TIỂU LUẬN tổng quan về quần xã và các mối quan hệ trong quần xã ứng dụng của các mối quan hệ trong quần xã trong xử lý các vấn đề môi trường

LỜI NĨI ĐẦU Lời cho phép nhóm gửi lời cảm ơn tới cô Phạm Thị Thu Hà cô Đặng Thị Hải Linh hướng dẫn chúng em học tập môn sinh thái môi trường kỳ học này, cảm ơn cô hướng dẫn tận tình cho chúng em tạo điều kiện cho chúng em nhiều để làm tập nhóm thuyết trình, giúp chúng em tăng khả làm việc nhóm tìm kiếm thơng tin Sau môn học kết thúc chúng em biết thêm nhiều kiến thức không riêng mơn sinh thái mà cịn kiến thức bên xã hội với kỹ mềm, thực chúng em muốn gửi lời cảm ơn tới hai Bài tiểu luận nhóm với chủ đề tìm hiểu mối quan hệ quần xã ứng dụng chúng việc xử lý vấn đề môi trường Mục tiêu trọng tâm tiểu luận đề cập tới hiểu khái niệm chung quần xã, hiểu mối quan hệ quần xã, tìm số ứng dụng mối quan hệ việc xử lý, giảm thải vấn đề môi trường Nhóm cố gắng tìm đa dạng nguồn tài liệu mạng, khả tìm kiếm chọn lọc thơng tin chúng em cịn nên có nhiều tài liệu chúng em khơng chích dẫn nguồn chi tiết, bọn em xin lỗi Cùng với khả dịch tiếng anh hạn chế, nên nguồn tham khảo tiếng anh chúng em dịch số chỗ diễn đạt chưa hợp lý em mong cô thông cảm Chúng em cố gắng nhiều để cải thiện khả làm báo cáo, tiểu luận tìm kiếm, chọn lọc thơng tin để có thêm nhiều kiến thức phục vụ cho công việc, học tập nghiên cứu Chúng em xin chân thành cảm ơn ạ! MỤC LỤC Tổng quan quần xã mối quan hệ quần xã 1.1 Khái niệm quần xã: 1.2 Mối quan hệ quần xã gì? 1.3 Các mối quan hệ quần xã: Các mối quan hệ quần xã ví dụ 2.1 Tương tác dương (+) 2.1.1 Mối quan hệ hội sinh: 2.1.2 Mối quan hệ tiền hợp tác: 2.1.3 Mối quan hệ cộng sinh: 2.2 Tương tác âm (-) 2.2.1 Mối quan hệ hãm sinh: 2.2.2 Mối quan hệ cạnh tranh: 2.2.3 Mối quan hệ vật dữ, mồi: 11 2.2.4 Mối quan hệ ký sinh: 13 Ứng dụng mối quan hệ quần xã xử lý vấn đề môi trường 15 3.1 Nấm rễ cộng sinh mycorrhizae nơng nghiệp hữu 15 3.1.1 Tóm tắt: 15 3.1.2 Tương tác nấm rễ cộng sinh AM: 16 3.1.3 Nấm rễ cộng sinh mycorrhizae đóng góp cho nông nghiệp, cải thiện môi trường 17 3.2 Quan hệ vật - mồi ốc sên châu Á mầm bệnh rỉ sét cà phê 18 3.2.1 Bệnh rỉ sắt cà phê 18 3.2.2 Biện pháp phòng trừ bệnh rỉ sắt 18 3.2.3 Điều trị bệnh rỉ sắt cà phê từ ốc sên châu Á 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO: .21 Tổng quan quần xã mối quan hệ quần xã 1.1 Khái niệm quần xã: Quần xã sinh vật tập hợp quần thể thuộc nhiều loài, phân bố sinh cảnh xác định với mối tương tác chúng với với môi trường để tồn để tồn phát triển cách ổn định theo thời gian [1] Các nhà động vật học áp dụng thật ngữ quần xã để nhóm lồi xác định quần xã chim, quần xã động vật có vú khu rừng đồng cỏ Các nhà thực vật học sử dụng thật ngữ “hội” (association) cho quần xã thực vật có thành phần lồi xác định Các nhà sinh thái học nhận biết làm bật nét tương phản quần xã dị dưỡng quần xã tự dưỡng Ví dụ rừng đồng cỏ quần xã tự dưỡng, chúng cần lượng mặt trời để điều chỉnh q trình quang hợp Những nhóm thể sống giới hạn nơi cư trú khúc gỗ mục, vũng nước nhỏ hốc hang động ví dụ quần xã dị dưỡng Nguồn cung cấp lượng quần xã dị dưỡng phụ thuộc quần xã tự dưỡng Mặc dù nhà sinh thái học định nghĩa phân loại quần xã khác quần xã có đặc điểm cụ thể xác định cấu trúc vật lý cấu trúc sinh học chúng Các đặc điểm thay đổi theo thời gian không gian [1] 1.2 Mối quan hệ quần xã gì? Mối quan hệ sinh thái mơ tả tương tác hai sinh vật mơi trường chúng Những