Trùng lỗ (Foraminifera) ở thềm lục địa Việt Nam: Chỉ thị sinh học và một số ứng dụng

Trùng lỗ (Foraminifera) là động vật đơn bào sống ở biển. Chúng sống trong tất cả các môi trường biển có các điều kiện sinh thái khác nhau. Trong mỗi điều kiện môi trường cụ thể phát triển ưu thế một số giống loài nhất định tạo nên quần thể sinh vật đặc trưng cho môi trường sinh thái.

Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.00095 TRÙNG LỖ (FORAMINIFERA) Ở THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM: CHỈ THỊ SINH HỌC VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG Bùi Thị Luận1*, Nguyễn Ngọc2 Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam CNVN E-mail: btluan@hcmus.edu.vn TÓM TẮT Trùng lỗ (Foraminifera) động vật đơn bào sống biển Chúng sống tất mơi trường biển có điều kiện sinh thái khác Trong điều kiện môi trường cụ thể phát triển ưu số giống loài định tạo nên quần thể sinh vật đặc trưng cho mơi trường sinh thái Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến phát triển phân bố Foraminifera là: độ sâu thủy vực, nồng độ muối, nhiệt độ, động lực mơi trường (sóng, dịng chảy), chất đáy (cứng, mềm), hàm lượng oxy hòa tan nước, nguồn dinh dưỡng Chính mà chúng coi sinh vật thị môi trường (environmental indicators) môi trường địa chất mơi trường đại Hóa thạch Foraminifera ứng dụng công tác địa chất (đặc biệt địa tầng-sinh địa tầng, địa chất tìm kiếm-thăm dị khống sản, nghiên cứu thạch học trầm tích, …), nghiên cứu cổ địa lý (cổ mơi trường, cổ khí hậu, cổ sinh thái, …), nghiên cứu cổ sinh vật học sinh học tiến hóa Từ khóa: Foraminifera, thị mơi trường, ứng dụng, thềm lục địa Việt Nam GIỚI THIỆU CHUNG Việt Nam quốc gia có vùng biển rộng khoảng 1.000.000 km2 (gấp khoảng lần diện tích đất liền), đường bờ biển dài 3.260 km, có khoảng 3.000 đảo lớn, nhỏ thềm lục địa hai quần đảo khơi Biển Đơng Hồng Sa Trường Sa Khắp nơi vùng biển có mặt nhóm sinh vật Trùng lỗ (Foraminifera, viết tắt Forams) với mật độ khác (trong 1cm3 trầm tích tầng mặt đáy biển có hàng trăm cá thể sống, không kể xác thể chết) Tuy nhỏ bé (đường kính trung bình trên-dưới mm), chúng có ý nghĩa thực tiễn lý thuyết Về mặt sinh thái, Forams sống tất mơi trường biển có điều kiện sinh thái khác có hai phương thức sống sống đáy sống phù du trôi lớp nước biển đại dương Trong số dạng sống đáy có nhiều nhóm sinh thái khác lối sống như: sống tự đáy (cứng mền), sống bám vào giá thể mơi trường (epifauna) sống trầm tích đáy mềm, hang hốc (infauna) Mỗi lối sống có đặc điểm bắt mồi riêng (Hình 1) Cả Forams hóa thạch Forams đại có giá trị thực tiễn lý thuyết nên ứng dụng số lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác Các giá trị đặc điểm tiến hóa sinh thái chúng tạo nên Cũng theo phương thức sống, Forams sống đáy (đặc biệt Forams kích thước lớn – Larger Foraminifera) cịn có đặc tính quan trọng khác chúng có khả xác lập sống chung với sinh vật khác mà hai có lợi, dạng nội cộng sinh (Endosymbiosis) Cụ thể, tế bào Forams có cá thể tảo đơn bào (khuê tảo, tảo lục, ) sinh sống Hai sinh vật sống phụ thuộc lẫn chung lợi ích Thơng qua q trình quang hợp (photosynthesis), tảo sử dụng lượng ánh sáng mặt trời để tổng hợp cacbon vô (CO2) Forams thải thành cacbon hữu cung cấp lượng cho hai tồn phát triển, đồng thời quang hợp thúc đẩy trình thành tạo chất vơi – canxit hóa (calcification) để cung cấp vật liệu cho Forams xây dụng tường vỏ phòng tạo vỏ khung xương, đồng thời cung cấp vật liệu cacbonat cho môi trường (đặc biệt môi trường cacbonat rạn san hô) 92 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Mơi trường” Chính mà Foraminifera mang tảo cộng sinh coi ”nhà sản xuất vật liệu trầm tíchcacbonat” [1] Hình Sơ đồ phương thức sống cách bắt mồi Foraminifera sống đáy A - sống bán cố định dùng hệ thống chân giả bắt mồi thức ăn lơ lửng nước; B - sống tự đáy bắt mồi bề mặt đáy; C - sống trầm tích đáy ăn bùn-đất; D - sống ăn Nguồn: Internet A diagram of how to live and how to catch bait of the Benthic Foraminifera Foraminifera đạiđược sử dụng làm vật đối chứng nghiên cứu cổ địa lý, mơi trường trầm tích, cố sinh thái, cổ khí hậu, … (theo thuyết luận - Actualism) Hiện nay, môi trường biển bị ô nhiễm hoạt động kinh tế - xã hội, biến đổi khí hậu có tính tồn cầu, nên nhiều tác giả sử dụng sinh vật thị sinh học (Bioindicators), công cụ quan trắc đánh giá tác động môi trường biển Đặc biệt quan trắc sức khỏe san hô hệ sinh thái san hô tạo rạn [2-7] PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phương pháp nghiên cứu: thu thập mẫu ngồi thực địa, gia cơng mẫu, xác định phân tích Foraminifera kính hiển vi với độ phóng đại khác Về phân loại Forams, nay, văn liệu tham khảo có số hệ thống phân loại theo quan điểm tác giả khác nhau, vị trí phân loại cấp cao Foraminifera dao động từ cấp Bộ, Lớp phụ, Lớp, Ngành phụ đến Ngành Cấp Ngành nhóm sinh vật gần khẳng định nghiên cứu sinh vật học phân tử tác giả Pawlowski et al [4] Tuy nhiên, xác lập, chưa hoàn thiện toàn hệ thống phân loại Mới có phân vị cấp cao Ngành Lớp xác lập, từ cấp Bộ đến Họ Giống chưa hoàn chỉnh Do đó, nay, phân loại Forams thường sử dụng hệ thống: hệ thống phân loại phân tử cho phân vị cấp Ngành Lớp, phân vị cấp Bộ đến giống sử dụng hệ thống phân loại phổ biến tác giả Loeblich and Tappan [3] KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Forams hóa thạch Việt Nam ứng dụng rộng rãi công tác địa chất biển lục địa, nghiên cứu cổ địa lý, nghiên cứu vi cổ sinh vật học tiến hóa sinh giới, … Cụ thể: - Trong địa chất, đặc biệt nghiên cứu sinh địa tầng, Forams có tốc độ tiến hóa nhanh tạo nên hóa thạch có giá trị cột mốc thời gian đánh dấu xuất hiện, hưng thịnh, suy tàn tuyệt chủng loài khứ khoảng thời gian địa chất khác nhau, nên chúng ứng dụng rộng rãi phân chia, đối sánh địa tầng, xác định tuổi địa chất tương đối lớp đất đá trầm tích biển tiền đề cho việc tìm kiếm khoáng sản liên quan - Trong nghiên cứu cứu cổ địa lý (cổ mơi trường, cổ khí hậu, cổ sinh thái, …): Forams sinh vật biển, chúng sống phát triển tất môi trường biển có điều kiện sinh thái khác nhaucủa khứ địa chất tại, nên sau sinh vật chết, di tích chúng trở thành hóa thạch có giá trị sinh vật hóa thạch đặc trưng, thị mơi trường, thân vỏ chúng chứa đựng nhiều thông tin môi trường sống chúng thành tạo Do đó, chúng ứng dụng rộng rãi hướng nghiên cứu 93 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 - Trong nghiên cứu thạch học trầm tích: di tích (vỏ) Forams thành phần trầm tích biển Trong số trường hợp chúng vật liệu tạo đá (như đá vơi Fusulina tuổi Paleozoi phát triển rộng rãi Việt Nam, đá vôi Forams kích thước lớn tuổi Neogen chứa dầu khí thềm lục địa Việt Nam; cát Forams, bùn Globigerina thành tạo trầm tích Đệ tứ - đại phổ biến thềm lục địa Biển Đông Việt Nam, …) Đối với Forams đại: Chúng sử dụng làm vật đối chứng nghiên cứu cổ địa lý, mơi trường trầm tích, cổ sinh thái, cổ khí hậu, … Hiện nay, mơi trường biển nhiều nơi giới bị ô nhiễm hoạt động kinh tế xã hội, biến đổi khí hậu có tính tồn cầu, làm suy giảm xuất sinh học ảnh hưởng trực tiếp đời sống cộng đồng, nên nhà khoa học sử dụng Forams thị sinh học (Bioindicators), công cụ quan trắc đánh giá tác động môi trường biển Ở Việt Nam, hướng ứng dụng có hai cơng trình có tính thử nghiệm [8-9] KẾT LUẬN Qua nghiên cứu nhóm sinh vật Forams thềm lục địa Việt Nam cho thấy: Về địa chất, đặc biệt nghiên cứu sinh địa tầng ứng dụng