Đề cương Ôn thi Đa dạng sinh học

đề cương ôn thi đa dạng sinh học, miêu tả các câu hỏi và giải đáp cách làm, của giáo viên. với các câu hỏi thường gặp và cách trình bày

Đề cương ôn thi môn: Bảo Tồn Đa Dạng Sinh Học

1 Đối tượng nghiên cứu của đa dạng sinh học:

Khái niệm về đa dạng sinh học

Hội nghị thượng đỉnh Trái đất Liên hợp quốc năm 1992 đã định nghĩa đa dạng sinh học là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các cấp độ trong các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước, cũng như các phức hợp sinh thái của chúng, bao gồm sự đa dạng loài, giữa các loài và hệ sinh thái

Đối tượng môn học Đa dạng sinh học:

Đa dạng sinh học nghiên cứu toàn bộ sinh giới trên Trái đất

 Đa dạng di truyền là đa dạng về cấu trúc di truyền là nucleotide, gene, hay nhiễm sắc thể

 Sự đa dạng về loài bao gồm tất cả số loài sinh vật có trên Trái đất

 Đa dạng hệ sinh thái là tất cả mọi sinh cảnh, mọi quần xã sinh vật

và mọi quá trình sinh thái khác nhau, cũng như sự biến đổi trong từng hệ sinh thái

2 Sự phân bố đa dạng sinh học trên trái đất:

 Rừng nhiệt đới chỉ chiếm 10% diện tích Trái đất nhưng có đến 90% số loài cư trú

 Số loài trên cạn chiếm 80%, trong lúc ở Đại dương là 15% và nước ngọt là 5%

 Tổng cộng sinh khối của các sinh vật trên Trái đất là 550×109 tấn carbon, trong đó sinh vật trên đất liền chiếm ưu thế với tổng số 470×109 tấn, dưới mặt đất (chủ yếu là vi sinh vật) là 70×109 tấn còn ở biển chỉ có 6×109 tấn carbon

 Ở biển, sinh khối nhiều nhất thuộc về vi sinh vật với 70% tổng số sinh khối ở biển, chủ yếu là vi khuẩn và động vật nguyên sinh 30% sinh khối còn lại ở biển nhiều nhất là cá và chân khớp, các nhóm còn lại chiếm tỷ lệ nhỏ

 Ở đất liền, sinh khối sinh vật sản xuất 450×109 tấn carbon, trong lúc sinh vật tiêu thụ là 20×109 tấn Ngược lại, ở Đại dương, sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ có sinh khối tương ứng là 1×109

và 5×109 tấn carbon

3 Tầm quan trọng của đa dạng sinh học:

 Tất cả các loài, kể cả con người đều dựa vào nhiều loài khác để sống Không một loài nào có thể sống mà không có sự tồn tại của loài khác

 Đa dạng sinh học mang lại lợi ích cho nền kinh tế Ít nhất 40% nền kinh tế thế giới, trong đó 80% nhu cầu của người nghèo xuất phát

từ hệ sinh thái tự nhiên

 Ước tính có khoảng 5.000 loài cây dùng làm thuốc

 Thứ ba, đa dạng sinh học là một phần thiết yếu của giải pháp cho biến đổi khí hậu

 Các loài sinh vật là cầu nối quan trọng trong chu kì sinh địa hoá của các chất như chu kỳ nước, nitrogen, carbon, oxygen hay các chu trình khác

 Đa dạng sinh học là một phần không thể thiếu trong văn hóa và đạo đức

 Các khu sinh học còn là nơi để giải trí, nghỉ dưỡng và nghiên cứu khoa học

4 Đa dạng về cấu trúc của DNA trong nhân tế bào

 Phân tử mang thông tin di truyền ở các sinh vật là ADN Riêng một

số virus, ARN mã hóa thông tin di truyền

 ADN tồn với khoảng 20 loại cấu trúc khác nhau (Gagna và

Lambert, 2003) chủ yếu tùy theo điều kiện môi trường như xoắn A,

B, B, ’ C, D, G, H, I, K… Ba cấu trúc điển hình nhất xoắn A, B và Z

5 Bộ gene người

 Tổng số genome trên ADN ở các cặp NST khoảng 3.088.286.401 cặp nucleotide Trong số này, gene mã hóa protein là 20.412, gene giả là 14.600 và các gene không mã hóa protein khác