tương tác có tác động tích cực, tiêu cực trung tính đến khả sống sót sinh sản loài Bằng cách phân loại hiệu ứng này, nhà sinh thái học rút năm loại tương tác lồi [2] Các quần thể tất loài khác sống khu vực tạo nên cộng đồng sinh thái Các nhà sinh thái học cộng đồng kiểm tra loài khác cộng đồng tương tác với Tương tác hai nhiều loài gọi tương tác loài Các loại tương tác khác có tác động khác hai người tham gia, dương (), âm (-) [2] 1.3 Các mối quan hệ quần xã: Các mối quan hệ Tương tác Tương tác âm (-) dương (+) V C H Hãm sinh Vật mồi Cạnh tranh K Ký sinh Hội sinh Các mối quan hệ quần xã ví dụ 2.1 Tương tác dương (+) Các mối tương tác dương nói chung làm lợi cho loài mối quan hệ hai loài Chúng bao gồm dạng hội sinh; tiền hợp tác cộng sinh, cách sống lồi nhận lợi ích lồi khác mang lại [1] 2.1.1 Mối quan hệ hội sinh: Quan hệ hội sinh hay gọi Commensalism mối quan hệ lồi lồi có lợi cịn lồi sống cộng sinh khơng bị ảnh hưởng [1] Trong tự nhiên dạng quan hệ phổ biến vật sử dụng vật khác giá thể để bám, làm phương tiện vận động, kiếm ăn hay làm nơi sinh sản v.v [1] - Ví dụ: Một số thân mềm (hầu, vẹm v.v.), giáp xác sống bám vào sống v.v Cá chép (Echeneis) bám vào vật lớn (cá mập, rùa), kể tàu thuyền, để vận chuyển xa Ở biển, tổ giun Erechis có tới 13 loại động vật nhỏ cá bống, cua, giun nhiều tơ…sống hội sinh với Erechis để có nơi ẩn nấp kiếm thức ăn thừa phân chủ để sống Hoa lan (ví dụ epiphyte) tìm thấy khu rừng mưa nhiệt đới mọc cành để tiếp cận ánh sáng, diện hoa lan khơng ảnh hưởng đến (Hình 1) Commensalism khó xác định cá nhân mà lợi ích có tác động gián tiếp đến cá nhân khác mà không dễ nhận thấy phát Nếu lan từ ví dụ trước phát triển lớn gãy cành che bóng cây, mối quan hệ trở thành ký sinh Hình 1: Các bromeliads biểu sinh mọc chi rừng nhiệt đới lớn Các bromeliads hưởng lợi cách chiếm không gian chi nhận mưa ánh sáng mặt trời, không gây hại cho © 2013 Giáo dục thiên nhiên Lịch M E Benbow 2.1.2 Mối quan hệ tiền hợp tác: Là cách sống hợp tác đơn giản lồi, chúng mang đến lợi ích cho nhiều mặt, song cách sống không bắt buộc [1] Thuyết hỗ sinh (Mutualism) cho loại tương tác sinh thái phổ biến thường chiếm ưu hầu hết cộng đồng tồn giới Thuyết hỗ sinh tương phản với cạnh tranh quan thể, giống loài, lồi có kinh nghiệm việc tiết kiệm sức lực, lượng, sức sinh tồn, khai thác tài nguyên (thức ăn, nước uống, nơi ở, bãi săn), sống bám vào, dựa vào đối tác, lồi hưởng lợi từ "cơng sức" loài gọi sinh vật tầm gửi [2] - Ví dụ: Kiến cánh cụt số loại nấm có mối quan hệ tương hỗ bắt buộc Ấu trùng kiến ăn loại nấm nấm tồn khơng có chăm sóc liên tục kiến Do đó, hoạt động thuộc địa xoay quanh việc nuôi trồng nấm Họ cung cấp cho vật liệu tiêu hóa, cảm nhận lồi có hại cho nấm giữ cho khơng bị sâu bệnh Một ví dụ điển hình mối quan hệ tương hỗ tiềm ẩn tìm thấy nấm mycorrhizal rễ Nó đề xuất 80% thực vật có mạch hình thành mối quan hệ với nấm mycorrhizal (Deacon 2006) Tuy nhiên, mối quan hệ biến thành ký sinh môi trường nấm giàu chất dinh dưỡng, khơng cịn mang lại lợi ích (Johnson et al 1997) Do đó, chất tương tác hai loài thường liên quan đến điều kiện phi sinh học lúc dễ dàng xác định tự nhiên Kiến cắt mang mảnh trở lại thuộc địa, nơi sử dụng để trồng loại nấm sau sử dụng làm thực phẩm Những kiến tạo "những đường mòn" đến nguồn chấp nhận để thu hoạch nhanh chóng Nhiều lồi chim nhỏ ăn trùng thích tìm đến thân thú lớn (ngựa vằn, lạc đà, trâu, v.v.) để tìm thức ăn loài