mất khả năng giữ nước. Thảm cỏ ở đây cũng liên tục bị trâu bò, dê cừu ăn trụi, các cây thân gỗ thì bị khai thác để làm củi, hậu quả là sự suy thoái rất nhanh và không thể hồi phục trở lại của các quần xã sinh học cũng như việc mất thảm che phủ bề mặt đất và hậu quả là khu vực này biến thành sa mạc. Trên thế giới có khoảng 9 triệu km2 đất vùng khô hạn đã biến thành sa mạc do quá trình nói trên. 2.2. Các nơi cư trú bị chia cắt manh mún và cách ly Sự chia cắt manh mún nơi cư trú của các loài là quá trình mà một khu vực rộng lớn bị thu nhỏ lại hoặc bị chia cắt thành hai hay nhiều mảnh nhỏ. Những phần này thường bị cách ly khỏi những phần khác và hình thái cấu trúc cảnh quan bị thay đổi nhiều. Một mảnh hay một phần của nơi cư trú mới khác biệt với nơi cư trú nguyên thủy ở hai điểm quan trọng: đó là mảnh của nơi cư trú mới có tỷ lệ giữa phần biên và diện tích lớn hơn, và tâm điểm của mỗi mảnh của nơi cư trú mới rất gần với phần biên của mảnh hơn. Việc phá hủy các nơi cư trú có thể hạn chế khả năng phát tán và định cư của loài. Tác hại của việc chia cắt nơi cư trú sẽ làm giảm khả năng kiếm mồi của các loài thú. Ngoài ra nơi cư trú bị chia cắt cũng góp phần làm suy giảm quần thể và dẫn đến sự tuyệt chủng do quần thể lớn lúc đầu bị chia ra hai hay nhiều quần thể nhỏ. Sự chia cắt nơi cư trú thành các phần nhỏ đã làm tăng một cách một cách đáng kể tỷ lệ tương đối của sự tác động đường biên so với diện tích nơi cư trú. Một số tác động khác quan trọng hơn của đường biên là sự dao động nhiều hơn về ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và gió. Việc nơi cư trú bị xé nhỏ, xé lẻ còn làm tăng khả năng xâm nhập của các loài ngoại lai và bùng nổ số lượng các loài côn trùng địch hại và bản địa. Việc nơi cư trú bị chia cắt cũng làm tăng khả năng tiếp xúc của các loài động, thực vật thuần dưỡng với các quần thể hoang dã. Các bệnh dịch của các loài thuần dưỡng có thể lây lan rất dễ dàng sang các loài hoang dã vốn thường có khả năng miễn dịch kém. 2.3. Nơi cư trú bị phá hủy và ô nhiễm Cho dù nơi sinh sống không bị ảnh hưởng một cách trực tiếp do việc phá hủy hay chia cắt, nhưng các quần xã và các sinh vật sống trong đó có thể bị ảnh hưởng sâu sắc do các hoạt động khác của con người. Dạng nguy hiểm nhất của phá hủy môi trường là sự ô nhiễm. Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng này là do thuốc trừ sâu, hóa chất và các chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt của con người và các ô nhiễm gây ra bởi các nhà máy ô tô, cũng như các trầm tích lắng đọng do sự xói mòn đất từ các vùng cao, sườn núi.
17. 16 Ô nhiễm do thuốc trừ sâu: sự nguy hại của thuốc trừ sâu được khuyến cáo từ những năm 1962. Nồng độ của DDT và các loại thuốc trừ sâu khác tích luỹ trong cơ thể sinh vật, tăng lên theo bậc cao dần của chuổi thức ăn thông qua quá trình tích tụ sinh học (bioaccumulation) và khuếch đại sinh học (magnification). Ô nhiễm nước: ô nhiễm nước gây hậu quả xấu cho loài người như hủy hoại các nguồn thực phẩm thủy sản như cá, thân mềm, giáp xác và làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt. Các hóa chất độc, dù chỉ với một liều lượng rất thấp thì dư lượng của chúng vẫn có thể tồn đọng, tích luỹ dần vào trong cơ thể sinh vật thủy sinh đến nồng độ gây chết do chúng phải lọc một lượng lớn nước khi ăn. Các khoáng chất vi lượng tuy rất cần cho cuộc sống của động vật và thực vật nhưng chúng cũng có thể trở nên gây hại khi xuất hiện ở nồng độ cao. Các chất thải của người, các loại phân bón hóa học, các chất tẩy rửa và các quá trình sản xuất trong công nghiệp thường xuyên thải ra một lượng lớn nitrat, photphat vào hệ sinh thái thủy vực, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng nước. Các trầm tích có nguồn gốc do xói mòn từ các vùng đất trống, đồi núi trọc cũng có thể gây hại cho hệ sinh thái thủy vực. Các chất trầm tích có lẫn mùn lá cây, bùn, các chất rắn lơ lững, làm tăng độ đục của nước, làm giảm độ chiếu sáng trong nước nên đã cản trở quá trình quang hợp. Sự tăng độ đục của nước có thể làm giảm khả năng nhìn, khả năng săn mồi, làm giảm sức sống của một số loài động vật thủy sinh. Sự gia tăng lớp trầm tích đã gây hại cho nhiều loài san hô, những loài đòi hỏi môi trường sống tuyệt đối trong sạch. Ô nhiễm không khí: các hoạt động của con người làm thay đổi và làm ô nhiễm bầu không khí của trái đất. Các dạng ô nhiễm không khí như: • Mưa axit: các nền công nghiệp như luyện thép, các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu là than hay dầu đã thải ra một lượng lớn các khí NOx, SOx vào không khí, các khí này khi gặp hơi nước trong không khí sẽ tạo ra axit nitric và axit sulfuric. Các axit này liên kết với những đám mây và khi tạo thành mưa đã làm giảm độ pH của nước mưa xuống rất thấp. Mưa axit sẽ làm giảm độ pH của đất và của nước trong các hồ, ao, sông suối trên lục địa. Mưa axit đã tiêu diệt nhiều loài động và thực vật. Do độ axit của các hồ ao tăng lên, nhiều cá con của nhiều loài cá và cả những con cá trưởng thành cũng bị chết. Độ axit tăng và nước bị ô nhiễm là nguyên nhân chính làm suy giảm đáng kể các quần thể động vật lưỡng cư trên thế giới. Đối với phần lớn các loài động vật lưỡng cư, ít nhất một phần trong chu kỳ sống của chúng phụ thuộc vào môi trường nước, độ pH của nước giảm làm cho tỷ lệ trứng và ấu trùng bị chết tăng cao. • Sương mù quang hoá: Xe ô tô, các nhà máy điện và các hoạt động công nghiệp thải ra các khí hydrocacbon, khí NO. Dưới ánh sáng mặt trời, các chất này tác dụng với khí quyển và tạo ra khí ozon và các chất phụ phẩm khác, tất cả khí này được gọi chung là sương mù quang hóa (photo-chemical smog). Nồng độ ozon cao ở tầng khí quyển gần mặt đất sẽ giết chết các mô thực vật, làm cho cây dễ bị tổn thương, làm hại đến các quần xã sinh học, giảm năng suất nông nghiệp. Các quần xã sinh học trên toàn cầu cũng có thể bị phá hủy hay bị thay đổi do các hợp chất chứa nitơ trong không khí theo mưa và bụi lắng đọng tự do và do đó có thể ảnh hưởng đến nguồn sản xuất lương thực và thực phẩm. • Các kim loại độc hại: xăng có chứa chì, các hoạt động khai mỏ, luyện kim và các hoạt động công nghiệp khác thải ra một lượng lớn chì, thiếc và nhiều loại kim loại độc hại khác vào khí quyển. Các hợp chất này trực tiếp gây độc cho cuộc sống của động và thực vật.