 ADN ty thể (mtDNA) người gồm hai mạch vòng, độc lập với gene trong nhân tế bào và chỉ được truyền từ mẹ sang con ADN này 16.569 cặp nucleotide với 13 gene mã hóa protein, 2 gene mã hóa

 Chính sự di truyền ổn định mà mtDNA được dùng để xác định tổ tiên loài người cũng như hướng di cư của người tiền sử Dựa và

sự phân hóa về mtDNA để xác định được thời gian di cư Người châu Mỹ di cư từ châu Á bắt đầu cách đây 20.000 – 25.000 và nhiều nhất cách đây 11.300 năm

 Tất cả mọi người có trình tự nucleotide giống nhau đến 99,9%, phần khác nhau còn lại thì đa dạng và hai người bất kỳ không hề

có trình tự genome giống nhau

 Hai hay nhiều người đồng sinh cùng trứng có cùng một trình tự các nucleotide hoàn toàn giống nhau sau khi tách thành phôi riêng biệt

 Nhưng trong quá trình phát triển, sự sai sót trong quá trình nhân đôi của ADN dẫn đết các đột biến phát sinh làm hai đứa trẻ sinh ra

đã có trình tự nucleotide khác nhau

 Một trường hợp khác nhau nữa là do sự hoạt động của NST X của mỗi bào thai

 Vân tay cũng do kiểu gene quy định nhưng ở giai đoạn bào thai, mỗi bào thai thường dùng tay tác động lên màng ối với mức độ khác nhau đã làm vân tay khác nhau

 Các yếu tố khác như dinh dưỡng, huyết áp và vị trí bàn tay đứa trẻ trong tử cung cũng ảnh hưởng đến vân tay Kết quả là không có ai

có vân tay giống nhau kể cả đồng sinh cùng trứng

6 Vai trò và nguyên nhân dẫn đến sự đa dạng di truyền

Vai trò của đa dạng di truyền

 Những loài hay quần thể có kiểu gene đa dạng thường phân bố rộng rãi, thích nghi được nhiều môi trường hơn Khi điều kiện môi trường thay đổi như biến đổi khí hậu hay dịch bệnh, những cơ thể có kiểu gene đa dạng giúp chúng chống chọi và thích nghi được

 Ngược lại, những loài có kiểu gene kém đa dạng thường chỉ phân bố trong phạm vi hẹp, dễ bị diệt vong khi có sự cố bất thường

Nguyên nhân dẫn đến sự đa dạng di truyền

 Nguyên nhân dẫn đến sự đa dạng ngày nay chủ yếu xuất phát từ những biến dị di truyền, sự lai tạo và sự truyền gene tự nhiên

 Các đột biến hình thành ngẫu nhiên hay có sự tác động của điều kiện môi trường tự nhiên, nhất là đột biến gene đã làm thay đổi kiểu gene của cá thể, quần thể dẫn đến sự hình thành loài mới

 Khi trong quần thể có những cá thể mang các gene mới, chúng phát tán sang quần thể khác nhờ một số cá thể di cư sang làm cho quần thể khác

có thêm nguồn gene thêm phong phú

 Xét cụ thể, đa dạng loài được xem xét theo các nhóm sinh vật:

 Vi sinh vật

 Tảo

 Thực vật không mạch

 Thực vật có mạch

 Côn trùng

 Động vật không xương sống

 Động vật có xương sống

7 Đa dạng về tập tính kết đôi của cá

 Đa số các loài thuộc cá rô phi có tập tính ấp trứng, nuôi con và bảo

vệ con nghiêm ngặt

 Sau khi bắt cặp, con đực tạo nên cái tổ sâu vài ba cm để con cái đẻ vào Trong quá trình ngậm trứng (thường 7 - 14 ngày), con cái không ăn nên thường lớn chậm hơn con đực, đó cũng là lý do người ta hay nuôi cá rô phi đực hơn cá cái