sâu bọ sống ngoại ký sinh thú v.v Có loại chim sống hợp tác với hổ báo cách chui vào miệng hổ báo để tìm thức ăn thừa bám kẽ chủ Bằng cách vật ăn thịt loại bỏ thức ăn thừa kẽ răng, chim có thức ăn để ni sống Hình 2: Chim bắt ve Buphagus erythrorhynchus linh dương có mối quan hệ hỗ sinh Nguồn: Bernard DUPONT, Red-billed Oxpeckers (Buphagus erythrorhynchus) on Impala female 2.1.3 Mối quan hệ cộng sinh: Là kiểu hợp tác bắt buộc, rời hai khơng thể tồn [1] Ví dụ: Vi sinh vật sống quan tiêu hóa lồi nhai lại Vi sinh vật có khả phân huy Cellulose thú kiếm được, tạo đường để cung cấp thức ăn cho hai Tảo nấm sống cộng sinh tạo địa y, nấm phân hủy chất hữu cơ, tảo cung cấp nước chất khống Nhiều lồi mối (của họ Termitidae) gặm gỗ khơng tiêu hóa được; lồi động vật ngun sinh (bộ Hypermastigina) sống ruột mối lại phân giải bột gỗ để tạo nên đường nuôi sống hai Một số lồi kiến nhiệt đới cịn biết “trồng nấm” vườn Kiến kiếm tổ cấy nấm lên chăm sóc cách cẩn thận để thu hoạch M M Martin (1970) rằng, hệ thống kiến – nấm, xích thức ăn detrit rút ngắn phân hủy diễn nhanh Kiến “biết” thay đổi nhóm vi sinh vật để nâng cao hiệu phân hủy Nếu vườn kiến “bón phân” từ chất thải nấm, tương tự kiểu đơn canh (Monoculture), sinh sản nhanh tơi, đảm bảo cho kiến nguồn thức ăn phong phú Để trì lối canh tác đơn canh có suất cao, kiến phải nguồn lượng lớn, lại nhận lượng dồi từ phân hủy cellulose nấm đảm nhận Cá hải quỳ biển có mối quan hệ cộng sinh, nghĩa thường xuyên đem lại lợi ích cho Hải quỳ biển bảo vệ cá khỏi kẻ thù, cung cấp thức ăn qua phần dư thừa bỏ lại từ bữa ăn hải quỳ xúc tu quỳ chết Đổi lại, cá bảo vệ hải quỳ khỏi kẻ thù ký sinh trùng [4] Hải quỳ thu nạp chất dinh dưỡng từ phân cá chất có chức làm nơi ẩn náu an toàn [5] Lượng Nitơ tiết từ cá làm tăng số lượng tảo đưa vào mô vật chủ, giúp hải quỳ phát triển mơ tái sinh [3] Có giả thuyết đặt cá sử dụng màu sắc sáng để thu hút lồi cá nhỏ đến hải quỳ, [6] hoạt động cá dẫn đến lưu thông nước rộng xung quanh hải quỳ Những nghiên cứu cá phát chúng làm thay đổi dòng chảy nước xung quanh xúc tu hải quỳ tác động chuyển động định Sự thơng khí xúc tu vật chủ hải quỳ đem lại lợi ích cho trao đổi chất hai đối tác, chủ yếu việc làm tăng kích thước thể hô hấp hải quỳ cá [7] Hình 3: Cá ocellaris nép hải quỳ Heteractis magnifica Nguồn: Nhobgood Nick Hobgood, Amphiprion ocellaris (Clown anemonefish) in Heteractis magnifica (Sea anemone) 2.2 Tương tác âm (-) Các mối tương tác âm quần xã gồm: Hãm sinh, cạnh tranh, vật mồi ký sinh – vật chủ 2.2.1 Mối quan hệ hãm sinh: - Một số loài tảo tiết chất gây độc cho thần kinh loài động vật Ví dụ: Đại diện chi tảo Microcystis, Anabaena, Nodularia tiết chất đầu độc gan (Hepatoxin), tảo Lyngbya, Anabaena tiết chất gây độc cho thần kinh (Neurotoxin) lồi động vật [1] Hình 4: Độc tố tảo lam ảnh hưởng đến sức khỏe tôm thẻ chân trắng Nguồn: Tin kiến thức phần mềm giải pháp cho nông nghiệp m.2lua.vn 2.2.2 Mối quan hệ cạnh tranh: Cạnh tranh mối quan hệ điển hình tương tác âm loài, thành viên hai loài khác sử dụng nguồn lực để trì sống (nguồn lực giới hạn) lồi phải đấu tranh để có nguồn lực giúp chúng sinh tồn Cạnh tranh ảnh hưởng tiêu cực đến hai loài tham gia (tương tác âm), hai lồi có tỷ lệ sống sinh sản cao loài vắng mặt [2] Các loài cạnh tranh chúng có hốc chồng chéo, nghĩa là, vai trò yêu cầu sinh thái chồng chéo sinh tồn sinh sản [2] Cạnh tranh thường coi tương tác cá nhân tranh giành nguồn