Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong Đấu tranh Sinh học

1 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  Tiểu luận Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong Đấu tranh Sinh học Chuyên đề: Đấu tranh Sinh học và ứng dụng CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN SINH HỌC MÃ SỐ: 60.14.01.11 Cán bộ hướng dẫn khoa học Tên học viên: Trần Đình Nam PGS.TS Nguyễn Văn Thuận Lớp: LL&PP DHBMSH - K22 HUẾ - 2014 2 Mục lục Mục lục 2 Phần 1: Đặt vấn đề 4 Phần 2: Nội dung 5 2.1. Đại cương về hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) và biện pháp đấu tranh sinh học (ĐTSH) trong phòng trừ dịch hại 5 2.1.1. Hệ sinh thái nông nghiệp 5 2.1.1.1. Khái niệm 5 2.1.1.2. Đặc trưng cơ bản của HSTNN 5 2.1.2. Dịch hại 5 2.1.3. Thiên đich 6 2.2. Đấu tranh sinh học (ĐTSH) và cơ sở lý luận của ĐTSH 6 2.2.1. Định nghĩa 6 2.2.2. Cơ sở lý luận của ĐTSH 7 2.2.2.1. Các dạng quan hệ chính trong QX sinh học 7 2.2.2.1.1. Mối quan hệ giữa các loài trong QX 7 được sử dụng trong ĐTSH 7 2.2.2.1.2. Vai trò của thiên đich trong hạn chế dịch hại 8 2.2.2.2. Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH 9 2.2.2.2.1. Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn 9 2.2.2.2.2. Các nhóm thiên địch tùy theo mức độ chuyên hóa 9 2.2.2.2.3. Vai trò của thiên địch trong việc hạn chế số lượng dịch hại 10 3 2.3. Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH 10 2.3.1. Côn trùng ăn thịt sâu hại 10 2.3.1.1. Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó 10 2.3.1.2. Đặc điểm tập tính của côn trùng ăn thịt 14 2.3.1.3. Những nhóm côn trùng ăn thịt chủ yếu 15 2.3.2. Nhện ăn thịt sâu hại 17 2.3.2.1. Nhện lớn ăn thịt (Araneae) 18 2.3.2.2. Nhện nhỏ ăn thịt 18 2.3.3. Động vật không xương sống khác ăn thịt côn trùng 19 2.3.3.1. Thủy tức Hydrozoa 19 2.3.3.2. Giun dẹt (Turbellaria) 19 2.3.4. Động vật có xương sống ăn thịt sâu hại 19 2.3.4.1. Cá (Pisces) 19 2.3.4.2. Động vật lưỡng cư (Amphibia) 20 2.3.4.3. Bò sát (Reptilia) 21 2.3.4.4. Chim (Aves) 21 2.3.4.5. Động vật có vú (Mammalia) 23 4 Phần 3: Kết luận 24Phần 1: Đặt vấn đề Kể từ khi thuần hóa và đưa vào sử dụng các giống hoang dại làm các cây nông nghiệp và công nghiệp phục vụ đời sống và sản xuất, con người ngày càng tác động mạnh mẽ vào tự nhiên, cải tạo tự nhiên và biến một phần của hệ sinh thái tự nhiên thành các hệ sinh thái nhân tạo – hệ sinh thái nông nghiệp để phục vụ cho mục đích của mình. Trong quá trình đó, con người phải đối mặt với những trở ngại của tự nhiên, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, và trong đó có các loài sinh vật gây hại đến cây trồng. Để khắc phục những điều đó, ngoài các giải pháp bên trong là tìm ra những giống cây trồng chống chịu, một giải pháp được áp dụng đó là tiêu diệt các loài dịch hại cây trồng. Tùy vào phương pháp mà mỗi loại có một ưu nhược điểm riêng, trong đó, sử dụng các sinh vật ăn thịt trong đấu tranh sinh học là một phương pháp có tính bền vững và mang lại hiệu quả cao nếu vận dụng một cách