18. 17 Sự thay đổi khí hậu toàn cầu: khí cacbonic, mêtan và các khí khác trong khí quyển không ngăn cản ánh sáng mặt trời, cho phép năng lượng xuyên qua khí quyển và sưởi ấm bề mặt Trái đất. Tuy vậy, những khí này và hơi nước giữ lại năng lượng do trái đất phát ra, làm chậm lại tốc độ phát tán nhiệt và bức xạ khỏi trái đất. Các khí này được gọi là khí nhà kính do tác dụng của chúng rất giống với nhà kính - cho ánh sáng mặt trời đi qua nhưng giữ lại năng lượng bên trong nhà kính và chuyển thành năng lượng nhiệt. Lượng khí nhà kính gia tăng đã làm ảnh hưởng đến khí hậu trái đất và các tác hại này tiếp tục gia tăng trong tương lai. Những nhà khí tượng học ngày càng đồng ý với quan điểm cho rằng ở thế kỷ XXI khí hậu trái đất sẽ còn nóng lên từ khoảng 2-60C nữa vì sự gia tăng của khí CO2 và các khí khác. Trong khi các loài có vùng phân bố rộng và dễ phát tán có thể thay đổi để thích ứng với sự thay đổi, thì đối với nhiều loài có vùng phân bố hẹp hoặc do khả năng phát tán kém nên việc tuyệt chủng là khó tránh khỏi. Hiện tượng nhiệt độ tăng dần lên còn làm các khối băng ở vùng cực tan ra. Do việc giải phóng một lượng nước lớn như vậy, trong vòng 50 -100 năm tới mức nước biển có thể tăng từ 0,2 -1,5 m. Mức nước biển dâng cao có thể làm ngập lụt những vùng đất thấp, những khu đất ngập nước ven bờ biển và nhiều thành phố lớn. Một số loài san hô không phát triển nhanh kịp với tốc độ nâng cao mực nước biển và dần dần chúng sẽ bị chết đuối. 2.4. Khai thác quá mức Nhằm thoả mãn các nhu cầu của cuộc sống, con người đã thường xuyên săn bắn, hái lượm thực phẩm và khai thác các nguồn tài nguyên khác. Khi dân số loài người vẫn còn ít và phương pháp thu hái còn thô sơ, con người đã thu hái và săn bắt một cách bền vững mà không làm cho các loài trở nên tuyệt chủng. Tuy vậy, khi dân số tăng lên, nhu cầu khai thác tài nguyên cũng tăng theo. Các phương pháp thu hái dần dần được cải tiến và trở nên hữu hiệu hơn. Việc khai thác quá mức là nguyên nhân thứ hai sau nguyên nhân mất nơi cư trú và là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn các loài đến tuyệt chủng. Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực quản lý các loài hoang dã, đánh bắt cá và lâm nghiệp đã cố gắng xây dựng một phương pháp tính toán mô hình để xác định số lượng tối đa có thể khai thác được một cách bền vững của các nguồn tài nguyên. Lượng tối đa nguồn tài nguyên có thể khai thác được một cách bền vững là sản lượng có thể thu hoạch hằng năm tương đương với năng suất mà quần thể tự nhiên sản sinh ra được. 2.5. Sự du nhập các loài ngoại lai Phạm vi sống về địa lý của nhiều loài được giới hạn bởi các hàng rào do chính các yếu tố môi trường và khí hậu tạo ra ngăn cản sự phát tán. Các sa mạc, đại dương, đỉnh núi, và những dòng sông đều đã ngăn cản sự di chuyển của các loài. Con người đã làm thay đổi cơ bản đặc tính này bằng việc vận chuyển phát tán các loài trên toàn cầu. Tại thời kỳ trước cách mạng công nghiệp, con người mang các cây trồng và vật nuôi từ chổ này sang chổ khác khi họ tạo dựng những nơi định cư và các thuộc địa mới. Ngày nay đã có một lượng lớn các loài do vô tình hay cố ý, được đem đến những khu vực không phải là nơi cư trú gốc của chúng. Những loài đó đã được du nhập do các nguyên nhân sau đây: • Sự vận chuyển các container: việc sử dụng các container trong vận chuyển hàng hóa đã tạo điều kiện cho sự xâm nhập của các sinh vật ngoại lai. Rõ ràng là các cảng biển là con đường xâm nhập của nhiều sinh vật lạ, nhưng với việc vận chuyển bằng containner thì các loài ngoại lai được vận chuyển đến tất cả các vùng đất trên thế giới. Các container là môi trường trú ngụ lý tưởng cho các sinh vật ngoại lai. Chúng có thể ở trong đó vài tuần để rồi sau đó được vận chuyển đi. Các thanh tra của hải quan cũng rất khó để phát hiện chúng. Các container chở vỏ xe của Nhật đã mang các loài muỗi Châu Á đến khắp nước Mỹ, Nam Phi, Tân Tây Lan, Úc và một số nước ở phía Nam Châu Âu.
19. 18 • Nước dằn tàu: nhiều tàu chở hàng được cân bằng nhờ vào việc bơm nước biển hay nước ngọt vào các thùng nước lớn dùng để dằn tàu. Nước được vận chuyển như thế bao gồm cả các loài động thực vật sẽ được vận chuyển từ nơi này đến nơi khác. Đây rõ ràng là con đường xâm nhập chính của các loài sinh vật thủy sinh. Khoảng 1/3 các loài sinh vật ngoại lai ở Hồ Lớn (Great Lakes) được du nhập theo con đường này. Năm 1990, Tổng Thống Mỹ, Bush đã ký đạo luật yêu cầu các nhân viên bảo vệ vùng bở của Mỹ phải triển khai mạnh mẽ các tiêu chuẩn liên quan đến việc thải bỏ nước dằn tàu. • Vận chuyển bằng máy bay: vận chuyển hàng không là một phương thức xâm nhập mới của các loài ngoại lai. Các loài muỗi ở Châu Phi đã xâm nhập vào Nước Anh qua các khoang hành khách. Các loài rắn đã theo hàng hóa từ đảo Guam đến Hawaii. • Nông, lâm nghiệp: một số cây trồng đã ra ngoài tự nhiên và trở thành vật hại. Hoạt động nông lâm nghiệp đã gây ra sự lây lan của nhiều loài sâu hại và dịch bệnh. Khoảng 20 loài cỏ dại được tìm thấy ở khắp mọi nơi và khoảng 40% các loại bệnh chính trên khắp thế giới. Chuột và chim sẻ là sinh vật đồng hành ở các trang trại trên khắp thế giới. • Nuôi trồng thủy sản: đã gây ra sự lây lan của rất nhiều loài cá, ví dụ như cá rô phi đã lan rộng ở hầu hết các nước nhiệt đới và á nhiệt đới. Các trang trại nuôi tôm hiện nay đang làm lay lan các bệnh virus trên khắp thế giới, các virus này có thể ảnh hưởng đến chủng quần các đàn cá tự nhiên. Các trại nuôi cá Hồi (Salmon) cũng đã du nhập các mầm bệnh và các gen lạ. Phần lớn các loài du nhập không sống được tại những nơi mới đến do môi trường không phải lúc nào cũng phù hợp với điều kiện sống của chúng. Dù vậy, vẫn có một tỷ lệ nhất định các loài nhập cư thiết lập được cuộc sống trên vùng đất mới và nhiều loài trong đó còn vượt trội, xâm lấn các loài bản địa. Các loài du nhập này thậm chí còn cạnh tranh với các loài bản địa để có được nguồn thức ăn và nơi ở. Các loài du nhập còn ăn thịt các loài bản địa cho đến khi chúng tuyệt chủng hoặc làm chúng thay đổi nơi cư trú đến mức nhiều loài bản địa không thể nào tồn tại được nữa. Tại sao các loài du nhập lại dễ dàng xâm nhập và chiếm lĩnh các nơi cư trú và thay thế các loài bản địa đến như vậy? Một trong những lý do quan trọng là ở nơi cư trú mới chưa có các loài thiên địch của chúng như các loài động vật là kẻ thù, các loài côn trùng và các loài ký sinh, gây bệnh. Các hoạt động của con người đã tạo nên những điều kiện môi trường không bình thường, như sự thay đổi các nguồn dinh dưỡng, gây cháy rừng, tăng lượng ánh sáng, đã tạo cơ hội cho các loài du nhập thích ứng nhanh hơn và loại trừ được các loài bản địa. 2.6. Sự lây lan của các dịch bệnh Sự nhiễm trùng từ các sinh vật mang bệnh là điều thường xảy ra đối với động vật nuôi hay động vật hoang dã. Các tác nhân gây nhiễm có thể là các vật ký sinh như virus, vi khuẩn, nấm, các động vật đơn bào hay các ký sinh trùng kích cở lớn hơn như giun sán. Các loại bệnh dịch này có thể là nguy cơ đe dọa đối với một số loài quí hiếm. Có 3 nguyên tắc cơ bản về dịch bệnh học được ứng dụng rộng rãi trong việc nuôi dưỡng và quản lý các loài thú quý hiếm. Thứ nhất, các loài được con người nuôi và động vật sống trong tự nhiên khi sống trong quần thể với mật độ cao sẽ có nguy cơ dễ mắc bệnh dịch hay bị nhiễm ký sinh trùng. Nguyên tắc thứ hai, tác hại gián tiếp do nơi cư trú bị phá hủy là làm cho loài trở nên dễ mắc các bệnh dịch hơn. Khi các quần thể vật chủ sống tập trung trong một khu vực nhỏ hơn do nơi sinh sống của chúng bị phá hủy, tại đây chất lượng môi trường nơi cư trú thường bị suy giảm, thức ăn trở nên khan hiếm dẫn đến tình trạng kém dinh dưỡng, các động vật trở nên yếu hơn và dễ mắc bệnh hơn.
20. 19 Nguyên tắc thứ ba, tại rất nhiều khu bảo tồn và vườn thú, các loài tiếp xúc với rất nhiều loài mà chúng rất ít khi, thậm chí không bao giờ gặp trong thiên nhiên hoang dã cho nên bệnh dịch có thể truyền từ loài này sang loài khác. 3. Sự tuyệt chủng hàng loạt (mass extinction) Theo các nhà khoa học, tuyệt chủng hàng loạt là những sự kiện tuyệt chủng đã tác động đến sinh vật trong các môi trường khác nhau, gây ra những mất mát nặng nề về số lượng trong các bậc phân loại. 3.1. Tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ. Theo một đánh giá về số loài đã tồn tại trên trái đất thì có đến 99,9% số loài đã bị tuyệt chủng. Hay nói một cách khác, số các loài động vật, thực vật, vi sinh vật hiện có chỉ chiếm 0,1% tổng số loài đã từng sống trên hành tinh. Có nhiều cách giải thích khác nhau về nguyên nhân của tuyệt chủng hàng loạt bao gồm các nguyên nhân bên ngoài như tác động của các thiên thạch đến các nguyên nhân bên trong như núi lửa, thời kỳ băng hà, đã tác động đến sự thay đổi khí hậu toàn cầu là tác nhân chính gây ra tuyệt chủng hành loạt. Trong lịch sử tiến hoá của trái đất, hầu hết các loài bị mất đi do các thời kỳ tuyệt chủng, trong đó có 5 thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt nghiêm trọng kéo dài trong thời gian 350 triệu năm. Năm thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt này được xác định qua việc nghiên cứu các dẫn chứng của những thay đổi các hoá thạch động, thực vật. Dựa vào các hoá thạch, các nhà khoa học đã chúng minh rằng có 5 đợt tuyệt chủng hàng loạt đã xảy ra trong quá khứ (Hình 2.2). họ Số Triệu năm trước Hình 2.1. Các thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ * Ordovician cuối (440 triệu năm trước): Khoảng 50% số họ của động vật và 85% số loài đã bị tiêu diệt trong thời gian này chủ yếu là các loài ở biển. * Devonian muộn (365 triệu năm trước): có 30% họ của các loài động vật bị tuyệt chủng chủ yếu tác động đến các loài ở biển. Thời kỳ này kéo dài từ 500 ngàn đến 15 triệu năm, nguyên nhân do lạnh toàn cầu và giảm oxy trong các tầng nước nông. * Permian cuối (251 triệu năm trước): 50 % các họ động vật bị tuyệt chủng, khoảng 96% loài sinh vật biển bị tuyệt chủng trong thời kỳ này. Nguyên nhân do biến động mức nước biển, hoạt động của núi lửa và thay đổi khí hậu.