tài nguyên chung có nguồn cung hạn chế, nhìn chung hiểu tương tác trực tiếp gián tiếp sinh vật dẫn đến thay đổi thể trạng loài sinh vật sử dụng chung nguồn tài nguyên Kết thường có tác động tiêu cực đến đối thủ yếu Có ba hình thức cạnh tranh chính, hai số cạnh tranh can thiệp cạnh tranh khai thác, phân loại cạnh tranh thực Một hình thức thứ ba cạnh tranh rõ ràng khơng phân loại cạnh tranh thực Cạnh tranh can thiệp xảy trực tiếp cá nhân, cạnh tranh khai thác cạnh tranh rõ ràng xảy gián tiếp cá nhân (Holomuzki cộng 2010) (Hình 5) Hình 5: Ba loại tương tác cạnh tranh Các sơ đồ minh họa ba loại tương tác cạnh tranh đường đứt nét biểu thị tương tác gián tiếp đường liền mạch tương tác trực tiếp phần cộng đồng sinh thái C1 = Đối thủ cạnh tranh số 1, C2 = Đối thủ cạnh tranh số 2, P = Kẻ săn mồi, R = Tài nguyên Khi cá nhân trực tiếp thay đổi hành vi đạt tài nguyên cá nhân khác, tương tác coi cạnh tranh can thiệp Ví dụ, khỉ đột đực cấm đực khác tiếp cận bạn tình cách sử dụng gây hấn thể gây hấn, đực thống trị trực tiếp thay đổi hành vi giao phối đực khác Đây ví dụ tương tác nội Cạnh tranh khai thác xảy cá nhân tương tác gián tiếp họ cạnh tranh nguồn lực chung, lãnh thổ, mồi thực phẩm Nói cách đơn giản, việc sử dụng tài nguyên cá nhân làm giảm số lượng có sẵn cho cá nhân khác Cho dù cách can thiệp hay khai thác, theo thời gian, đối thủ cạnh tranh vượt trội loại bỏ người khỏi khu vực, dẫn đến loại trừ cạnh tranh (Hardin 1960) Kết cạnh tranh hai lồi dự đốn phương trình, mơ hình biết đến nhiều mơ hình Lotka-Volterra (Volterra 1926, Lotka 1932) Mơ hình liên quan đến mật độ dân số khả mang hai loài với bao gồm ảnh hưởng chung chúng Bốn kết mơ hình là: 1) lồi A cạnh tranh loại trừ loài B; 2) loài B cạnh tranh loại trừ loài A; 3) hai loài chiến thắng dựa mật độ dân số; 4) tồn Các lồi tồn nội đặc hiệu mạnh cạnh tranh lồi cụ thể Điều 10 có nghĩa lồi kìm hãm tăng trưởng dân số chúng trước chúng ức chế đối thủ cạnh tranh, dẫn đến tồn [2] Một chế khác để tránh loại trừ cạnh tranh áp dụng lịch sử thay chiến lược phân tán, thường củng cố thông qua chọn lọc tự nhiên Cơ chế làm giảm tương tác cạnh tranh tăng hội cho việc thực dân hóa thu nhận chất dinh dưỡng Thành công việc thường phụ thuộc vào kiện (như thủy triều, lũ lụt xáo trộn lửa) tạo hội thu nhận chất phân tán dinh dưỡng Hãy xem xét Loài thực vật A hiệu Loài thực vật B hấp thụ chất dinh dưỡng, Cây B chất phân tán tốt Trong ví dụ này, tài nguyên cạnh tranh chất dinh dưỡng, việc thu nhận chất dinh dưỡng có liên quan đến tính sẵn có Nếu xáo trộn mở khơng gian để thực dân hóa, Nhà máy B dự kiến đến trước trì diện cộng đồng Nhà máy A đến bắt đầu cạnh tranh với Nhà máy B Cuối cùng, Nhà máy A vượt qua Nhà máy B, có lẽ cách phát triển nhanh Nhà máy A hiệu việc thu nhận chất dinh dưỡng Với dân số Nhà máy A ngày tăng, dân số Nhà máy B giảm có đủ thời gian, loại trừ khỏi khu vực Việc loại trừ Nhà máy B tránh xáo trộn cục (ví dụ, đám cháy thảo nguyên) liên tục mở hội (không gian) cho việc thực dân hóa Điều thường xảy tự nhiên, đó, xáo trộn cân tương tác cạnh tranh ngăn chặn loại trừ cạnh tranh cách tạo vá dễ dàng bị loài có chiến lược phân tán tốt (Roxburgh et al 2004) (Hình 6) Tuy nhiên, thành cơng đánh đổi phân tán thu nhận chất dinh dưỡng phụ thuộc vào tần suất gần gũi không gian (hoặc mức độ gần nhau) kiện xáo trộn so với tỷ lệ phân tán cá thể loài cạnh tranh Sự tồn đạt nhiễu loạn xảy tần số khoảng cách cho phép