THAM LUẬN ỨNG DỤNG CNTT VÀO NGHIÊN CỨU VÀ BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC Ở VIỆT NAM

Nội dung báo cáo chúng tôi đề cập đến 2 vấn đề về ứng dụng CNTT vào việc nghiên cứu và công bố loài mới và Ưng dụng CNTT vào việc số hóa bản đồ phân bố của các loài sinh vật ở Việt Nam c

THAM LUẬN ỨNG DỤNG CNTT VÀO NGHIÊN CỨU VÀ BẢO TỒN

ĐA DẠNG SINH HỌC Ở VIỆT NAM

Trình bày: Phùng Mỹ Trung

- Tác giả đạt giải thưởng trí tuệ VN năm 2010

Đây là báo cáo trong hội thảo công nghệ thông tin toàn quốc năm 2012 tại Đồng Nai và không phải là báo cáo khoa học Nội dung báo cáo chúng tôi đề cập đến 2 vấn đề về ứng dụng CNTT vào việc nghiên cứu và công bố loài mới và Ưng dụng CNTT vào việc số hóa bản đồ phân bố của các loài sinh vật ở Việt Nam cũng như giới thiệu các thành quả đạt được trong quá trình nghiên cứu đưa vào ứng dụng từ trước đến nay.

ĐẶT VẤN ĐỀ.

Việt Nam là một quốc gia đa dạng sinh học bậc nhất nhì ở Đông nam Á Do diện tích trài dài ở nhiều vùng khí hậu khác nhau với nhiều kiểu rừng khác nhau nên số lượng cá thề loài động thức vật rất đa dạng và phong phú Hiện nay với hơn

2500 loài động vật được phát hiện và hơn 15.000 loài thực vật có hoa được đưa vào danh lục đủ để thấy đa dạng loài ở Việt Nam quả thực là một con số rất lớn Trong những năm gần đây việc ứng dụng CNTT đã được ứng dụng rộng khắp trong nhiều ngành, nhiều nghề, đặc biệt là các lĩnh vực nghiên cứu nói chung ngành bảo tồn đa dạng sinh học nói riêng Việc áp dụng CNTT vào lĩnh vực này đã đem lại một làn gió mới cho các nhà khoa học trong việc phát hiện loài mới và nâng cao việc đánh giá, phân tích các vùng phân bố loài và số lượng cá thể loài trong tự nhiên Qua đó xây dựng các ứng dụng và bản đồ về quần thể loài, tính toan trữ lượng đa dạng loài

và dự báo cấp loài cũng như dự báo tặng trưởng của các loài ở Việt Nam để quản lý bảo tồn được tốt hơn trong tương lai

Chỉ tính riêng 3 năm trở lại đây nhờ những ứng dụng công nghệ thông tin mà các nhà khoa học đã phát hiện ra rất nhiều loài mới cho khoa học Cụ thể là 2 loài thú (trong đó có 1 loài linh trưởng - Vượn đen má hung trung bộ Nomascus annamensis và một loài thú ăn thịt nhỏ mới - Chồn bạc má cúc phương Melogale cucphuongensis) chỉ tính riêng nhóm bò sát ếch nhái, lưỡng cư từ đầu năm đến nay

đã có 8 loài mới được phát hiện và công bố gồm 5 loài lưỡng cư và 3 loài bò sát Bình quân 1 tháng có một loài động vật mới được phát hiện ở Việt Nam trong 3 năm gần đây và trong 5 năm đã có 4 loài bò sát mới được phát hiện ở Đồng Nai Đối với thực vật các loài mới được gần như liên tục lên đến con số hàng trăm loài (theo thống kê của website sinh vật rừng Việt Nam trên các tạp chí như Zootaxa, Hertofauna, Copea …)

Thằn lằn ngón Bù gia mập Cyrtodactylus bugiamapensis phát hiện ở Vườn quốc gia Bù Gia Mập – Bình Phước và công bố trên tạp chí Zootaxa số số 3302: 1–

24 (2012) (ngày 07 tháng 05 năm 2012)

Không chỉ có ứng dụng trong việc nghiên cứu phát hiện ra loài mới mà còn rất nhiều các lĩnh vực khác mà CNTT đã đem lại kết quả mỹ mãn cho ngành nghiên cứu đa dạng sinh học và ứng dụng như:

Ứng dụng CNTT vào phân tích chuỗi DNA, đo đếm kết quả hình thái, ghi chép tập tính loài trong việc phát hiện và công bố loài mới

Xây dựng bản đồ trực tuyến, số hóa bản đồ phân bố của các loài sinh vật đã được phát hiện ở Việt Nam

Xây dựng phần mềm điều tra diễn biến rừng và đất lâm nghiệp

Phần mềm đánh giá quần thể loài, đánh giá tác động môi trường và sự ảnh hưởng của các loài sinh vật khi biến đổi khí hậu

Phần mềm quản lý các loài ĐVHD nuôi nhốt, quản lý mẫu vật các loài mới phát hiện

Phần mềm quản lý phòng chống cháy rừng và diễn biến biến đổi khí hậu

CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG.