21. 20 * Triassic cuối (205 triệu năm trước): có 35 % họ các loài động vật và khoảng 76% loài, phần lớn là các loài ở biển, bị tuyệt chủng. * Cretaceous cuối (65 triệu năm trước): Trong số 5 sự kiện tuyệt chủng hàng loạt thì sự kiện được con người biết rõ nhất xảy ra ở kỷ phấn trắng và kỷ thứ ba (Cretaceous và Tertiary), còn gọi là thời kỳ K/T, với khoảng 60 % các loài động vật bị tuyệt chủng. Đây là thời kỳ các giống động vật biển bị mất trong diện rộng, tạo ra những thay đổi cơ bản trong các hệ sinh thái trên cạn và sự biến mất của khủng long. Trong thời kỳ tiến hoá đổi mới này, các loài linh trưởng phát triển mạnh và loài người (Homo sapiens) xuất hiện. Nguyên nhân là do tác động của các thiên thạch làm thay đổi khí hậu. Thời gian phục hồi cho các sự kiện tuyệt chủng trong quá khứ cũng rất dài. Các nhà khoa học đã tính được rằng, để phục hồi sự đa dạng sinh học cho mỗi lần tuyệt chủng trong quá khứ cần phải có thời gian phục hồi khoảng vài chục triệu năm (Bảng 2.2). Bảng 2.2. Thời gian phục hồi từ các tuyệt chủng trong quá khứ Thời kỳ tuyệt chủng Thời gian phục hồi (triệu năm) Ordovician cuối 25 Devonian muộn 30 Permian và Triassic 100 Cretaceous cuối 20 Nguồn: USAID, 2005. 3.2. Tuyệt chủng hàng loạt ngày nay Tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay, hay còn gọi là tuyệt chủng hàng loạt thứ 6, xảy ra vào kỷ Pleistocent từ hơn 1 triệu năm trước. Đây là thời kỳ có những biến động lớn về khí hậu toàn cầu, sự dâng cao và hạ thấp mức nước biển cùng với sự mở rộng vùng phân bố của loài người từ Châu Phi, Châu Âu, Á đến các vùng khác trên thế giới. Đặc tính quan trọng nhất của sự tuyệt chủng trong giai đoạn này liên quan với sự lan rộng của loài người trên khắp thế giới, trong đó các loài thú có kích thước lớn hơn 44 kg, bị tuyệt chủng đến 74 - 86%. So với các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt xảy ra trong quá khứ thì tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay có nhiều sai khác. Các nhà khoa học cũng đã xác định các sai khác này và đây là điều quan trọng để chúng ta có thể giải quyết các vấn đề phải đối mặt ngày nay. Sai khác nổi bật nhất là trong tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay xảy ra với tốc độ rất nhanh. Các nhà sinh thái đánh giá rằng chúng ta đã mất hàng trăm ngàn loài trong vòng 50 năm qua. Các chuyên gia cũng dự báo rằng nếu cứ tiếp tục theo xu hướng như hiện nay, chúng ta có thể bị mất đi ½ loài sinh vật trong thế kỷ tới. Ngược lại, tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ xảy ra qua hàng trăm ngàn năm và trong một số trường hợp là hàng triệu năm. Ngay cả ở thời kỳ tuyệt chủng cuối cùng trong quá khứ của khủng long, do tác động của các thiên thạch, thì ảnh hưởng của nó cũng kéo dài trong một thời gian tương đối. Các chứng cứ hoá thạch đã chỉ ra rằng quần thể của các loài khủng long đã bị kiệt quệ trong hàng ngàn năm. Nhân tố sai khác tiếp theo của thời kỳ hiện nay đó là số lượng loài có nguy cơ tuyệt chủng hiện nay lớn gấp nhiều lần số loài trong quá khứ. Lý do đơn giản là vì hiện nay số loài sinh vật nhiều hơn so với quá khứ. Ví dụ như trước khi xảy ra đợt tuyệt chủng hàng loạt thứ 5 vào khoảng 65 triệu năm trước, thì số loài thực vật có hoa trên thế giới chỉ khoảng 100.000 loài, còn hiện nay con số đó đã gần 240.000 loài. Trong số các loài thú, côn trùng và các sinh vật khác cũng có một sự gia tăng đáng kể về tổng số loài.
22. 21 Khác với các cuộc tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ, xảy ra chủ yếu do các hiện tượng thiên nhiên, tuyệt chủng hiện nay chủ yếu do con người. Cứ 100 loài bị tuyệt chủng thì có đến 99 loài là do con người. Ngoài ra, theo sau các cuộc tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ là sự hình thành loài mới để bù đắp cho số loài bị mất đi, còn sự tuyệt chủng hàng loạt giai đoạn hiện nay không kèm theo sự hình thành loài mới. Các nhà Cổ sinh vật học cho rằng sau khi khủng long bị tuyệt chủng, ít nhất 5 triệu năm sau mới có sự cân bằng của sinh vật nhờ vào tiến hoá. Đối với giai đoạn hiện nay sẽ là một thách thức lớn, bởi vì tuyệt chủng ngày nay liên quan đến tất cả các thứ hạng chính của loài, trong khi đó ở 65 triệu năm trước, hầu hết các loài thú, chim, lưỡng thê, và nhiều loài bò sát còn sống sót. II. Các loài dễ bị tuyệt chủng Khi môi trường suy thoái do hoạt động của con người, quần thể của các loài sẽ bị giảm về số lượng, một số loài sẽ bị tuyệt chủng. Các nhà sinh thái học đã nghiên cứu kiểm chứng và thấy rằng không phải tất cả các loài đều có mức độ dễ tuyệt chủng như nhau; một số nhóm loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng. Các loài này rất cần được theo dõi cẩn thận và phải được quản lý với những nổ lực nhằm bảo tồn chúng. Các loài đặc biệt dễ tuyệt chủng thường nằm trong các nhóm loài sau đây: 1. Các loài có vùng phân bố địa lý hẹp 2. Các loài chỉ tồn tại với một hay vài quần thể 3. Các loài có kích thước quần thể nhỏ 4. Các loài có quần thể đang suy giảm về số lượng 5. Các loài có mật độ quần thể thấp. 6. Các loài cần một vùng cư trú rộng lớn 7. Các loài có kích thước cơ thể lớn 8. Các loài không có khả năng di chuyển tốt 9. Các loài di cư theo mùa 10. Các loài ít có tính biến dị di truyền 11. Các loài với nơi sống đặc trưng 12. Các loài đặc trưng tìm thấy ở môi trường ổn định 13. Các loài sống thành bầy đàn 14. Các loài là đối tượng săn bắn và hái lượm của con người Các đặc điểm trên đây của các loài có xu hướng dễ bị tuyệt chủng không phải là những đặc điểm riêng biệt, chúng thường có xu hướng tạo thành từng nhóm đặc điểm. Ví dụ, các loài kích thước cơ thể lớn thường có mật độ quần thể thấp và địa bàn rộng - nghĩa là có tất cả các đặc điểm của một loài có xu hướng dễ bị dẫn đến tuyệt chủng. Bằng cách xác định các đặc điểm làm loài dễ bị dẫn đến tuyệt chủng, các nhà sinh học bảo tồn có thể dự tính được những việc làm cần thiết nhằm quản lý các loài dễ bị tuyệt chủng. Tóm tắt nội dung: Khái niệm tuyệt chủng có rất nhiều ý nghĩa và khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh cụ thể. Sự tuyệt chủng có thể ở phạm vi toàn cầu (globally extinct), cục bộ (locally extinct) hay tuyệt chủng về phương diện sinh thái (ecologically extinct). Hoạt động của con người đã làm cho nhiều loài tuyệt chủng. Hơn 99% những loài tuyệt chủng thời cận đại là do con người. Nguy cơ lớn nhất đe dọa đa dạng sinh học là việc mất nơi cư trú. Các nơi cư trú đặc biệt đang bị hủy hoại là các khu rừng mưa, rừng khô nhiệt đới, các vùng đất ngập nước, các vùng đồng cỏ ôn đới, rừng ngập mặn và các rạn san hô.