đối thủ yếu hơn, thường phân tán tốt hơn, trì mơi trường sống Nếu xáo trộn thường xuyên, đối thủ (người phân tán tốt hơn) thắng, xáo trộn đối thủ cạnh tranh vượt trội từ từ so với đối thủ hơn, dẫn đến loại trừ cạnh tranh Đây gọi giả thuyết nhiễu loạn trung gian (Horn 1975, Connell 1978) [2] 11 Hình 6: Kết mơ hình mơ nhiễu loạn vai trò việc trì tồn lồi vá theo thời gian Các sơ đồ hiển thị kết mơ hình mơ nhiễu loạn vai trị việc trì tồn loài vá theo thời gian Các pixel màu đen đại diện cho đối thủ cạnh tranh vượt trội với khả phân tán thấp pixel màu xám biểu thị loài đối thủ với khả phân tán lớn Màu trắng mức độ nhiễu loạn Rối loạn quán tạo điều kiện cho tồn ngăn chặn loại trừ cạnh tranh Sự cạnh tranh rõ ràng xảy hai cá thể không cạnh tranh trực tiếp nguồn lực ảnh hưởng gián tiếp với cách trở thành mồi cho loài săn mồi (Hatcher et al 2006) Hãy xem xét diều hâu (động vật ăn thịt, xem bên dưới) mồi sóc chuột Trong mối quan hệ này, dân số sóc tăng lên, quần thể chuột bị ảnh hưởng tích cực nhiều sóc có sẵn làm mồi cho diều hâu Tuy nhiên, quần thể sóc tăng dần cuối dẫn đến quần thể diều hâu đòi hỏi nhiều mồi hơn, đó, ảnh hưởng tiêu cực đến chuột thông qua áp lực săn mồi gia tăng dân số sóc giảm Tác động ngược lại xảy thông qua việc giảm nguồn thức ăn cho động vật ăn thịt Nếu số lượng sóc giảm, gián tiếp dẫn đến giảm số lượng chuột chúng nguồn thức ăn dồi cho diều hâu Sự cạnh tranh rõ ràng khó xác định tự nhiên, thường phức tạp tương tác gián tiếp liên quan đến nhiều lồi thay đổi điều kiện mơi trường [2] 2.2.3 Mối quan hệ vật dữ, mồi: - Trong săn mồi, thành viên loài (động vật ăn thịt) ăn phần toàn sinh vật sống gần thể sinh vật khác (con mồi) Tương tác có lợi cho động vật ăn thịt, có hại cho mồi (+/ - tương tác) Dự đốn liên quan đến hai lồi động vật, liên quan đến phần động vật côn trùng tiêu thụ thực vật, trường hợp đặc biệt động vật ăn thịt gọi động vật ăn cỏ 12 Mối quan hệ vật - mồi đòi hỏi cá thể, động vật ăn thịt, phải giết ăn thịt cá thể khác, mồi (Hình 7) Trong hầu hết ví dụ mối quan hệ này, động vật ăn thịt mồi động vật; nhiên, động vật nguyên sinh biết đến mồi vi khuẩn động vật nguyên sinh khác số thực vật biết bẫy tiêu hóa trùng (ví dụ, bình) (Hình 8) Thơng thường, tương tác xảy loài (liên cụ thể); xảy lồi (cụ thể) ăn thịt đồng loại Ăn thịt đồng loại thực phổ biến mạng lưới thức ăn nước cạn (Huss et al 2010; Greenwood et al 2010) Nó thường xảy nguồn thức ăn khan hiếm, buộc sinh vật loài phải ăn lẫn Đáng ngạc nhiên, điều thực mang lại lợi ích cho tồn lồi (mặc dù khơng phải mồi) cách trì dân số qua thời gian có nguồn lực hạn chế đồng thời cho phép nguồn tài nguyên khan phục hồi nhờ áp lực cho ăn giảm (Huss et al 2010) Mối quan hệ động vật ăn thịt mồi phức tạp thơng qua thích nghi tinh vi kẻ săn mồi mồi, gọi "cuộc chạy đua vũ trang tiến hóa" Sự thích nghi điển hình móng vuốt nhọn, cá đuối độc, thể nhanh nhẹn nhanh nhẹn, ngụy trang màu sắc nhanh nhẹn, khứu giác tuyệt vời, thị giác âm Các loài săn mồi tiến hóa loạt biện pháp phịng vệ bao gồm đồng hóa hành vi, hình thái, sinh lý, học, lịch sử sống phòng thủ hóa học để tránh bị bắt mồi (Aaron, Farnsworth et al 1996, 2008) [2] Hình 7: Cá sấu số loài săn mồi nguy hiểm lâu đời © 2013 Giáo dục thiên nhiên Lịch M E Benbow 13 Hình 8: Một ăn thịt ăn thịt Một lồi ăn thịt ăn thịt trùng cách dụ chúng vào ống thon dài nơi côn trùng bị mắc kẹt, chết sau bị tiêu hóa © 2013 Giáo dục thiên nhiên Lịch M E