1 Nghiên cứu và công bố loài mới nhờ ứng dụng CNTT

a Thu mẫu và đo đếm các chỉ số hình thái

Các loài sinh vật sau khi thu mẫu mà có nghi ngờ là loài mới (muốn nghi ngờ loài mới thí ít nhất phải biết rõ hết các loài cũ thuộc nhóm nghiên cứu trong vùng

và khu vực)

Tiến hành chụp hình chi tiết (Macro) từng phần cơ thể như đầu, da mắt … và thực hiện các bước làm mẫu theo qui trình để có được 1 mẫu chuẫn quốc tế

Gắn nhãn và đo đếm các chỉ số tạm thời ngoài thực địa bằng các ứng thô sau

đó đưa vào máy tính để đo đếm chi tiết hơn

Ghi chép vào máy tính bảng chỉ số tạm thời gồm các chỉ tiêu chính và chuẩn theo qui trình công bố loài của quốc tê (các bảo tàng và các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn USA)

b Đọc trình tự phân tích DNA

Quy trình phân tích DNA trong phân loại học (hay rộng hơn là trong hệ thống học) bao gồm cả việc định loại và bổ sung thông tinh cho việc công bố loài mới gồm những bước chính như sau (ở đây là phân tích trình tự nucleotide, các phân tích đa hình chiều dài bị hạn chế về tính kế thừa nên hiện nay ít dùng, có lẽ chỉ còn

dùng trong phân tích đa dạng di truyền quần thể, tìm gen liên kết tính trạng quan tâm hoặc đa dạng quần xã vi sinh vật)

Các bước tiến hành

1 Thu mẫu và bảo quản mẫu từ thiên nhiên quan tâm đến những loài nghi ngờ cao Phẫu thuật lấy phần gan bảo quản trong cồn 90 độ và chỉ có lưu ý là mẫu cần tách biệt riêng dùng để phân tích DNA, không nên ngâm lẫn lộn như mẫu hình thái

để tránh nhiễm chéo và việc bảo quản để thuận lợi cho các bước phân tích sau thì nên thu các mẫu, phần mẫu còn tươi, chưa bị phân hủy và không nên ngâm mẫu trong formallin ( ), tốt nhất là bảo quản lạnh, tất nhiên để dễ dàng lưu trữ ở thực địa và vận chuyển thì có thể ngâm cồn, sấy khô

2 Tách DNA hệ gen từ các mẫu phân tích Có thể tiến hành theo các phương pháp thường qui hoặc kit thương phẩm, quy trình cụ thể với từng phương pháp khác nhau và cũng có những cải biến đa dạng tùy theo loại mẫu (loại mô, tình trạng ), điều kiện trang bị (cả thiết bị cũng như vật tư tiêu hao)

3 Nhân bản một hoặc nhiều vùng gen đích bằng kỹ thuật PCR (polymerase chain reaction) Tùy vào mục đích, đối tượng, cơ sở dữ liệu đã có thì locus được lựa chọn khác nhau Trong phân loại học thì tốc độ tiến hóa là điều cần quan tâm để chọn locus, mức độ bảo thủ cần tương xứng với mức độ cần phân tích là dưới loài, trên loài Trên cơ sở các locus được lựa chọn, khảo sát các thông tin đã công bố để thiết kế trình tự các cặp primer cho PCR, hoặc kế thừa từ các công bố khác Bước này có thể bao gồm một hoặc nhiều lần nhân bản kèm theo là các bước điện di, tinh sạch sản phẩm PCR hoặc tinh sạch sản phẩm từ gel điện di (thường không cần dòng hóa trong các vector rồi biến nạp vào vật chủ)