 Sau khi trứng nở, con cái phóng thích cá non từ miệng ra ngoài Con mẹ sẽ rời xa đàn con khi chúng tự bơi được

8 Đa dạng về nguồn thức ăn của chim

 Trong quá trình tiến hóa, các loài chim có các nguồn thức ăn khác nhau Có loài thực vật, có loài ăn động vật và có loài ăn tạp Loài

ăn thực vật chủ yếu là ăn hạt, ăn trái, một số loài ăn lá, ăn mật hoa

 Loài ăn thịt như ăn các loài côn trùng, bò sát, ếch nhái, chim, cá…

 Chim ăn rất khỏe, chúng thường ăn một lượng thức ăn thường khoảng 1/4 đến 1/2 trọng lượng cơ thể mỗi ngày, thậm chí nhiều hơn chúng tự bơi được

9 Khả năng thính giác của chân khớp

 Châu chấu tạo ra âm thanh chân sau đạp và cánh Dế tạo ra âm thanh bằng cách đạp cánh vào nhau Ve sầu đực tạo ra âm thanh từ một đôi tymbal nằm dưới mỗi bên của vùng bụng trước kết hợp với

sự hoạt động của hệ cơ Chúng có cơ quan để nghe âm thanh là tympana Cơ quan tympana của châu chấu và ve sầu dưới bụng, còn tympana của dế ở chân trước

 Âm thanh này tạo ra từ con đực nhưng cũng có loài tạo ra ở con cái Chẳng hạn ve sầu đực phát ra âm thanh để hấp dẫn con cái, cả con đực và con cái đều nghe được âm thanh Con cái sẽ lựa chọn con đực dựa trên âm thanh mà chúng phát ra

10 Khả năng khứu giác của chân khớp

 Đa số các loài chân khớp có khứu giác nhạy bén Khả năng khứu giác liên quan đến cơ quan cảm nhận hóa học giúp chúng phát hiện

ra thức ăn, kẻ thù, để kết đôi giao phối và xác định vị trí di chuyển hay đẻ trứng Chất hóa học mà côn trùng sử dụng là các pheromone

và kairomone

 Ở côn trùng, có 2 cơ quan cảm nhận hóa học (thụ thể) ở râu

(antennae) và phần phụ cảm giác ở hàm trên

 Nhiều loài thuộc Bộ Lepidopteran (bao gồm sâu bướm và bướm)

có thể phát ra pheromone mà con khác giới có thể nhận ra ở

khoảng cách lên đến 10 km

 Nhiều loài chân khớp rất nhạy cảm với nồng độ CO2 trong không khí Trong tổ của các loài sống bầy đàn theo kiểu xã hội như kiến, mối và ong thường có nồng độ CO2 cao hơn không khí Loài kiến

có thể cảm nhận được CO2 cao hơn ở tổ nên tìm được đường về khi ra ngoài

 Ong mật và ong nghệ thường tập hợp lại tại các lối ra vào để quạt gió khi nồng độ CO2 quá cao cho đến khi CO2trở lại mức bình thường

 Kiến và mối thường điều chỉnh cửa ra vào để có nồng độ CO2 trong tổ thích hợp

 Đa số các loài, con cái phát ra pheromone trong không khí và con đực dựa và những tín hiệu này để tìm kiếm Nhưng ở một số loài, con đực phát ra pheromone để con cái tìm kiếm

 Muỗi và một số loài hút máu khác như bò chét, ruồi tsetse… có thể cảm nhận được hàm lượng CO2 cao hơn ở người hay động vật để bay đến và hút máu

 Loài Manduca sexta di chuyển đến nới nồng độ CO2 cao hơn để đến hút mật ở bông hoa mới nở

11 Sự phân bố của vi sinh vật trong không khí

 Vi khuẩn có thể tìm thấy trong không khí có độ cao lên đến 7,7 km nhưng vùng gần mặt đất thường nhiều VSV hơn những nơi cao trong không khí

 Nhiều VSV tạo thành các hạt sol hay hạt bụi nhỏ trên cao là nơi để các phân tử hơi nước bám vào, tạo nên những hạt nhân để hình thành các đám mây Trong số đó có những tế bào bị hóa băng trong các đám mây và tồn tại lâu dài