rộng rãi phân chia, đối sánh địa tầng, xác định tuổi địa chất tương đối lớp đất đá trầm tích biển tiền đề cho việc tìm kiếm khống sản liên quan, đặc biệt ứng dụng nghiên cứu địa tầng thành tạo địa chất đá sinh dầu khí, đá chứa dầu khí đá chắn dầu khí bồn trầm tích thuộc thềm lục địa Việt Nam Trong nghiên cứu cứu cổ địa lý, nhóm sinh vật có mặt tất các hệ sinh thái biển khác khứ địa chất tại, nên sau sinh vật chết, di tích chúng trở thành hóa thạch có giá trị sinh vật hóa thạch đặc trưng, thị môi trường, thân vỏ chúng chứa đựng nhiều thông tin môi trường sống chúng thành tạo Chúng có ý nghĩa lý thuyết thực tiễn Tuy nhiên, ý khai thác đặc điểm sinh thái chúng, nhóm sinh vật cịn đóng góp tích cực nghiên cứu biến động môi trường biển nghiên cứu vi sinh vật biển Việt Nam nói chung Lời cảm ơn Tập thể tác giả chân thành cám ơn chủ nhiệm chương trình, đề tài nghiên cứu biển, sở sản xuất nghiên cứu gửi tác giả báo cáo phân tích xác định mẫu cho phép tham khảo sử dụng kết phân tích chúng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Langer (2008) Assessing the Contribution of Foram Protists to Global Ocean Carbonate Production J Eukaryot Microbiol., 55(3), 163-169 [2] Cooper T.FG., Gilmour J.P., Fabricius K.F (2009) Bioindicators of changes in water quality on coral reefs: review and recommendations for monitoring programmes Coral Reefs 28, 589-606 [3] Hallock P., Lidz B H., Cockey-Burkhard E M., Donnelly K B., (2003) Foraminifera as Bioindicators in Coral Reef Assessment and Monitoring: The FORAM Index Environmental Monitoring and Assessment, 81(1–3), 221-238 [4] Dimiza M.D., Triantaphyllou M.V., Koukousioura O., Hallock P., Simboura N., Karageorgis A.P., Papathanasiou E (2016) The Foram Stress Index: A new tool for environmental assessment of softbottom environments using benthic foraminifera A case study from the Saronikos Gulf, Greece, Eastern Mediterranean Ecological Indicators, vol 60, 611-621 94 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” [5] Lei Y.L., Li T.G., Bi H.et al (2015) Responses of benthic foraminifera to the 2011 oil spill in the Bohai Sea, PR China Marine Pollution Bulletin 96, 245-260 [6] Reymond C.E., Claire E.I., Uthicke S and Pandolfi J.M., (2012) Tropical Foraminifera as indicators of water quality and temperature Proceed of the 12th Intern Coral Reef Symposium, Cairns, Australia, 913 July 2012 [7] Prazeres M (2018) Bleaching-Associated changes in the Microbiome of Larger Benthic Foraminifera of the Greate Barrier Reef, Australia Frontiers in Microbiology, 9, 1-13 [8] Debenay J-P, BuiThiLuan, 2006 - Foraminiferal assemblages and the confinement index as tools for assessment of saline intrusion and human impactin the Mekong Delta and neighbouring areas (Vietnam) Revue de Micropaléontologie, 49(2): 74-85 [9] Weiss C., Tobschall H.J (2005) Benthic Foraminifera Test as Proxy Indicators of Sediment Pollution in the Macro -Tidal Red River (North Vietnam) Intern Conference in Memoiry of Geory D Jones p 611 Rice University, Houston, Texas, USA 95 ... KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Forams hóa thạch Việt Nam ứng dụng rộng rãi công tác địa chất biển lục địa, nghiên cứu cổ địa lý, nghiên cứu vi cổ sinh vật học tiến hóa sinh giới, … Cụ thể: - Trong địa chất,... sinh học ảnh hưởng trực tiếp đời sống cộng đồng, nên nhà khoa học sử dụng Forams thị sinh học (Bioindicators), công cụ quan trắc đánh giá tác động môi trường biển Ở Việt Nam, hướng ứng dụng có... Qua nghiên cứu nhóm sinh vật Forams thềm lục địa Việt Nam cho thấy: Về địa chất, đặc biệt nghiên cứu sinh địa tầng ứng dụng rộng rãi phân chia, đối sánh địa tầng, xác định tuổi địa chất tương đối