thích hợp. 5 Phần 2: Nội dung 2.1. Đại cương về hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) và biện pháp đấu tranh sinh học (ĐTSH) trong phòng trừ dịch hại 2.1.1. Hệ sinh thái nông nghiệp 2.1.1.1. Khái niệm Hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) đó là các hệ sinh thái (HST) nhân tạo do con người tạo ra phục vụ mục đích sản xuất nông nghiệp. Trong đó nhóm các loài tạo nên những hệ thống sản xuất khác nhau được gọi là quần xã nông nghiệp (QXNN) Ví dụ: Cánh đồng lúa, trang trại nuôi bò sữa 2.1.1.2. Đặc trưng cơ bản của HSTNN: - Số lượng các loài trong quần xã (QX) ít nhưng số lượng cá thể của mỗi loài lại rất lớn. - Mối quan hệ qua lại giữa chúng mang tính chất tạm thời. - Mối liên hệ dinh dưỡng được phân định một cách đơn giản, thường là có một loài thực vật đóng vai trò sinh vật sản xuất và một vài loài động vật sử dụng nó (sinh vật tiêu thụ), dây chuyền thức ăn thường ngắn và thẳng. - Trong HSTNN không có hoặc có cơ chế tự điều chỉnh rất yếu do vậy khi có các loài dịch hại xuất hiện thì dễ có cơ hội bùng phát. 2.1.2. Dịch hại: - Dịch hại là các loài sinh vật có tác động xấu đến số lượng, chất lượng, năng suất của các loài trong QXNN bằng cách dùng các loài này làm thức ăn hoặc gây bệnh - Đặc điểm của dịch hại: + Thường là sinh vật tiêu thụ bậc 1 + Thường sống bằng một loại cây trồng hoặc một loại thức ăn 6 + Các loài dịch hại có khả năng thích nghi cao với sự biến đổi của QXNN 2.1.3. Thiên đich: - Thiên địch là các loài trong đời sống của mình có ảnh hưởng xấu đến các loài dịch hại. - Đặc trưng của thiên địch + Thường là sinh vật tiêu thụ bậc 2 + Thường là các loài ăn thịt, ký sinh, gây bệnh. + Có tính chuyên hóa cao + Vòng đời thường trùng hợp với vòng đời dịch hại. 2.2. Đấu tranh sinh học (ĐTSH) và cơ sở lý luận của ĐTSH 2.2.1. Định nghĩa: - Định nghĩa ĐTSH xuất hiện từ XIX và có những thay đổi gắn liền với thành tựu. ĐTSH là “Biện pháp sử dụng sinh vật ngăn chặn sự sinh sôi, nảy nở của các loài sinh vật gây hại khác” - 1889, thuật ngữ ĐTSH được Smith đề nghị để chỉ thiên địch phòng trừ côn trùng hại - 1919, Sweetman cho rằng ĐTSH với nghĩa rộng hơn bao gồm cả việc sử dụng kháng sinh trong y tế, việc sử dụng sinh vật sống để phòng trừ cỏ dại, động vật, côn trùng và cả các bệnh hại cây trồng. - Bên cạnh xu hướng cổ điển trong ĐTSH là tạo ra sự đối kháng trực tiếp giữa sâu hại và những con vật ăn thịt hay ký sinh, người ta còn ra sức nghiên cứu các hiện tượng sinh học trong việc phòng trừ sâu hại bảo vệ cây trồng (làm con đực của sâu hại mất khả năng sinh sản, gây đột biến trong nhiễm sắt thể, tạo ra các rối loạn trong trao đổi chất). 