 Số lượng vi khuẩn trong các đám mây thường nằm trong khoảng

103 - 104 tế bào/mL và nấm là 102 - 104 tế bào/mL

 Virus có mặt trong không khí xuất phát từ các loài động vật, thực vật phát tán vào

 Nhiều virus gây bệnh nguy hiểm lây qua không khí, nhất cảm cúm Corona virus gây bệnh ở người, các loài động vật có vú và chim

 Chủng SARS-CoV thuộc corona virus gây đại dịch hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) năm 2003

 Chủng virus corona virus khác là COVID-19 gây ra đại dịch năm

2019 – 2020 là những virus điển hình lây qua không khí

12 Điểm nóng về đa dạng sinh học

 Năm 2000, Myers đưa ra định nghĩa về điểm nóng đa dạng sinh học là những vùng có ít nhất 1.500 loài cây đặc hữu và đã bị mất đi hơn 70% môi trường sống nguyên thuỷ của nó

 Năm 2004 có 34 điểm nóng trên thế giới được xác định, đến năm

2015 là 35 điểm và hiện nay là 36 điểm

 Các điểm nóng này đã từng chiếm khoảng 15,7% bề mặt đất liền, 86% trong số đó đã bị tàn phá, chỉ còn 2,3% diện tích còn lại là nguyên sinh

 Như vậy, điểm nóng về đa dạng sinh học là những nơi giàu về đa dạng sinh học nhưng đang bị tàn phá nặng nề

 Hầu hết những nơi có độ đa dạng sinh học cao đều là điểm nóng, điều này đòi hỏi cấp bách để bảo vệ các hệ sinh thái

 Chỉ có chưa đến 17% diện tích các điểm nóng này được bảo vệ

 Trong số này, Việt Nam và các nước Đông Nam Á đều nằm trong điểm nóng và cũng là nơi hệ sinh thái đang bị tàn phá nghiêm trọng

 Các rặng san hô ngày càng bị phá Khoảng 60% san hô đang bị đe dọa do hoạt động của con người

 Khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất là Đông Nam Á với 80% san hô đang gặp nguy hiểm Rặn san hô lớn nhất thế giới ở

Australia (Great Barrier Reef) đã bị phá mất khoảng 50%

 Các rặng san hô là nơi sinh sống của nhiều loài cá nên sự mất đi của chúng kéo theo sự mất đi nơi ở của nhiều loài

13 Nguyên nhân suy giảm đa dạng sinh học

 Dân số thế giới khoảng 600 triệu người vào năm 1700, 1 tỷ người năm 1800 và bây giờ (năm 2020) khoảng 7,8 tỷ người

 Trong lịch sử có những lúc diện tích rừng giảm xuống do điều kiện

tự nhiên

 Cách đây khoảng 300 triệu năm, khí hậu trái đất trở nên khô và lạnh làm diện tích rừng giảm đi đáng kể, nhiều loài bị tuyệt diệt

 Trước khi con người xuất hiện, rừng hầu như khắp bề mặt Trái Đất

 Những người nguyên thủy đã đốt rừng để săn thú, sau đó để trồng trọt

 Diện tích rừng bây giờ đã thu hẹp đi rất nhiều so với cách đây 8.000 năm

 Thời kỳ đồ đá mới chứng kiến sự phá rừng trên diện rộng để làm đất canh tác Rìu đá được chế tạo từ khoảng 3000 trước Công nguyên giúp cho việc khai thác hiệu quả hơn

 Thời kỳ tiền công nghiệp, sự phát rừng xảy ra với mức độ lớn hơn nhưng chưa ở mức tàn phá

 Từ năm 1.100 đến 1.500 sau Công nguyên, sự phá rừng đáng kể đã diễn ra ở Tây Âu do tăng dân số và xây dựng các công trình

 Việc đóng các tàu thuyền bằng gỗ quy mô lớn từ thế kỷ 15 để thăm

dò, khai thác, buôn bán nô lệ và buôn bán khác trên biển sử dụng nhiều gỗ quý

 Khi những người da trắng xâm chiếm Châu Mỹ và Châu Đại Dương, phá rừng ở các châu lục này bắt đầu diễn ra mạnh mẽ