4 Đọc trình tự nucleotide vùng gen đích đã được nhân bản qua PCR Bao gồm

cả việc hiệu chỉnh, ráp nối

5 Đối chiếu các trình tự DNA phân tích được và các trình tự thu thập được từ các cơ sở dữ liệu khác, các so sánh được đảm bảo tương đồng vị trí (cùng locus: chiều gen, vị trí) Từ đây có các ghi nhận về thông tin trình tự DNA của taxon cũ hoặc mới (kết hợp với dữ liệu hình thái), vị trí trong các nhóm phân loại lớn hơn, tính đa dạng ở các cấp độ khác nhau (tùy vào thông tin có được) Kết quả có thể được trình bày dạng sơ đồ cây phát sinh chủng loại (thể hiện quan hệ di truyền), ma trận khoảng cách di truyền (hoặc tương đồng di truyền) thể hiện mức khác biệt một vài chỉ số thống kê khác (nếu có thể)

c Viết báo cáo khoa học kết quả công việc

Sau khi hoàn tất các bước trên nhà nghiên cứu lập báo cáo kết quả công việc

về trình tự thực hiện các bước công việc và công bố kết quả loài mới, đồng thời gửi cho một tạp chí khoa học uy tín trên thế giới nơi đó có các chuyên gia đánh giá, thẩm định kết quả

Thời gian thẩm định đánh giá phụ thuộc vào từng tạp chí khi số điểm cao hay thấp và thường từ 6 tháng đến 1 năm Nếu được chấp nhận các tác giả phải chỉnh sừa một số lỗi sau đo Tạp chí đó sẽ đăng bài và khẳng định loài mới đượfc phát hiện

d Số hóa bản đồ

Dùng kết quả của theo dõi các quá trình hoạt động, tìm kiếm thức ăn ngày, đêm ghi chép vào phần mềm theo dõi tập tính và thức ăn của loài trong tự nhiên để nghiên cứu

Dùng kết quả , tọa độ điểm của máy định vị đưa vào máy tính và dung phần mềm Mapinfor để vẽ bản đồ phân bố cũng như đường đi hoạt động của loài Không chỉ loài mới mà các loài đang theo dõi trong khu vực

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƯỢC VÀ CÁC ỨNG DỤNG VÀO CUỘC SỐNG.

 Năm 2009 Công bố loài bò sát mới Thằn lằn ngón cát tiên Cyrtodactylus cattienensis cùng với Nguyen quang Truong, Gressler, Thomas Zootaxa 2161: 20–

32 (2009)

 Năm 2011 Công bố 3 loài bò sát mới Tắc kè trường Gekko truongi, cùng

với Thomastrên tạp chí Zootaxa 3129, 51–61 (2011)

 Năm 2012 Công bố 2 loài bò sát mới Thằn lằn ngón bù gia mập

Cyrtodactylus bugiamapensis, Thằn lằn ngón bi doup Cyrtodactylus bidoupmountis trên tạp chí Zootaxa cùng với Nguyen quang Truong, Narazop,

Thomas, Hoang Minh Duc - Zootaxa 3129, 51–61 (2011) và Zootaxa 3302, 1–24

(2012)

 Năm 2012 Công bố 1 loài bò sát mới Thằn lằn ngón đại lãnh

Cyrtodactylus dailanhensis và 1 loài lượng cư mới Cóc núi stecling Oreolalax sterlingae trên tạp chí Zootaxa 4563, 33 - 26 (2012) và Copia 3412, 11 (20012)

cùng với Nguyen quang Truong, Thomas

 Và 6 bài báo trên các tạp chí quốc tế cùng các đồng nghiệp nước ngoài đánh giá ghi nhận mới, ghi nhận lại của nhiều loài bò sát lưỡng cư ở Việt Nam

 Cập nhật và quản trị website Sinh vật rừng Việt Nam với nhiều ngàn loài sinh vật

 Xây dựng hệ thống tra cứu sinh vật rừng trên Mobile

CÁC KHÓ KHĂN TRONG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG.