23. 22 Nơi cư trú bị chia cắt là quá trình mà nơi cư trú là khu vực rộng lớn, liên tục bị giảm về diện tích hay bị xé lẻ ra làm hai hay nhiều phần nhỏ. Hậu quả là làm cho các loài dễ bị mất mát nhanh chóng do tạo ra những rào chắn ngăn cản sự phát tán, định cư và kiếm mồi của động vật. Ô nhiễm môi trường làm cho nhiều loài không thể tồn tại nơi sinh sống của mình. Ô nhiễm môi trường bao gồm sử dụng quá mức thuốc trừ sâu, các chất thải công nghiệp, phân bón hóa học; và ô nhiễm không khí gây ra mưa axit, lắng đọng nitơ, sương mù quang hóa và khí ozôn. Việc khai thác quá mức là nguyên nhân thứ hai sau nguyên nhân mất nơi cư trú và là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn các loài đến tuyệt chủng. Các hoạt động của con người là nguyên nhân du nhập hàng ngàn loài đến những vùng đất mới trên toàn thế giới. Một số loài du nhập nhanh chóng phát triển và có tác động xấu đến các loài bản địa. Dịch bệnh và ký sinh thường gia tăng khi các loài động vật bị nuôi nhốt trong những khu bảo tồn thiên nhiên và không thể di chuyển, đi lại trong một địa bàn rộng lớn. Các loại bệnh dịch này có thể là nguy cơ đe dọa đối với một số loài quí hiếm. Có 5 thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt xảy ra trong quá khứ do các nguyên nhân từ thiên nhiên như biến động mức nước biển, hoạt động của núi lửa, thiên thạch và thay đổi khí hậu. Các thời ký tuyệt chủng này kéo dài trong thời gian 350 triệu năm, gây ra những mất mát nặng nề về số lượng trong các bậc phân loại. Tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay, hay còn gọi là tuyệt chủng hàng loạt thứ 6, xảy ra từ hơn 1 triệu năm trước. So với các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt xảy ra trong quá khứ thì tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay xảy ra rất nhanh và chủ yếu do con người. Khi môi trường suy thoái do hoạt động của con người, quần thể của các loài sẽ bị giảm về số lượng, một số loài sẽ bị tuyệt chủng. Các loài động vật dễ bị tuyệt chủng có những đặc điểm như có vùng phân bố hẹp, có ít quần thể, các loài di cư theo mùa, các loài có giá trị kinh tế đối với con người, Câu hỏi ôn tập: Câu 1. Giải thích ngắn gọn các khái niệm tuyệt chủng. Nêu ví dụ cho mỗi trường hợp Câu 2. Hãy giải thích ngắn gọn vì sao tuyệt chủng là 1 quá trình tự nhiên, mà ngày nay chúng ta phải quan tâm đến vấn đề tuyệt chủng? Câu 3. Các nguyên nhân trực tiếp gây ra tuyệt chủng do con người là gì? Câu 4. Nêu tên các nơi cư trú chính bị phá huỷ và bị đe doạ do các hoạt động của con người. Câu 5. Một nơi cư trú bị chia cắt khác biệt với nơi cư trú nguyên thuỷ ở điểm nào? Câu 6. Tác động đến loài của việc nơi cư trú bị chia cắt là gì? Câu 7. Quá trình tích luỹ và tăng dần lên cao các loại chất độc bảo vệ thực vật trong cơ thể sinh vật qua chuổi thức ăn được gọi là gì? Câu 8. Nêu lên các nguyên nhân du nhập các loài ngoại lai. Kể tên 3 sinh vật ngoại lai mà anh, (chị) biết. Câu 9. Sự gia tăng mực nước biển do ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến san hô như thế nào? Câu 10. Lượng tối đa nguồn tài nguyên có thể khai thác được một cách bền vững là gì? Câu 11. Vì sao các loài ngoại lai dễ dàng xâm nhập và chiếm lĩnh các nơi cư trú mới? Câu 12. Tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay khác với tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ như thế nào? Câu 13. Vì sao các loài có kích thước quần thể nhỏ dễ bị tuyệt chủng hơn các loài có kích thước quần thể lớn? Câu 14. Vì sao các loài di cư theo mùa dễ bị tuyệt chủng hơn?
24. 23 Câu 15. Vì sao các loài có kích thước cơ thể lớn dễ bị tuyệt chủng? Câu 16. Vì sao các loài sống thành bầy đàn dễ bị tuyệt chủng? Tài liệu tham khảo: Tài liệu Tiếng Việt. 1. Phạm Bình Quyền, Nguyễn Nghĩa Thìn, 2002. Đa dạng sinh học. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 2. Richard B. Primack (Võ Quý, Phạm Bình Quyền, Hoàng Văn Thắng dịch) 1999. Cơ sở sinh học Bảo tồn. NXB KH&KT Hà Nội. Tài liệu Tiếng Anh. 1. Edge W. Daniel, John P. Loegering, and Renee Davis Born, 1998. Principles of Wildlife Conservation. Oregon State University. Corvalis, Oregon. 2. Elizabeth A. Gordon, Oscar E. Franco and Mary L. Tyrrell, 2005. Protecting Biodiversity: A Guide to Criteria Used by Global Conservation Organizations. Yale School of Forestry & Environmental Studies. 3. Jeffrey A. McNeely et al, 1990. Conserving the World’s Biological Diversity. Gland, Switzeland, and Washington, D.C. 4. John MacKinnon, Colin Rees &Monina Uriarte, 2002. Guidebook of Biodiversity Principles for Developers and Planners. ASEAN Regional Centre For Biodiversity Conservation. 5. Kent E. Holsinger, 2005. Conservation Biolgy. University of Connecticut. 6. Kevin J. Gaston and John I. Spicer, 2004. Biodiversity an Introduction. Blackwell Publishing Company. USA. 7. Peter B. Moyle, 1997. Wildlife Conservation. 8. Peter J. Bryant, 2001. Biodiversity and Conservation. University of California, USA. 9. Richard B. Primack, 1993. Essentials of Conservation Biology. Sunderland, Massachusetts USA. 10. Richard B. Primack, 1995. A Primer of Conservation Biology. Sunderland, Massachusetts USA. 11. Ronald Hofstetter, 2003. Conservation Biology. University of Miami. 12. USAID, 2005. Biodiversity Conservation: A Guide For USAID Staff and Partners.
25. 24 Chương 3. BẢO TỒN Ở CẤP QUẦN THỂ VÀ LOÀI Mục tiêu: Trình bày những bất cập của quần thể có kích thước nhỏ, các vấn đề liên quần thể biến thái, các vấn đề về sinh thái học cá thể liên quan đến bảo tồn các loài quý hiếm, đang có nguy cơ tuyệt chủng. Các tiếp cận trong việc hình thành tái lập các quần thể mới. Chương này cũng trình bày vai trò của bảo tồn chuyển vị trong công tác bảo tồn; các cấp độ bảo tồn loài của IUCN và bảo tồn loài bằng pháp chế. Số tiết: 8 Nội dung: Không có một quần thể nào có thể tồn tại mãi mãi. Do những sự thay đổi thời tiết, sự diễn thế, dịch bệnh, và một loạt các sự kiện khác mà số phận cuối cùng của bất kỳ quần thể nào là sự tuyệt chủng. Do vậy, vấn đề thực tế là một quần thể sẽ bị tuyệt chủng nhanh hơn hay chậm hơn và nhân tố nào là nguyên nhân gây ra tuyệt chủng. Do các loài bị đe doạ được tạo thành bởi một hay một vài quần thể, do đó bảo tồn quần thể là giải pháp để bảo tồn loài. I. Những bất cập của quần thể nhỏ Một loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng khi chỉ có một vài quần thể nhỏ. Khi kích thước quần thể giảm dưới mức nào đó do nơi ở bị mất, bị suy thoái, cắt đoạn hay do bị con người khai thác quá mức thì quần thể nhanh chóng thu nhỏ lại và đi đến tuyệt chủng. Sự tuyệt chủng nhanh chóng của các quần thể có kích thước nhỏ đã dẫn đến khái niệm quần thể tối thiểu của một loài có thể sống được (minimum viable population - MVP), nói lên số lượng nhỏ nhất của các cá thể trong quần thể nào đó có khả năng tồn tại qua một quãng thời gian xác định. Theo Shaffer (1981) “Mỗi quần thể tối thiểu có thể sống được của bất kỳ một loài nào là một quần thể cách ly nhỏ nhất có 99% cơ hội tiếp tục tồn tại trong suốt 1.000 năm nữa, bất chấp những tác động không lường trước do thiên tai cũng như những biến động về quần thể, môi trường và di truyền”. Điểm mấu chốt của MVP - quần thể tối thiểu có thể sống được - là căn cứ theo chỉ số này có thể dự tính số lượng cá thể cần thiết để bảo tồn một loài. Muốn có được một ước tính tương đối chính xác về quần thể tối thiểu có thể sống được của một loài (MVP) thì cần phải có một nghiên cứu cụ thể về động thái số lượng của quần thể và nghiên cứu phân tích điều kiện môi trường nơi cư trú của chúng. Một vài nhà khoa học đã khuyến nghị một nguyên tắc chung là cố gắng bảo vệ 500 -1.000 cá thể cho các loài động vật có xương sống bởi vì con số này có vẻ như đủ để bảo tồn sự biến dị di truyền. Đối với những loài có độ dao động kích thước quần thể lớn, ví dụ như đối với một số loài động vật không xương sống và các loài cây hàng năm, thì người ta cho rằng sự bảo tồn một quần thể gồm khoảng 10.000 cá thể sẽ là một chiến lược đem lại hiệu quả. Khi một loài đã có chỉ số quần thể tối thiểu có thể sống được thì có thể ước tính được diện tích dao động tối thiểu (minimum dynamic area - MDA) cho loài đó. Người ta đã ước tính được rằng, để bảo tồn những quần thể tối thiểu của các loài thú cần bảo tồn một diện tích vào khoảng từ 10.000 đến 100.000 ha. Các quần thể nhỏ dễ bị suy giảm nhanh về số lượng và bị tuyệt chủng cục bộ vì 3 nguyên nhân chính: những vấn đề về mặt di truyền; những dao động về số lượng quần thể do những biến động ngẫu nhiên trong tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết; và những nhiễu động môi trường do những biến đổi về sự bắt mồi, cạnh tranh, dịch bệnh, nguồn thức ăn cũng như các rủi ro về thiên tai xảy ra bất thường như cháy, lũ lụt hay hạn hán. 1. Mất tính biến dị di truyền