 Diện tích rừng hiện nay khoảng 32% diện tích đất liền Rừng mưa nhiệt đới giảm từ 14% trước đây xuống còn 6% hiện nay

Sự nóng lên toàn cầu

 Sự nóng lên toàn cầu hiện nay chủ yếu do sự thải ra nhiều hơn khí CO2 từ hoạt động công nghiệp và giao thông

 Sự nóng lên toàn cầu dẫn đến băng ở hai cực tăng lên làm mực nước biển tăng lên Sự tăng mức nước biển sẽ ảnh hưởng lớn đến các sinh vật biển và làm mất các hệ sinh thái ven biển sẽ bị chìm trong nước

 Sự xâm nhập mặn do nước biển tăng lên sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp, các hệ sinh thái của sông và nước ngọt

Sự xâm nhập của các loài sinh vật ngoại lai

 Cây mai dương (Mimosa pigra) phát tán theo dòng nước sông Mekong từ thượng nguồn ở Lào, Cambodia, Thái Lan về hạ nguồn

là Việt Nam

 Thỏ châu Âu (Oryctolagus cuniculus) được du nhập vào Úc từ khoảng năm 1850 Một vài con thỏ thoát ra ngoài môi trường và sinh sôi nhanh chóng mặt Hiện nay có hàng tỷ con ở Úc Lạc đà cũng đang tàn phá các khu sinh thái ở Úc

 Ốc bươu vàng (Pomacea canaliculata) có nguồn gốc Trung và Nam

Mỹ được du nhập vào Việt Nam

Sa mạc hóa

 Diện tích đất khô hạn chiếm khoảng 40 - 41% bề mặt đất liền và nhiều vùng trong đó đã sa mạc hóa hoặc đang sa mạc hóa

 Mông cổ và Chile cũng đang bị sa mạc hóa do chăn thả gia súc làm diện tích đồng cỏ giảm xuống

 Châu Phi đã mất khoảng 650.000 km² đất nông nghiệp trong 50 năm qua do sa mạc hóa

 Đa số sa mạc hóa đang diễn ra ở các nước nghèo và đang phát triển

 Ở Iraq, khoảng gần 4.000 năm trước, những người Babylonian đã ngăn sông lấy nước canh tác tạo nên nền văn minh nông nghiệp vĩ đại

 Nhưng người dân chỉ biết tưới nước mà không biết tiêu nước làm cho muối tích lũy nhiều, đất đai bị mặn hóa và không còn canh tác được, hình thành những cách đồng khô hạn lớn với khoảng 2 triệu ha

14 Hệ sinh thái nước mặn

 Hệ sinh thái đại dương có diện tích lớn nhất, có khoảng 71% bề

mặt Trái Đất là nước mặn

 Mặc dù đại dương gần như không có ranh giới như hệ sinh thái

trên cạn mà các sinh vật có thể tự do đi lại

 Hệ sinh thái này có thành phần sinh vật khác nhau chủ yếu tuỳ

thuộc vào nhiệt độ và độ sâu tại nơi đó

 Hệ sinh thái đại dương có diện tích lớn nhất, có khoảng 71% bề

mặt Trái Đất là nước mặn

 Mặc dù đại dương gần như không có ranh giới như hệ sinh thái

trên cạn mà các sinh vật có thể tự do đi lại

 Hệ sinh thái này có thành phần sinh vật khác nhau chủ yếu tuỳ

thuộc vào nhiệt độ và độ sâu tại nơi đó

 Hệ sinh thái nước cạn thường bao gồm các loài cá nhỏ, san hô,

tảo, cỏ biển, giáp xác và các sinh vật khác sống gần bờ Các phytoplankton cũng như thực vật biển phân bố chủ yếu vùng nước cạn đóng góp đến 40% lượng quang hợp trên Trái Đất

 Hệ sinh thái nước sâu thường có các loài cá kích thước lớn Ở

vùng nước sâu ánh sáng không chiếu xuống được nên ít gặp tảo,

cỏ biển và các vi sinh vật quang hợp