Benbow Một tương tác khác giống với săn mồi động vật ăn cỏ, cá thể ăn tất phần sinh vật quang hợp (thực vật tảo), giết chết (Gurevitch et al 2006) Một khác biệt quan trọng động vật ăn cỏ ăn thịt động vật ăn cỏ lúc dẫn đến chết cá thể Động vật ăn cỏ thường tảng lưới thức ăn liên quan đến việc tiêu thụ nhà sản xuất (sinh vật chuyển đổi lượng ánh sáng thành lượng hóa học thơng qua q trình quang hợp) Động vật ăn cỏ phân loại dựa phần tiêu thụ Granivores ăn hạt; grazers ăn cỏ bụi thấp; trình duyệt ăn từ bụi; frugivores ăn trái Thực vật, giống mồi, tiến hóa thích nghi với động vật ăn cỏ Dung sai khả giảm thiểu tác động tiêu cực ăn cỏ, sức đề kháng có nghĩa thực vật sử dụng hệ thống phòng thủ để tránh bị tiêu thụ Vật lý (ví dụ, gai, vật liệu cứng, chất dính) thích ứng hóa học (ví dụ, chất độc gây kích thích cấu trúc đâm hóa chất có mùi vị khó chịu lá) hai loại phòng vệ thực vật phổ biến (Gurevitch et al 2006) (Hình 9) [2] 14 Hình 9: Những gai nhọn cành cây, sử dụng làm chất chống trùng © 2013 Giáo dục thiên nhiên Lịch M E Benbow 2.2.4 Mối quan hệ ký sinh: Vật ký sinh phần trọn vẹn quần xã tự nhiên Ảnh hưởng bao trùm đến cấu trúc quần xã trở nên rõ ràng có bùng phát dịch bệnh suy giảm quần thể bị nhiễm bệnh Ký sinh xảy cá thể, ký sinh trùng, hưởng lợi từ cá thể khác, vật chủ, gây hại cho vật chủ trình Ký sinh trùng ăn mơ chủ chất lỏng tìm thấy (endoparaites) bên ngồi (ectoparaites) thể vật chủ (Holomuzki et al 2010) Ví dụ, loài bọ ve khác loài ngoại tinh phổ biến động vật người Ký sinh trùng ví dụ tốt cách tương tác lồi tích hợp Ký sinh trùng thường khơng giết chết vật chủ chúng, làm suy yếu đáng kể chúng; gián tiếp làm cho vật chủ chết bệnh tật, ảnh hưởng đến trình trao đổi chất, sức khỏe tổng thể thấp khả săn mồi tăng (Holomuzki et al 2010) Ví dụ, có loại giun trịn ký sinh số loài ốc thủy sinh Những ốc bị nhiễm bệnh số hành vi đặc trưng chúng lại tảng đá suối nơi thức ăn khơng đủ chí thời kỳ đỉnh cao hoạt động thủy cầm, khiến chúng trở thành mồi dễ dàng cho chim (Levri 1999) Hơn nữa, ký sinh trùng loài mồi gián tiếp thay đổi tương tác loài săn mồi liên quan, 15 mồi khác động vật ăn thịt mồi chúng Khi ký sinh trùng ảnh hưởng đến tương tác cạnh tranh hai lồi, gọi cạnh tranh qua trung gian ký sinh trùng (Hình 10 Ký sinh trùng lây nhiễm hai lồi liên quan (Hatcher et al 2006) Ví dụ, ký sinh trùng sốt rét Plasmodium azurophilum lây nhiễm khác hai lồi thằn lằn tìm thấy vùng biển Caribbean, Anolis gingivinius Anolis wattsi A gingivinius đối thủ cạnh tranh tốt A wattsi mẫn cảm với P azurophilum, A wattsi nhiễm ký sinh trùng Những thằn lằn tìm thấy tồn có ký sinh trùng, cho thấy ký sinh trùng làm giảm khả cạnh tranh A gingivinius '(Schall 1992) Trong trường hợp này, ký sinh trùng ngăn chặn loại trừ cạnh tranh, trì đa dạng lồi hệ sinh thái [2] Hình 10: Nhiều mơ hình khái niệm tương tác lồi có liên quan đến ký sinh trùng 16 Các tương tác + - ảnh hưởng tích cực tiêu cực, tương ứng, tài nguyên, vật chủ, động vật ăn thịt ký sinh trùng © 2013 Giáo dục thiên nhiên Ứng dụng mối quan hệ quần xã xử lý vấn đề môi trường 3.1 Nấm rễ cộng sinh mycorrhizae nơng nghiệp hữu 3.1.1 Tóm tắt: Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizal Fungi (viết tắt AMF) thành phần hệ vi sinh vật đất có vai trò thiết yếu phát triển cây, bảo vệ thực vật chất lượng đất Những loại nấm phổ biến hệ thống nông nghiệp đặc biệt phù hợp canh tác hữu chúng hoạt động phân bón tự nhiên