26. 25 Tính biến dị di truyền có tầm quan trọng đặc biệt vì nó cho phép quần thể sinh vật thích nghi được với những biến đổi của môi trường. Biến dị di truyền xảy ra do các cá thể có những dạng gene khác nhau được gọi là allen. Trong các quần thể nhỏ, tần số xuất hiện của các allen có thể thay đổi một cách ngẫu nhiên từ thế hệ này sang thế hệ khác mà điều này lại tùy thuộc vào cá thể được giao phối. Quá trình trên gọi là sự phân ly gen (genetic drift). Khi một allen có tần suất xuất hiện thấp trong một quần thể nhỏ thì xác suất mất mát ngẫu nhiên trong từng thế hệ là đáng kể. Các quần thể nhỏ mà có sự phân ly di truyền thường mẫn cảm hơn với các ảnh hưởng có hại đến gen, ví dụ như sự suy thoái do giao phối nội dòng, sự mất tính mềm dẻo tiến hóa (evolutionary flexibility) và sự suy thoái do giao phối xa. Những yếu tố nêu trên có thể góp phần làm giảm kích thước quần thể và tăng xác suất loài bị tuyệt chủng. Suy thoái do giao phối nội dòng (inbreeding depression): Trong các quần thể lớn của hầu hết các loài động vật, các cá thể thường không giao phối với các cá thể đồng huyết tộc gần mình. Sự giao phối nội dòng, ví dụ giữa cha mẹ và con cái, cháu chắt hay sự tự thụ tinh ở các loài lưỡng tính thường sẽ gây nên sự suy thoái cận dòng được đặc trưng bởi việc ít con cái, hoặc con cái không khoẻ mạnh hay vô sinh. Một cách lý giải hợp lý nhất cho sự suy thoái do giao phối nội dòng là nó cho phép biểu hiện những allen nguy hại được di truyền lại từ cha mẹ. Suy thoái do giao phối xa (outbreeding depression): Khi một loài trở nên hiếm hay nơi cư trú của nó bị hủy hoại thì sự giao phối xa - tức là giao phối khác loài - có thể xảy ra. Những cá thể không có khả năng tìm được những cá thể cùng loài để giao phối thì có thể giao phối với một loài họ hàng. Kết quả là con cái của chúng thường yếu hay bất thụ do thiếu sự tương đồng của các nhiễm sắc thể cũng như không có hệ enzym thích hợp được di truyền từ những cha mẹ khác loài. Hiện tượng đó được gọi là sự thoái hóa do giao phối xa. Sự suy thoái do giao phối xa cũng có thể là kết quả của sự giao phối giữa các loài phụ hay giữa các quần thể của cùng một loài. Mất tính mềm dẻo tiến hóa: những allen hiếm và những tổ hợp allen bất thường tuy chưa thể hiện ngay những ưu điểm của mình song rất có thể lại vô cùng thích hợp trong những điều kiện môi trường trong tương lai. Sự suy thoái tính biến dị di truyền trong những quần thể cực nhỏ có thể sẽ hạn chế khả năng phản ứng của quần thể với những biến đổi dài hạn của môi trường. Một khi không có đủ tính biến dị di truyền, các loài có thể bị tuyệt diệt. Kích thước quần thể có hiệu quả (effective population size): cần bao nhiêu cá thể để có thể duy trì được tính đa dạng sinh học trong một quần thể? Franklin (1980) cho rằng 50 cá thể có thể là số lượng tối thiểu cần thiết để duy trì tính biến dị di truyền. Thông qua việc sử dụng các số liệu về tỷ lệ đột biến ở ruồi giấm Drosophila, Franklin đã gợi ý rằng, trong những quần thể có 500 cá thể, tỷ lệ biến dị di truyền mới hình thành do đột biến có thể bằng với tính biến dị di truyền bị mất đi bởi kích thước nhỏ của quần thể. Dãi giá trị này được gọi là nguyên tắc 50/500, tức là các quần thể cách ly cần phải có ít nhất 50 cá thể và lý tưởng hơn là có 500 cá thể nhằm duy trì tính biến dị di truyền của quần thể đó. Nguyên tắc 50/500 không dễ áp dụng trong thực tế vì với giả thiết rằng một quần thể là tập hợp của N cá thể trong đó tất cả các cá thể đều cùng có khả năng giao phối và sinh sản. Tuy nhiên, nhiều cá thể trong một quần thể lại không sinh sản được vì những lý do như tuổi tác, sức khoẻ yếu, vô sinh, suy dinh dưỡng, cơ thể nhỏ bé hoặc do các cấu trúc xã hội đã cản trở không cho một vài cá thể tìm ra “bạn đời” của mình. Do những yếu tố nêu trên nên kích thước quần thể có hiệu quả (Ne) của những cá thể trong độ tuổi sinh sản thường là nhỏ hơn kích thước thực của quần thể (actual population size). Vì tỷ lệ mất tính biến dị di truyền là dựa vào kích thước quần thể có hiệu quả nên sự suy thoái tính biến dị có thể rất trầm trọng ngay cả khi kích thước thực tế của quần thể là khá lớn.
27. 26 Một quần thể có kích thước hiệu quả nhỏ hơn kích thước thực tế có thể xuất hiện trong những điều kiện sau: Tỷ lệ giới tính không tương xứng: do ngẫu nhiên mà quần thể có thể có tỷ lệ không tương xứng giữa con đực và con cái. Ví dụ, quần thể của các loài đơn giao (monogamous) như loài ngỗng gồm 20 con đực và 6 con cái thì chỉ có 12 cá thể sẽ tham gia vào họat động giao phối. Trong trường hợp này, kích thước quần thể có hiệu quả là 12 chứ không phải là 26. Ở những nhóm động vật tạp giao khác (polygamuos), ví dụ như ở hải cẩu, một con đực có ưu thế có thể cai quản một số lượng lớn con cái và ngăn cản không cho các con đực khác giao phối với những con cái dưới quyền cai quản của nó. Ảnh hưởng của số lượng không tương xứng giữa con đực và con cái đến kích thước thực Ne có thể mô tả theo công thức: 4Nm N f + Ne = Nm N f Trong đó Nm và Nf là số cá thể đực và cái trong quần thể. Sự biến động về sản phẩm sinh sản: ở nhiều loài, số lượng con non của từng cá thể thường có sự khác nhau đáng kể. Điều này càng đúng hơn với thực vật mà trong đó một số cây chỉ có thể sinh ra một vài hạt trong khi đó có những cây khác lại sinh ra hàng ngàn hạt. Việc sinh ra một số con cái không đồng đều trong quần thể sẽ dẫn đến sự suy giảm đáng kể của Ne do một số ít cá thể trong thế hệ hiện tại đã tạo nên sự không cân đối trong quỹ gen của thế hệ tiếp theo. Những dao động bất thường và những cản trở quần thể: đối với một số loài, kích thước quần thể dao động đáng kể từ thế hệ này sang thế hệ khác, làm cho kích thước quần thể có hiệu quả sẽ dao động trong khoảng từ thấp nhất đến cao nhất. Như vậy chỉ cần một năm có sự suy giảm lớn về số lượng cá thể trong quần thể sẽ kéo theo sự giảm sút đáng kể của Ne. Nguyên tắc này kéo theo một hiện tượng gọi là cản trở quần thể (population bottleneck), khi một quần thể bị giảm kích thước nghiêm trọng thì những allen hiếm trong quần thể sẽ bị mất đi nếu không có cá thể nào mang những allen này sống sót và sinh sản. Một loại cản trở đặc biệt thường gọi là hiệu ứng lập đàn (founder effect) sẽ xuất hiện khi một vài cá thể rời bỏ quần thể lớn để thành lập một quần thể mới. Quần thể mới này thường có ít tính biến dị di truyền so với quần thể lớn nguyên thủy. 2. Biến đổi về số lượng cá thể trong quần thể Trong điều kiện môi trường ổn định lý tưởng, một quần thể sẽ phát triển cho đến khi đạt mức cao nhất khả năng chịu tải của môi trường. Tới ngưỡng này, tỷ lệ sinh trung bình trên một cá thể là sẽ ngang bằng với tỷ lệ chết trung bình và sẽ không có sự thay đổi nào về kích thước của quần thể. Tuy nhiên, trong thực tế, các cá thể của một quần thể thường không sinh ra một số lượng con cái trung bình mà hoặc là không sinh sản, hoặc số con cái ít hơn bình quân, hoặc là nhiều hơn bình quân. Chừng nào kích thước quần thể còn lớn thì trị số trung bình sẽ cung cấp những chỉ số chính xác về hiện trạng đang tiếp diễn trong quần thể. Tương tự, tỷ lệ chết trung bình trong một quần thể có thể được xác định thông qua nghiên cứu một số lượng lớn các cá thể trong quần thể. Khi kích thước quần thể giảm dưới 50 cá thể, sự khác nhau ở mỗi cá thể về sức sống được thể hiện bằng tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết sẽ gây nên dao động kích thước quần thể một cách ngẫu nhiên. Nếu kích thước quần thể dao động theo chiều đi xuống trong một năm nào đó do tỷ lệ chết cao hơn và tỷ lệ sinh thấp hơn so với giá trị trung bình thì kết quả là quần thể bị thu nhỏ và sẽ trở nên mẫn cảm hơn so với những yếu tố biến động số lượng trong những năm tiếp theo. Những dao động ngẫu nhiên về kích thước quần thể theo chiều hướng tăng lên thì cuối cùng sẽ bị giới hạn bởi khả năng chịu tải của môi trường và sau đó quần thể lại dao động theo chiều đi xuống. Do vậy, mỗi khi quần thể bị thu nhỏ lại do nơi cư trú bị phá hủy hay bị chia cắt thì sự biến động số lượng quần thể sẽ trở thành một yếu tố quan trọng và quần thể đó rất dễ bị tuyệt chủng.