 Các nghiên cứu mang tính cá nhân mặc dù đạt rất nhiều kết quả khoa học, nhưng chưa nhận được sự hỗ trợ tài chính của bất cứ cơ quan, tổ chức nào

 Năng lực hạn chết không thể cùng một lúc làm được nhiều công việc, nhiều lĩnh vực chuyên sâu để phát triển mạnh hơn

 Cần được hỗ trợ từ các qũy khoa học của các tổ chức trong và ngoài nước

để xây dựng đội ngũ khoa học chuyên sâu hơn và làm việc bài bản hơn theo từng nhóm chuyên sâu

 Phát triển manh múm nhỏ lẻ chưa có tổ chức đủ lớn, đủ mạnh để vươn xa trong lĩnh vực chuyên ngành

WEBSITE SINH VẬT RỪNG VIỆT NAM - TRANG WEB ĐỒNG HÀNH BẢO VỆ THIÊN NHIÊN HOANG DÃ VIỆT NAM

GIỚI THIỆU

Website Sinh vật rừng Việt Nam là trang web đấu tiên và duy nhất ở Việt

Nam hiện nay cho phép tìm kiếm (search engine), tra cứu các loài động thực vật,

côn trùng rừng Việt Nam cũng như các văn bản pháp qui liên quan đến Lâm nghiệp, Kiểm lâm Nó cung cấp cho bạn các thông tin về một loài cụ thể gồm: mô

tả, đặc tính sinh thái … và những hình ảnh mới nhất được cập nhật hằng ngày,

những văn bản của ngành Lâm nghiệp kiểm lâm, những thông tin về lũ lụt,

tình hình dự báo cháy rừng, phá rừng đang diễn ra hàng ngày, hàng giờ trên toàn quốc Ngoài ra trang web còn cung cấp cho bạn một Diễn đàn (forum) trực tuyến để bạn có thể hỏi và trả lời bất cứ các thông tin nào trong lĩnh vực Lâm

nghiệp, Kiểm lâm cũng như sinh học, phân loại học

CÁCH SỬ DỤNG TRANG WEB

1 Dùng một trình duyệt web bất kỳ

2 Gõ địa chỉ trang web Sinh vật rừng Việt Nam như sau: www.vncreatures.net hoặc www.sinhvatrungvn.com và bấm Enter Trang chủ (page home) của website sẽ xuất hiện cho bạn một cửa sổ như sau:

Cửa số trang chủ mặc định tìm kiếm các thông tin về ĐỘNG VẬT RỪNG Nếu muốn tìm các thông tin về THỰC VẬT hay CÔN TRÙNG thì chọn Menu Tra cứu Với hơn 2000 loài động vật 3000 loài thực vật và 1000 loài côn trùng

được cập nhật và chụp hình, phân loại trên khắp Việt Nam trang web đủ cung cấp cho bạn các kiến thức cơ bản và chuyên sâu về các loài sinh vật mà bạn cần tìm hiểu

Hàng ngày trang web được cập nhật những hình ảnh mới nhất về các loài động, thực vật hay côn trung quí hiếm, đẹp được chụp hình và điều tra phân loại trên khắp mọi miền đất nước, các Vườn quốc gia Nhằm tăng thêm sự hấp dẩn của

trang web và qua những hình ảnh đó bạn có cảm nhận về nét đẹp thiên nhiên hoang

dã ở Việt Nam Đó là kết quả không mệt mỏi của các thành viên quản trị trang web này

Nếu bạn chưa có nhiều kiến thức về sinh vật rừng nhưng bạn muốn nghiên cứu chuyên sâu Bằng cách bấm chọn thực đơn Tổng quan để tìm hiểu các phương pháp, kiến thức chung nhất về phân loại sinh vật rừng

Nếu bạn là một Nhà nghiên cứu về phân loại học, một Kiểm lâm viên hay một Nhân viên lâm nghiệp … thì bạn đã có một phần kiến thức tổng quan về Động vật rừng Trước tiên bạn hãy nhìn qua bên trái màn hình trang web cung cấp cho bạn

những thông tin về những Sự kiện mới nhất về những phát hiện cũng như các

nghiên cứu mới nhất về những loại động thực vật, côn trùng rừng Việt Nam Hãy click chuột vào những tiêu đề đó để xem những thông tin chi tiết

Để tra cứu một loài động vật bạn chỉ việc nhập tên loài động vật đó bằng

tiếng Việt như Chồn, Cầy, Khỉ, Voi … với (fonts chữ Unicode) và kiểu gõ telex hay vni tùy bạn và bấm chuột vào nút chọn (radio button) Nếu như bạn biết chính xác tên Latin (tên khoa học) của loài bạn cần tìm hãy chọn nút chọn (radio button) Latin và gõ tên Latin vào Cuối cùng bạn bấm vào nút lệnh Tra cứu để có chi tiết

về loài bạn cần tìm Ví dụ bạn chọn loài Cu li cửa sổ chọn loài sẽ hiện ra như sau:

Bạn chỉ việc bấm chuột vào tên Việt Nam hay tên Latin để xem mô tả và

hình ảnh loài và bấm chuột vào hình nhỏ trên phần mô tả để xem hình ảnh lớn và chi tiết nhất về loài với nhiều góc độ chụp khác nhau

Trong phần mô tả bạn cũng có thể bấm vào các thuật ngữ sinh học để tìm hiều chi tiết Trang web cung cấp cho bạn khoảng 3000 thuật ngữ sinh học với những hình ảnh đẹp mắt và chính xác của các loài nằm trong thuật ngữ đó hay các chi tiết

về thuật ngữ cần chú giải Qua đó giúp nâng cao kiến thức chuyên ngành và chuyên sâu

Trường hợp bạn không nhớ ngay cả tên Việt Nam hay tên Latin của một loài nào đó mà bạn chỉ nhớ mang máng một chữ cái tên của loài động vật bất kỳ công

cụ tìm kiếm thông minh (smart searching) sẽ giúp bạn Bạn hãy gõ ký tự tên của loài cần tìm vào hộp text rồi bấm Tra cứu hay bấm vào các ký tự từ A B C D… Z

ngay bên dưới hộp thoại một danh sách các loài có ký tự đầu tiên (Việt Nam và Latin) giống với ký tự bạn gõ nhất sẽ list cho bạn những loài gần gống nhất mà bạn yêu cầu

Nếu bạn thực sự am hiểu về phân loại tới LỚP, HỌ hoặc BỘ bạn cũng thực hiện các bước như trên với LỚP, HỌ hoặc BỘ của bất cứ loài nào mà bạn muốn

và những đặc điểm cơ bản nhất về họ, bộ, lớp một sinh vật nào đó được chi tiết hoá

và hỗ trọ hình ảnh đặc trưng tại các kết nối sau:

Là bộ công cụ nghiên cứu Chuyên sâu về phân loại mỗi một kết nối này sẽ cung cấp cho bạn rất nhiều những kiến thức phân loại sinh học Ngoài ra việc cung cấp cho bạn kiến thức về nhận biết hình thái của một loài cũng không kém phần quan trọng

Với một bộ từ điển Latin đầu tiên và duy nhất ở Việt Nam có phần giải nghĩa tiếng Việt khoảng 12.000 từ chi tiết các gốc tên Latin của một loài trang web cung cấp cho bạn bộ công cụ thực sự hữu ích cho những người nghiên cứu chuyên ngành sinh vật rừng

Nếu bạn là một chuyên gia phân loại về gỗ hay một nhà kinh doanh XNK ngành gỗ website sẽ cung cấp cho bạn hơn 300 mẫu gỗ của các loài quí hiếm, thông

thường rất chi tiết để bạn có thể so sánh và xác nhận nhóm gỗ rừng một cách chính xác

Với bất cứ ai có tình yêu thiên nhiên hoang dã chắc chắn sẽ mơ ước một lần được đặt chân đến các Khu bảo tồn thiên nhiên hay hơn 20 vườn quốc gia ở Việt Nam Lần đầu tiên được đến thăm quan một vùng đất xa lạ bạn sẽ có nhiều bỡ ngỡ

về các thông tin Trang web cung cấp cho bạn 1 bản đồ phân bố các Vườn quốc gia

và Khu bảo tồn thiên nhiên ở Việt Nam Các thông tin cần thiết về đa dạng sinh học, diện tích, khí hậu … sẽ giúp bạn cảm thấy thoải mái hơn khi truy cập những thông tin cần thiết này

Việc tìm kiếm một loài động thực vật hay côn trùng bằng những phím gõ luôn làm bạn nhàm chán hơn thế nữa nó không thể hiện được những kết quả trực quan tốt nhất của công cụ Internet mà nhân loại đã phát hiện Website Sinh vật rừng Việt Nam cung cấp cho bạn một phương pháp trực quan tra cứu bằng hình ảnh Bạn hãy chuyển chuột lên thực đơn Hình ảnh một menu nhỏ sẽ cho bạn chọn động vật, thực vật hay côn trùng

Để tra cứu mô tả chi tiết một loài bạn chỉ việc đưa chuột vào hình ảnh cần tra

cuối (bottom) của một trang hình ảnh luôn cung cấp cho bạn một dãy số trang: bạn chỉ việc click chuột vào dãy số này để xem hình ảnh của trang kế tiếp và dấu > để tới những trang lớn hơn số đếm trên màn hình và dấu >> dùng để đến trang cuối cùng của các trang hình ảnh được cập nhật mới nhất trong trang web này