tăng suất trồng 3.1.2 Tương tác nấm rễ cộng sinh AM: Đối với đất trồng Hệ thống rễ Mycorrhizal làm tăng diện tích hấp thụ rễ từ 10 đến 1000 lên, cải thiện đáng kể khả để sử dụng tài nguyên đất Nấm rễ cộng sinh hấp hụ chuyển tất 15 chất dinh dưỡng chính, đa lượng vi lượng cần thiết cho phát triển Hành vi rõ ràng với chất dinh dưỡng bất động P, ZN, Cu Mạng lưới nấm đất trì vận chuyển P để trồng thời gian dài [8] Nấm mycorrhizae giải phóng hóa chất mạnh vào đất hịa tan khó thu giữ P, Fe các chất dinh dưỡng liên kết chặt chẽ khác Quá trình đặc biệt quan trọng dinh dưỡng thực vật Nấm rễ cộng sinh AM tạo thành mạng lưới phức tạp, thu giữ đồng hóa chất dinh dưỡng bảo tồn vốn dinh dưỡng đất Mạng lưới rộng lớn sợi nấm quan trọng việc hấp thụ lưu trữ dinh dưỡng nước Đối với hệ thống thực hành nông nghiệp: Việc quản lý trồng ảnh hưởng đến mạng lưới nấm rễ cộng sinh, giết chết gián tiếp trực tiếp, tạo điều kiện bất lợi cho nấm AM Nhìn chung với tập qn nơng nghiệp có tác động tiêu cực đến nấm AM, khiến chúng bị giảm chủng loại số lượng [9] Ví dụ mức độ tồn dư P cao làm chậm ức chế hiệu Mycorrhizae 17 cánh đồng đậu tương Rất nhiều chứng liên quan cho thấy canh tác hữu làm tăng cường quần thể nấm rễ cộng sinh mycorrhizae [10] Đối với hoạt động vi sinh vật khác đất: Cùng với việc tương tác với tất vi sinh vật đất, nấm rễ cộng sinh tương tác với sốt ác nhân gây bệnh Nấm AM cung cấp phương tiện kiểm soát sinh học bệnh thực vật hệ thống hữu [11] Các quần thể vi khuẩn số chủng nấm thúc đẩy nảy mầm bào tử nấm Am làm tăng tỷ lệ mức độ xâm lấn rễ [12] Những tương tác cho thấy nấm AM ảnh hưởng đến hoạt động vi sinh vật đất thực vật cách kích thích rễ sản xuất tiết Phytoalexin hợp chất Phenolic [13] Đối với dinh dưỡng phát triển trồng: Mối quan hệ Asai (1944) công nhận nghiên cứu nấm rễ cộng sinh AM nốt sần số lượng lớn họ đậu Ông kết luận quần thể nấm AM đóng vai trị quan trọng việc tăng trưởng thực vật phát triển nốt sần Các lồi AM có hai đường để hấp thu dinh dưỡng tiềm năng, trực tiếp từ đất thông qua cộng sinh Con đường phát triển nấm rễ cộng sinh AM phụ thuộc vào ba trình: hấp thu chất dinh dưỡng sợi nấm đất, khoảng cách sợi nấm rễ mặt tiếp xúc trực tiếp sinh vật cộng sinh Các sợi nấm hấp thụ dinh dưỡng vượt khu vực bị cạn kiệt thông qua hấp thụ rễ, chúng tăng hiệu mà khối lượng đất khai thác Do đó, ảnh hưởng xâm nhập nấm AM đến dinh dưỡng Photpho thường lớn tác động gián tiếp đến khía cạnh khác q trình chuyển hóa thực vật, ảnh hưởng đến việc tìm kiếm dinh dưỡng khác bị che dấu đất 3.1.3 Nấm rễ cộng sinh mycorrhizae đóng góp cho nơng nghiệp, cải thiện mơi trường Nấm rễ cộng sinh mycorrhizae sinh vật đóng góp tiềm cho dinh dưỡng thực vật ức chế mầm bệnh hệ thống nông nghiệp Theo IFOAM 1998, chất phân bón hóa học, chất diệt khuẩn dễ bị hoàn tan bị cấm hoàn toàn canh tác hữu Kết hệ thống canh tác hữu thường có nồng độ P có sẵn đất thấp hệ thống canh tác truyền thống [14] Ngoài canh tác hữu cơ, nguyên tố P chất dinh dưỡng đa lượng khơng thể có thơng qua q trình cố định sinh học phong hóa khống chất Đo đó, nơng dân phụ thuộc vào việc tạo chất dinh dưỡng từ tàn 18 dư thực vật, phân bón bổ sung supe lân để đáp ứng nhu cầu Photpho thực vật Nấm rễ cộng sinh mycorrhizae hình thành sợi nấm đất mở rộng rễ, vận chuyển chất dinh dưỡng từ đất đến cây, minh chứng cải thiện công dụng Nito Photpho nguyên liệu Điều khiến cho cung cấp lượng Photpho đầy đủ mà khơng cần