28. 27 Ở nhiều loài động vật, các quần thể nhỏ thường không ổn định do cấu trúc xã hội bị phá vỡ khi quần thể giảm xuống đến một mức nhất định nào đó. Các đàn động vật ăn cỏ hay các đàn chim có thể không có khả năng tìm kiếm thức ăn hay tự bảo vệ mình khi số lượng cá thể trong quần thể của chúng bị giảm xuống đến một mức nhất định. Những động vật săn bắt mồi theo bầy như chó hoang hay sư tử có thể cần phải có một số lượng cá thể nhất định nào đó thì mới săn mồi có hiệu quả. Rất nhiều quần thể của loài động vật sống trong những khu phân bố rộng lớn như gấu hay cá voi có thể sẽ không tìm được bạn đời cho mình một khi mật độ quần thể ở mức quá thấp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Allee (Allee effect). 3. Sự biến đổi môi trường và các thiên tai Những biến đổi ngẫu nhiên về môi trường sinh học và vật lý có thể gây nên những biến đổi về cấu trúc quần thể của một loài. Qua các nỗ lực mô hình hoá do Menges (1992) và một số người khác thực hiện đã cho thấy sự biến đổi ngẫu nhiên về môi trường nói chung có ảnh hưởng quan trọng hơn so với sự biến động ngẫu nhiên về số lượng quần thể, làm gia tăng tỷ lệ tuyệt chủng của các quần thể cở vừa và nhỏ. Menges đã đưa các thông số biến đổi môi trường vào một số mô hình quần thể cây cọ. Trong trường hợp mô hình chỉ xem xét sự biến đổi về số lượng quần thể thì kết quả đã cho thấy với kích thước nhỏ nhất mà quần thể có thể tồn tại trong vòng 100 năm là 140 cá thể. Tuy nhiên, khi đưa thêm các yếu tố biến đổi các thông số môi trường vào thì giá trị này đã tăng lên 380 cá thể. 4. Những cơn lốc tuyệt chủng (Extinction vortices) Một quần thể càng nhỏ thì nó càng dễ bị tổn thương bởi những biến đổi về số lượng, các yếu tố môi trường và các yếu tố di truyền; ảnh hưởng của các yếu tố này có xu hướng làm cho quần thể giảm kích thước, dần trở nên nhỏ hơn rồi bị tuyệt chủng với tốc độ được ví như là một cơn lốc tuyệt chủng. Ba yếu tố biến đổi môi trường, biến động số lượng quần thể và mất tính biến dị di truyền luôn tác động với nhau nên sự thu hẹp kích thước quần thể do một yếu tố gây ra sẽ làm tăng tính mẫn cảm của quần thể với các yếu tố khác. Một khi kích thước quần thể đã bị thu nhỏ thì hậu quả thông thường là tuyệt diệt, trừ khi có các điều kiện cực kỳ thích hợp cho sự gia tăng kích thước quần thể. Những quần thể như thế, đòi hỏi phải có một chương trình quản lý quần thể và nơi cư trú được tiến hành một cách cẩn thận nhằm giảm bớt những biến động về số lượng và tác động các yếu tố môi trường từ đó hạn chế đến mức thấp nhất những tác động đối với các quần thể nhỏ. Quần thể nhỏ Giao phối Phân ly gần di truyền Tỷ lệ sinh thấp Tỷ lệ tử cao Mất biến dị di truyền Giảm sức sống và khả năng thích ứng Quần thể nhỏ hơn Hình 3.1. Cơn lốc tuyệt chủng
29. 28 II. Quần thể biến thái (Metapopulation) 1. Khái niệm Trải qua thời gian, quần thể của một loài có thể bị mất đi do tuyệt chủng cục bộ ở một vùng nào đó và các quần thể mới có thể sẽ được hình thành ở những vùng thích hợp gần đó. Hệ thống tạm thời này hay những quần thể biến động số lượng được liên kết với nhau nhờ sự di nhập được gọi là quần thể biến thái. Quần thể biến thái là tập hợp các quần thể nhỏ (subpopulations) của một loài sống biệt lập trong mỗi mảnh nhỏ của nơi cư trú trong một vùng sinh cảnh, tồn tại được do sự cân bằng giữa tuyệt chủng cục bộ và phục hồi của các quần thể, nhờ vào sự di nhập các cá thể từ một hoặc một vài quần thể này tới các quần thể khác. 2. Quần thể trung tâm, quần thể vệ tinh Các quần thể biến thái thường có một vài quần thể trung tâm và các quần thể vệ tinh. Các quần thể mà ở đấy có tỷ lệ gia tăng số lượng cá thể cao, tạo ra một số lượng cá thể dư thừa được gọi là các quần thể trung tâm hay quần thể gốc (source- population). Số lượng cá thể dư thừa từ các quần thể trung tâm này, sẽ di nhập vào các quần thể có tỷ lệ gia tăng số lượng cá thể thấp, thường bị tuyệt chủng cục bộ, được gọi là các quần thể vệ tinh (hay quần thể suy thoái - sink population). Các quần thể vệ tinh có thể lớn hơn các quần thể trung tâm, thậm chí có thể có số lượng cá thể lớn hơn, nhưng do chất lượng nơi cư trú thấp nên các quần thể vệ tinh có thể tuyệt chủng nếu không có sự di nhập cá thể từ các quần thể trung tâm. Sự di nhập các cá thể từ quần thể trung tâm tới các quần thể vệ tinh bảo đảm cho sự tồn tại của quần thể biến thái. Đối với các quần thể biến thái, sự phá huỷ nơi cư trú của một quần thể trung tâm có thể sẽ dẫn đến sự tuyệt chủng của các quần thể vệ tinh, vốn là những quần thể phụ thuộc nhiều vào quần thể trung tâm. Những nhiễu động do con người tạo ra gây cản trở cho sự di nhập của các cá thể như rào chắn, đường sá, đập nước, cũng có thể làm giảm tốc độ nhập cư giữa các khu vực cư trú khác nhau của loài và từ đó làm giảm, thậm chí làm mất đi khả năng tái lập quần thể sau khi xảy ra sự tuyệt chủng cục bộ. III. Sinh thái học cá thể (Autecology) Điểm then chốt để bảo tồn và quản lý một loài hiếm, đang có nguy cơ tuyệt chủng là phải hiểu biết đầy đủ về mối quan hệ sinh học của loài đó với môi trường chung quanh và tình trạng quần thể của loài đó. Những thông tin như thế thường được gọi là lịch sử tự nhiên (natural history), hoặc đôi khi được gọi một cách đơn giản là Sinh thái học (Ecology), trong khi thực ra theo nguyên tắc khoa học thì việc tìm hiểu chỉ một loài nào đó sẽ được gọi là Sinh thái học cá thể (Autecology). Dưới đây là các nhóm câu hỏi về sinh thái học cá thể cần được làm sáng tỏ khi tiến hành thiết kế và thực hiện một cách có hiệu quả những chương trình bảo tồn ở mức quần thể. . Môi trường: loài này được tìm thấy trong những dạng cư trú nào và diện tích mỗi nơi cư trú đó là bao nhiêu? Môi trường biến đổi như thế nào qua thời gian và không gian? Tần suất môi trường bị tác động bởi thiên tai như thế nào? . Sự phân bố: loài được tìm thấy tại đâu trong nơi cư trú? Loài này có di chuyển và di cư giữa các nơi cư trú, các vùng địa lý trong khoảng thời gian một ngày hay một năm không? Khả năng tạo thêm nơi cư trú mới của loài ra sao? . Những mối tương tác sinh học: loài cần loại thức ăn gì và các nhu cầu khác cần có là gì? Những loài cạnh tranh thức ăn và các nhu cầu khác? Có những vật ăn mồi, sâu hại và các ký sinh trùng nào có tác động đến kích thước quần thể loài? . Hình thái học: với kích thước, hình dạng, màu sắc và bề mặt cơ thể như thế nào thì cho phép loài tồn tại trong môi trường sinh sống của nó?