7 - 1971, Tổ chức quốc tế về ĐTSH chính thức đưa ra định nghĩa “ĐTSH là biện pháp sử dụng sinh vật hoặc sản phẩm của chúng nhằm ngăn chặn hoặc giảm bớt những thiệt hại do các sinh vật này gây ra” 2.2.2. Cơ sở lý luận của ĐTSH 2.2.2.1. Các dạng quan hệ chính trong QX sinh học: 2.2.2.1.1. Mối quan hệ giữa các loài trong QX được sử dụng trong ĐTSH - Đây là tập hợp tự nhiên tất cả các sinh vật có khả năng tồn tại được trong cùng một điều kiện, gắn bó chặt chẽ với nhau qua các mối quan hệ, trước hết là quan hệ dinh dưỡng được hình thành trong lịch sử tiến hóa và đặc trưng cho một sinh cảnh nhất định. Mối quan hệ giữa các sinh vật trong QX rất phức tạp, đa dạng được hình thành từ những mối quan hệ trong cùng một loài hoặc khác loài. - Những mối quan hệ trong QX + Quan hệ hỗ trợ: cộng sinh, hội sinh, hợp tác + Quan hệ trung tính + Quan hệ đối kháng: vật ăn thịt – con mồi, ký sinh, ức chế cảm nhiễm. - Cạnh tranh khác loài thể hiện khi các loài khác nhau nhưng có cùng nhu cầu về thức ăn, nơi ở và các nhu cầu sống mà nhu cầu đó không được thỏa mãn. Do đó các loài có quan hệ sinh thái càng gần nhau càng dễ xảy ra cạnh tranh. Cạnh tranh là nhân tố đóng vai trò chủ yếu trong cấu trúc và sự phát triển của QX, ảnh hưởng đến sự biến động số lượng, phân bố địa lý, nơi ở, phân hóa về mặt hình thái * Hiện tượng ăn thịt - Là hiện tượng một loài (ăn thịt) săn bắt loài khác (con mồi) làm thức ăn và thường dẫn đến cái chết của con mồi trong một thời gian ngắn. - Đặc trưng của loài ăn thịt: + Về nguyên tắc, loài ăn thịt có kích thước lớn hơn con mồi. 8 + Loài ăn thịt tiêu diệt nhiều con mồi làm thức ăn (nguyên tắc tháp_ + Loài ăn thịt tự tìm kiếm con mồi. * Hiện tương ký sinh: - Là quan hệ qua lại giữa các sinh vật và có nhiều định nghĩa khác nhau. Theo Bondarenko (1978), ký sinh là loài sinh vật sống nhờ vào loài sinh vật khác trong một thời gian dài, dần dần làm vật chủ chết hoặc suy nhược - Có hai loại ký sinh: + Ký sinh trong: là loài ký sinh sống bên trong cơ thể vật chủ và tiết độc tố làm ảnh hưởng đến sức khỏe vật chủ + Ký sinh ngoài: là loài ký sinh sống bên ngoài da vật chủ và hút dinh dưỡng từ cơ thể vật chủ. * Hiện tượng kháng sinh - Loài sinh vật này tiết ra chất hóa học kìm hãm, lấn át sự phát triển của loài khác. - Chất kháng sinh thường do vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm thực vật bậc cao tiết ra. 2.2.2.1.2. Vai trò của thiên đich trong hạn chế dịch hại - Thiên địch làm hạn chế số hượng dịch hại - Mối quan hệ giữa vật bắt mồi – con mồi, ký sinh – vật chủ đó là sự chậm trễ của vật bắt mồi hoặc ký sinh đối với con mồi hoặc ký chủ, đó là khi số lượng con mồi, ký chủ tăng thì thiên địch tăng không kịp. Do vậy nhóm thiên địch có thời gian chậm trễ ngắn có ý nghĩa trong ĐTSH. - Thiên địch có hai kiểu phản ứng trước sự thay đổi của dịch hại + Phản ứng chức năng là phản ứng tập tính chính của các loài ăn thịt hoặc các loài ký sinh đối với sự thay đổi mật độ quần thể của con mồi, ký chủ. Phản ứng chức năng có hai dạng là phản ứng chức năng thuận và nghịch. 9 + Phản ứng số lượng là sự thay đổi đặc điểm sinh sản, tỉ lệ sống sót của các loài thiên địch khi có sự thay đổi mật độ của quần thể dịch hại. Phản ứng số lượng có hai dạng là phản ứng số lượng thuận và nghịch. - Các phản ứng thuận trên đều có ý nghĩa trong ĐTSH nhưng nếu chỉ có một phản ứng chức năng thì dù có mạnh đến đâu cũng không thể hạn chế dịch hại, do vậy, phản ứng số lượng nhanh và mạnh là một đặc điểm quan trọng của thiên địch trong việc làm tăng tỉ lệ chết của dịch hại. 2.2.2.2. Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH 2.2.2.2.1. Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn - Thiên địch đơn thực: là những loài thiên địch chỉ sử dụng một hoặc hai loài rất gần gũi nhau về quan hệ họ hàng (phân loại) để làm vật chủ hoặc con mồi, đây là nhóm ít gặp trong tự nhiên. Ví dụ: Ong xanh ăn trứng sâu đục thân hai chấm Tetrastichus schoemobii - Thiên địch hẹp thực: là những loài ký sinh hay ăn thịt chỉ dùng vài loài vật chủ hoặc con mồi thuộc một họ, nhóm này có nhiều trong tự nhiên. Ví dụ: Ong kén trắng ký sinh trên các loài sâu cắn gié. - Thiên địch đa thực: là loài sử dụng nhiều loài dịch hại để làm con mồi hoặc vật chủ, đây là nhóm khá phổ biến. Ví dụ: Ruồi ký sinh Compsilura concinnata Sự phân chia các nhóm trên chỉ tương đối và mang tính chất nhân tạo vì nhiều loài biến đổi thức ăn hoặc ký chủ trong suốt đời sống của mình. 2.2.2.2.2. Các nhóm thiên địch tùy theo mức độ chuyên hóa. - Thiên địch không chuyên tính: gồm các loài đa thực, không có một loại con mồi/vật chủ nhất định. 10 [...]... các vụ dịch lớn) 2.3 Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH 2.3.1 Côn trùng ăn thịt sâu hại Côn trùng ăn thịt côn trùng (sâu hại) là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên Chúng có vai trò quan trọng trong việc kìm chế (điều hòa) sự sinh sản của sâu hại Vì thế nó được sử dụng rộng rãi trong ĐTSH 2.3.1.1 Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó Dựa vào tập tính bắt mồi ăn. .. kiểu sống ăn thịt ở pha ấu trùng Ở pha trưởng thành chúng thường ăn mật và phấn hoa, các cá thể cái đẻ trứng ở nơi có nhiều con mồi là thức ăn của ấu trung Đại diện cho nhóm này có các loài ruồi ăn thịt ở họ Cecidomiidae, Syrphidae, Chamaemyiidae và một số loài bọ mắt vàng (Chrysopa carnea) 12 * Nhóm 3: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở cả pha ấu trùng và trưởng thành, là nhóm có nhiều loài nhất và đa dạng... hẹp: Gồm các loài đơn thực rất hẹp thực chỉ thích ứng với 1 - 2 loài vật chủ/con mồi + Thiên địch chuyên tính rộng: gồm các loài thiên địch hẹp thực 2.2.2.2.3 Vai trò của thiên địch trong việc hạn chế số lượng dịch hại Vai trò này ở các nhóm thiên địch không giống nhau: - Thiên địch chuyên tính: Có khả năng kiểm soát sự gia tăng số lượng của loài dịch hại vì chúng có khả năng chọn lựa tinh vi vật chủ... xu hướng biến động số lượng của quần thể vật chủ hay con mồi Thiên địch chuyên tính có vai trò chủ yếu trong việc điểu hòa quần thể dịch hại, ngay cả khi mật độ còn thấp - Thiên địch không chuyên tính không thể kiểm soát được sự tăng số lượng của quần thể dịch hại Vai trò điều hòa của chúng chỉ thể hiện khi chúng có mật độ cao Vì thế, chúng đôi khi có vai trò quan trọng trong việc hạn chế số lượng... điểm tập tính của côn trùng ăn thịt: * Ấu trùng các loài côn trùng ăn thịt phải tự tìm kiếm con mồi, chúng có cấu