30. 29 . Sinh lý học: các cá thể của một loài cần bao nhiêu lượng thức ăn, nước, muối khoáng và các chất cần thiết khác để có thể tồn tại, sinh trưởng và sinh sản? Mỗi cá thể sử dụng nguồn nói trên với hiệu suất như thế nào? Loài có thể dễ bị tổn thương trong các điều kiện khí hậu khắc nghiệt như nóng, lạnh và gió mưa? . Biến động số lượng quần thể: kích thước quần thể có hiện tại là bao nhiêu và trước đây là bao nhiêu? Số lượng cá thể có ổn định không hay tăng lên hoặc giảm đi? . Tập tính: từng cá thể có cần hành động như thế nào để loài có thể tồn tại được trong môi trường sống của mình? Các cá thể của loài giao phối và sinh sản như thế nào? Các cá thể của loài có quan hệ tương hổ với nhau như thế nào, hợp tác với nhau hay cạnh tranh? . Di truyền học: những biến đổi về hình thái và sinh lý giữa các cá thể có phải là do di truyền điều khiển hay không? 1. Thu thập thông tin về lịch sử tự nhiên Những thông tin cơ bản cần thiết cho việc bảo tồn một loài hay cho việc xác định hiện trạng của loài đó có thể thu thập từ 3 nguồn chính: • Tài liệu đã xuất bản • Các tài liệu không công bố • Đi thực địa 2. Quan trắc các quần thể Một cách để tìm hiểu tình trạng của một loài quí hiếm nào đó là điều tra số lượng các cá thể của loài tại thực địa và phân tích các số liệu quan trắc quần thể của nó qua thời gian. Bằng cách điều tra số lượng cá thể lặp đi lặp lại theo một quãng thời gian nhất định ta có thể xác định được những biến động quần thể theo thời gian. Từ đó chúng ta biết được những xu hướng lâu dài của quần thể như tăng hay giảm số lượng cá thể do hoạt động của con người gây ra với những dao động ngắn hạn do thời tiết hay những hiện tượng tự nhiên không dự đoán trước được gây ra. - Kiểm kê: đơn giản chỉ là đếm số lượng cá thể có trong quần thể. Bằng cách kiểm kê lặp lại theo những quãng thời gian nhất định có thể xác định được quần thể đó là ổn định, tăng lên hay giảm đi về số lượng. Đây là phương pháp ít tốn kém và dễ làm, để trả lời cho những câu hỏi như hiện tại có bao nhiêu cá thể trong quần thể; trong suốt quãng thời gian kiểm kê, quần thể này ổn định về số lượng cá thể hay tăng lên hoặc giảm đi. - Điều tra: loài việc sử dụng phương pháp lấy mẫu lặp lại để ước tính mật độ của loài trong quần xã. Mỗi vùng sẽ được chia thành nhiều khu vực lấy mẫu và đếm số lượng cá thể trong mỗi khu vực này. Sau đó các kết quả sẽ được qui về giá trị trung bình và được dùng để ước tính kích thước thực tế của quần thể. Các phương pháp điều tra đặc biệt có giá trị khi các pha phát triển trong một chu trình sống của loài là khó phát hiện, rất nhỏ hoặc không thể hiện, ví dụ giai đoạn hạt của nhiều loài thực vật hay các giai đoạn ấu trùng của động vật không xương sống. - Các nghiên cứu về biến động số lượng quần thể: sẽ theo dõi những cá thể đã biết trong quần thể để xác định tốc độ tăng trưởng, sinh sản và tỷ lệ sống của chúng. Nghiên cứu này cần bao quát đầy đủ các cá thể thuộc mọi lứa tuổi và mọi kích thước. Mỗi chuyên ngành có một kỹ thuật riêng để theo dõi các cá thể theo thời gian: các nhà điểu học thì đeo vòng vào chân chim, các nhà thú học thường đeo biển vào tai động vật và các nhà thực vật thì gắn biển nhôm vào cây. Những nghiên cứu về biến động số lượng quần thể có thể cung cấp những thông tin về cấu trúc tuổi của quần thể. Một quần thể ổn định thường có cấu trúc tuổi đặc trưng giữa cá thể non, cá thể mới trưởng thành và cá thể già. Nếu vào một giai đoạn hay lứa tuổi nào đó mà
31. 30 không thấy xuất hiện hay xuất hiện với một số ít cá thể trưởng thành, đặc biệt vào giai đoạn đầu, thì điều đó là dấu hiệu cho thấy rằng quần thể này đang có nguy cơ bị suy thoái. Tương tự, nếu gặp một số lượng lớn các cá thể non và cá thể mới trưởng thành thì đó là đặc điểm thể hiện cho thấy rằng quần thể đang phát triển ở trong trạng thái ổn định hoặc thậm chí là đang phát triển. Nghiên cứu biến động số lượng quần thể cũng cho phép phát hiện những đặc trưng về không gian của loài, một yếu tố rất quan trọng trong việc duy trì khả năng sống sót đối với các quần thể cách ly. Số lượng các quần thể của loài, sự di chuyển giữa các quần thể và sự ổn định của các quần thể theo không gian và thời gian đều là những tiêu chí quan trọng cần xem xét, đặc biệt đối với những loài thường xuất hiện dưới dạng những quần thể tạm thời hay những quần thể không ổn định được hình thành do di cư. 3. Phân tích khả năng tồn tại của quần thể (Population Viability Analysis) Là một phần của việc phân tích số lượng quần thể nhằm xác định xem liệu một loài có khả năng thích ứng và tồn tại trong môi trường được không. Phân tích khả năng tồn tại của quần thể là một phương pháp xem xét các yêu cầu khác nhau của một loài cũng như nguồn lực sẵn có trong môi trường, để từ đó xác định những giai đoạn nhạy cảm trong lịch sử tự nhiên của loài đó. Phân tích khả năng tồn tại của quần thể là một việc khá hữu ích trong việc tìm hiểu những ảnh hưởng đến loài quý hiếm do mất nơi cư trú hay nơi cư trú bị hủy hoại. Mặc dù việc phân tích khả năng tồn tại của quần thể vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và phát triển như là một phương pháp dự báo sức sống và khả năng tồn tại của một loài, và dù nó vẫn chưa có được một phương pháp luận hay một quy trình thống kê chuẩn, song các phương pháp xem xét loài một cách hệ thống và toàn diện của nó là sự phát triển tự nhiên của sinh thái học cá thể trong nghiên cứu lịch sử tự nhiên và những nghiên cứu về biến động số lượng quần thể. 4. Quan trắc dài hạn loài và các hệ sinh thái Cần có sự quan trắc dài hạn các quá trình của hệ sinh thái (nhiệt độ, lượng mưa độ ẩm, tính axít của đất, chất lượng nước, tốc độ chảy của sông suối, xói mòn đất, ), các quần xã (số loài có mặt, lượng thực vật che phủ, lượng sinh khối có tại mỗi bậc dinh dưỡng, ) và số lượng các quần thể (số lượng cá thể của mỗi loài) bởi vì nếu không làm như vậy khó có thể phân biệt được những dao động bình thường trong năm với những xu hướng lâu dài. Một khó khăn trong khi tìm hiểu về sự biến đổi trong các hệ sinh thái là trên thực tế, các hậu quả thường đến chậm trễ tới vài năm sau khi những nguyên nhân của nó đã xuất hiện. Ví dụ mưa axít và các thành phần khác của ô nhiễm không khí có thể làm yếu và giết chết cây cối trong suốt hàng thập kỷ, làm gia tăng sự xói mòn đất và bồi lắng ở các sông suối gần đó và cuối cùng là khiến cho môi trường nước không còn thích hợp cho ấu trùng của một loài côn trùng nào đó sinh sống. Trong trường hợp như vậy, nguyên nhân (ô nhiễm không khí) có thể đã xuất hiện từ hàng thập kỷ trước khi biểu hiện ảnh hưởng của nó (loài côn trùng bị suy giảm) được phát hiện. Mưa axít, biến đổi khí hậu toàn cầu, diễn thế thực vật, lắng đọng nitơ và sự xâm lấn của các loài ngoại lai là những ví dụ điển hình cho các quá trình gây ra những những biến đổi lâu dài ở các quần xã sinh vật, nhưng các diễn biến này thường bị che khuất bởi các hiện tượng ngắn hạn. Mặt dù chúng ta đã có những dữ liệu dài hạn từ các trạm khí tượng, các đợt đếm chim hàng năm, các cánh rừng được đo đạc định kỳ, các cơ quan chuyên trách theo dõi về nguồn nước, và các bức ảnh cũ về thảm thực vật, song những nỗ lực quan trắc dài hạn đối với quần xã sinh vật còn rất hạn chế, chưa đủ cho hầu hết các mục đích bảo tồn. Để cải thiện tình hình trên, nhiều cơ sở nghiên cứu khoa học đã bắt đầu tiến hành những chương trình quan trắc sự biến đổi sinh thái trong quãng thời gian hàng thập kỷ và thế kỷ.
32. 31 IV. Sự hình thành, tái lập các quần thể mới 1. Các tiếp cận cơ bản Thay vì chỉ quan sát thụ động sự tiến tới tuyệt chủng của các loài đang nguy cấp, nhiều nhà sinh học bảo tồn đã bắt đầu xây dựng các cách tiếp cận nhằm bảo vệ những loài này. Để có thể thực hiện một cách hiệu quả việc thiết lập quần thể mới chúng ta cần phải hiểu rõ những yếu tố gây nên sự suy giảm các quần thể hoang dã ban đầu và do vậy loại trừ được những yếu tố đó hoặc chí ít cũng kiểm soát được chúng. Ví dụ nếu một loài chim đặc hữu đã bị dân địa phương săn bắt ngoài tự nhiên đến mức sắp bị tuyệt chủng, các khu vực đẻ trứng của chúng thì bị hủy hoại do các hoạt động phát triển và trứng của chúng bị các loài ngoại lai ăn, thì tất cả những vấn đề nêu trên cần phải được đề cập đến trong chương trình tái lập quần thể. Nếu chỉ đơn thuần phóng thích các con chim được nuôi nhân tạo vào tự nhiên mà không trao đổi bàn bạc với người dân địa phương, về một sự thay đổi trong phương thức sử dụng đất, và việc kiểm soát các loài ngoại lai sẽ dẫn đến kết quả là sự quay trở lại của tình hình ban đầu “ném đá ao bèo”. Có 3 cách tiếp cận cơ bản đã được sử dụng để thiết lập quần thể động thực vật mới. Chương trình tái du nhập (reintroduction program): là cách thả những cá thể đã được nhân nuôi trong điều kiện nuôi nhốt hay thả những cá thể thu thập ngoài tự nhiên vào khu vực cư trú cũ của chúng, nơi loài này đã lâu không còn xuất hiện nữa. Mục đích cơ bản của chương trình này là nhằm tái tạo một quần thể mới trong môi trường nguyên thủy của nó. Chương trình mở rộng (augmentation program): là thả các cá thể vào một quần thể đang tồn tại để làm tăng kích thước quỹ gen của nó. Các cá thể được phóng thích này có thể là các cá thể hoang dã được bắt giữ ở một nơi nào đó hoặc chúng là những cá thể được nhân nuôi. Ví dụ điển hình cho cách tiếp cận này là những con đồi mồi mới nở được nuôi giữ trong những giai đoạn đầu của sự phát triển, dễ bị thương tổn rồi sau đó mới thả trở lại vào biển. Chương trình du nhập (introduction program): trong đó các loài động thực vật được chuyển đến những khu vực nằm ngoài phạm vi phân bố của chúng với hy vọng rằng quần thể mới sẽ được hình thành. Cách tiếp cận như vậy có thể thích hợp khi môi trường nguyên thủy của loài đã bị hủy hoại tới mức loài không thể tiếp tục tồn tại ở đó, hoặc khi các yếu tố gây suy thoái ban đầu vẫn còn đó khiến cho việc tái du nhập không thể thực hiện được. * Những điều cần lưu ý để có dự án thành công Những động vật được trả lại thiên nhiên có thể đòi hỏi sự quan tâm và hổ trợ đặc biệt trong quá trình thả cũng như ngay sau khi được thả. Các con vật có thể vẫn được nuôi ăn và được che chở tại điểm thả trong một thời gian cho đến khi chúng có khả năng tự tồn tại, hoặc tại điểm thả, chúng lần lượt được thả ra rồi nhốt vào lồng cho đến khi chúng thích nghi được với các điều kiện của khu vực đó mới thôi. Có thể cần thêm những can thiệp nếu như các con vật có biểu hiện không thể tồn tại, đặc biệt trong thời kỳ hạn hán hay khan hiếm thức ăn. Để các dự án tái lập quần thể thành công cần lưu tâm đến khía cạnh tổ chức và tập tính xã hội của các động vật sau khi chúng được thả ra. Ở ngoài tự nhiên, các động vật, đặc biệt là các loài thú và một số loài chim thường học hỏi lẫn nhau về môi trường của chúng và cách giao tiếp xã hội giữa các thành viên trong loài. Những động vật nuôi thường không có những kỷ năng cần thiết để tồn tại trong môi trường tự nhiên, chúng thiếu các kỷ năng giao tiếp xã hội cần thiết để tìm kiếm thức ăn, cảm nhận nguy hiểm, tìm bạn đời và nuôi con. Để vượt qua những trở ngại có tính xã hội này, những loài vật nuôi cần phải được huấn luyện trước khi thả chúng lại vào môi trường tự nhiên. Mối giao tiếp xã hội là một trong những tập tính khó nhất mà con người phải dạy các loài chim thú nuôi bởi vì chúng ta còn hiểu biết rất ít về sự tinh tế của tập tính xã hội ở hầu hết các loài. Tuy nhiên, đã có một số thành công trong trong việc xã hội hóa các loài thú được nhân nuôi. Trong một số trường hợp, con người bắt chước vẻ bên ngoài và cử chỉ của các con vật
33. 32 hoang dã. Phương pháp này đặc biệt quan trọng khi phải tiếp xúc với các con non vì chúng cần phải biết cách nhận biết đồng loại chứ không phải là con người hay những loài nuôi dưỡng chúng. Trong một số trường hợp, những cá thể hoang dã cùng loài sẽ được dùng làm “hướng dẫn viên” cho các cá thể nuôi. Các con vượn bắt ngoài tự nhiên đã được nhốt chung với các vượn nuôi để chúng tạo nên các nhóm xã hội và sau đó chúng sẽ được thả lại vào tự nhiên với hy vọng rằng vượn nuôi sẽ học hỏi cách sống từ từ vượn hoang dã. Việc tái lập các quần xã mới cho các loài thực vật hiếm và có nguy cơ tuyệt diệt có sự khác biệt về cơ bản so với những nỗ lực tái lập các quần thể động vật có xương sống trên cạn. Động vật thì có thể phát tán tới các địa điểm mới và chủ động tìm kiếm các vị trí có điều kiện thích hợp nhất đối với chúng. Trong trường hợp của thực vật thì hạt sẽ được phát tán tới các địa điểm mới nhờ gió, nước và động vật. Một khi hạt đã rơi xuống đất thì nó sẽ không chuyển dịch được nữa, kể cả khi vị trí mới thích hợp nhất cho nó chỉ vài ba centimet. Vị trí này đặc biệt quan trọng đối với sự sinh tồn của thực vật vì nếu điều kiện môi trường là quá nắng, hoặc quá nhiều bóng râm, quá khô hay quá ẩm ướt đều khiến cho hạt không nẩy mầm hoặc mầm sẽ chết. Sự nhiễu loạn do cháy có khi cũng là cần thiết để thiết lập quần thể giống cây con mới ở một số loài. Nhìn chung, các loài thực vật hiếm, đang có nguy cơ tuyệt diệt thường không tái lập được quần thể bằng cách gieo hạt tại các địa điểm có vẻ như phù hợp với chúng. Để tăng cơ hội thành công, các nhà thực vật học thường cho hạt nẩy mầm và chăm sóc cây con trong các điều kiện môi trường ổn định. Chỉ tới khi cây con đã qua giai đoạn yếu ớt chúng mới được cấy ra môi trường ngoài. Trong một số trường hợp khác, cây con được bứng từ quần thể hoang dã đang sinh sống (thường quần thể này hoặc đang có nguy cơ bị tuyệt diệt hoặc việc lấy đi một tỷ lệ rất nhỏ sẽ không gây hại gì cho quần thể), rồi đem cấy vào một nơi khác thích hợp song chưa có quần thể cây này chiếm cứ. 2. Các chương trình tái lập quần thể và luật pháp Các chương trình du nhập, tái du nhập, hay mở rộng sẽ ngày càng gia tăng trong những năm tới khi các cuộc khủng hoảng đa dạng sinh học xảy ra thường xuyên do ngày càng nhiều các loài sinh vật bị tiêu diệt trong thiên nhiên. Nhiều dự án tái du nhập cho các loài có nguy cơ tuyệt chủng sẽ được các kế họach khôi phục chính thức do chính phủ đề ra thực hiện. Tuy nhiên, các chương trình tái lập quần thể cũng như các chương trình nghiên cứu chung về các loài có nguy cơ tuyệt chủng đang ngày càng chịu nhiều tác động của những sắc luật nhằm hạn chế bớt sự chiếm hữu cũng như sử dụng chúng. Nếu như các quan chức chính phủ thực thi các bộ luật này một cách cứng nhắc đối với các chương trình nghiên cứu khoa học vốn không phải là mục tiêu cơ bản của luật, thì công việc nghiên cứu bảo vệ các loài có nguy cơ tuyệt chủng có thể sẽ bị hạn chế. Các thông tin khoa học mới là rất cần thiết để lập nên những dự án cũng như để đề xuất các nỗ lực bảo tồn khác. Các nhà sinh học bảo tồn cần phải giải thích về những lợi ích của các chương trình của họ để các quan chức chính phủ cũng như quảng đại quần chúng có thể hiểu được, và họ cũng cần giải quyết được những vấn đề chính đáng của các người nêu trên. Các quan chức chính phủ, những người làm cản trở cho các dự án khoa học, có thể sẽ làm hại tới các sinh vật mà họ đang cố gắng bảo vệ. Tuy nhiên, mối nguy hiểm đối với các loài đang có nguy cơ tuyệt chủng do những nghiên cứu khoa học chậm trễ và do lập kế hoạch quá thận trọng là không đáng kể nếu so với sự suy thoái nhanh chóng của đa dạng sinh học trên thực tế mà nguyên nhân chính là do nơi cư trú bị hủy hoại, do ô nhiễm môi trường, và do khai thác quá mức. V. Chiến lược bảo tồn chuyển vị Chiến lược tốt nhất nhằm bảo tồn đa dạng sinh học là bảo tồn các quần xã và quần thể ngay trong điều kiện tự nhiên, một phương thức thường được nói đến là bảo tồn nguyên vị hay bảo tồn tại chổ (in situ; on-site preservation). Chỉ trong tự nhiên, các loài mới có khả năng tiếp tục quá trình thích nghi tiến hóa đối với môi trường đang thay đổi trong các quần xã tự nhiên của chúng. Tuy nhiên, đối với nhiều loài hiếm thì bảo tồn nguyên vị chưa phải là giải pháp khả thi