tạo, tập tính và thích nghi với việc săn mồi Tuy nhiên việc tìm kiếm nơi ở con mồi là do cá thể trưởng thành quyết định, do chúng phải đẻ trứng vào nơi có con mồi là thức ăn của ấu trùng Vì vậy việc xác định nơi ở của loài mồi là rất quan trọng Thị giác và khứu giác (cảm nhận hóa học) là hai... loài thuộc 70 họ Chúng sử dụng các động vật nhỏ hơn làm thức ăn - Nhện lớn chủ dùng các động vật nhỏ hơn làm thức ăn chủ yếu là các loài côn trùng Trong suốt một cuộc sống chúng bắt một số lượng lớn con mồi, hơn nữa số lượng nhện trong tự nhiên cũng rất lớn Vì thế chúng có vai trò rất quan trọng trong việc hạn chế sâu hại Ví dụ: Nhện Licosa pseudoannulata có vạch hình nĩa trên lưng và bụng có những... và đến định cư nhanh chóng trên ruộng lúa nước hoặc lúa cạn vừa chuẩn bị xong Chúng tập trung sớm trên ruộng lúa và bắt mồi sâu hại, rầy nâu 2.3.2.2 Nhện nhỏ ăn thịt - Nhện nhỏ (bét) có hơn 180 họ trong đó có 50 họ có các loài ký sinh hay ăn thịt côn trùng (Nutting, 1968) Nó có quan hệ với 11 bộ côn trùng khác nhau (Phillipsen, 1975) - Quan trọng nhất trong ĐTSH là họ Phytoseiiae, chúng bắt và ăn thịt. .. nhất, tiêu diệt các loài côn trùng bay trong chiều tối, đêm như: muỗi, châu chấu… + Chuột chù, chuột dũi dùng côn trùng làm thức ăn Chuột chù Sorex cinerus ăn ong ăn lá Pristiphora erichsonii + Nhím Erinaceus ăn nhiều loài côn trùng (95% thức ăn) Để lợi dụng các động vật có vú trong việc phòng chống dịch hại, người ta phải tiến hành các biện pháp duy trì và bảo vệ chúng trong tự nhiên bằng cách: - Tạo... lớn chúng có kiểu sống ăn thịt ở pha ấu trùng và trưởng thành, con mồi chủ yếu là rệp muội - Giống có vai trò lớn nhất là Chrysopa * Họ Ruồi ăn rệp Syrphidae (Bộ hai cánh) - Sống kiểu ăn thịt chỉ ở pha ấu trùng, con trưởng thành sống nhừ phấn và mật hoa - Con mồi chủ yếu là các loài rệp muội Mặc dù việc sử dụng các CTAT để phòng chống dịch hại không chiếm một tỉ số lớn như các loài côn trung ký sinh. .. của chúng Ví dụ: Ong đất, tò vò có bản năng tha mồi về tổ * Một số loài CTAT có tập tính săn mồi và ăn mồi tập thể Ví dụ: - Ấu trùng và trưởng thành loài bọ xít nước Microvelia sp (họ Veliidae) cùng nhau săn và ăn các con rầy hại lúa rơi xuống mặt nước 15 - Bọ xít mù xanh (Cytobinus) là loài thích ăn trứng và sâu non của các loài rầy Con trưởng thành có màu xanh và đen, sâu non có thể xuất hiện nhiều . 1 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  Tiểu luận Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong Đấu tranh Sinh học Chuyên đề: Đấu tranh Sinh học và ứng dụng CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG. tắt các vụ dịch lớn) 2.3. Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH 2.3.1. Côn trùng ăn thịt sâu hại Côn trùng ăn thịt côn trùng (sâu hại) là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên. Chúng có. sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH 10 2.3.1. Côn trùng ăn thịt sâu hại 10 2.3.1.1. Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó 10 2.3.1.2. Đặc điểm tập tính của côn