dùng đến loại muối hịa tan (Joner, 1996) Việc tăng số lượng AM cho thấy cải thiện khả cố định đạm họ đậu, tăng hấp thụ Photpho giúp làm giảm nhu cầu phân bón hóa học vấn đề liên quan đến nhiễm nước khơng khí Thử nghiệm kiểm chứng cánh đồng lớn Bangladesh (Mridha and Xu, 2001) Ngoài thử nghiệm cam quýt, trà, cà phê, cao su, cọ dầu vườn ươm, nơi tiếp xúc từ đầu với nấm rễ cộng sinh, cho thấy phát triển vượt trội sau cấy 3.2 Quan hệ vật - mồi ốc sên châu Á mầm bệnh rỉ sét cà phê 3.2.1 Bệnh rỉ sắt cà phê Bệnh gỉ sắt thường xuất chủ yếu cà phê Bệnh xuất chủ yếu lá, tiếp đến thân, Cây nhiễm bệnh bị rụng dẫn đến kiệt sức cây, héo úa đậu dẫn tới suất sản lượng Khi bị bệnh gỉ sắt nặng chết [15] Khi cà phê bị nhiễm bệnh gỉ sắt mặt cà phê xuất hiên chấm nhỏ màu bàng nhạt, giống với giọt dầu Sau thường gian chấm lớn dần phía xuất lớp bột màu cam Lớp bột bào tử nấm gỉ sắt Dần dần bào tử ăn rộng bề mặt chuyển dần từ màu cam sang màu trắng Dần dần bào từ biến để lại vết bệnh màu nâu bị cháy Các vết bệnh xuất nhiều nơi mặt lá, với khả lan rộng chúng liên kết với biến thành vết cháy lớn khiến toàn bề mặt bị hết sắc tố khiến rụng Khi bệnh nặng ăn sâu đến thân cà phê kiệt quệ mà chết [15] 19 Hình 11: Ảnh cây phê bị nhiễm bệnh rỉ sắt Nguồn: Zachary hajian-forooshani, National Geographic 3.2.2 Biện pháp phịng trừ bệnh rỉ sắt Có nhiều biện pháp sử dụng giống kháng bệnh, Ghép chồi vơ tính dịng có suất cao có khả kháng bệnh hay sử dụng biện pháp hóa học Và sử dụng biện pháp hóa học người nông dân ưa chuộng Khi phát bị bệnh, người nông dân sử dụng loại thuốc bảo vệ thực vật Viben-C 50BTN, Tilt Super 300EC, Anvil 5SC, Dizeb-Mb45 80 WP,… để trị bệnh rỉ sắt trồng, không sử dụng liều lượng khả thuốc chữa bệnh bị dư thừa cao Từ dẫn đến ô nhiễm môi trường đất nuối ca phê [15] 3.2.3 Điều trị bệnh rỉ sắt cà phê từ ốc sên châu Á Các nhà khoa học ứng dụng mối quan hệ vật - mồi ốc sên châu Á (vật chủ) mầm bệnh gỉ sét cà phê (con mồi) để khắc phục hạn chế việc xuất gỉ sét cà phê hư hại trồng Đây phát quan trọng giúp hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật gây ô nhiễm môi trường Trong tiến hành nghiên cứu thực địa khu vực miền núi trung tâm Puerto Rico vào năm 2016, nhà sinh thái học Đại học Michigan nhận thấy vệt nhỏ ốc sên màu cam sáng mặt cà phê bị rỉ sét, loại sâu bệnh quan trọng mặt kinh tế [16] Bị hấp dẫn điều đó, họ tiến hành quan sát thực địa thí nghiệm phịng thí nghiệm nhiều năm cho thấy loài ốc xâm lấn phổ biến Bradybaena sameis, thường gọi ốc sên châu Á thường loài ăn 20 thực vật, thay đổi chế độ ăn uống để tiêu diệt mầm bệnh gây cà phê bệnh gỉ sắt - mầm bệnh mà tàn phá đồn điền cà phê khắp châu Mỹ Latinh năm gần [16] Bây nhà nghiên cứu U-M khám phá khả B sameis loài ốc sên khác, phần nhóm động vật lớn gọi gastropods, sử dụng biện pháp kiểm soát sinh học để giúp kiềm chế bệnh gỉ sắt cà phê Nhưng nhà sinh thái học, họ nhận thức sâu sắc nhiều nỗ lực tai hại việc kiểm soát sinh vật gây hại khứ [16] Đây lần lớp chân bụng (gastropods) mô tả tiêu thụ mầm bệnh phát có ý nghĩa việc kiểm sốt Puerto Rico, tiến sĩ UM, Zachary Hajian-Forooshani, tác giả báo xuất trực tuyến ngày 12 tháng tạp chí Sinh thái học [16] “Nhưng cần có thêm nghiên cứu để hiểu đánh đổi tiềm B sameis loại lớp chân bụng khác cung cấp cho hệ thống nông nghiệp cà phê, theo hiểu biết yếu tố khác hệ thống”, ông John Vandermeer, giáo sư nhà sinh thái học UM, John Vandermeer, giáo sư Khoa sinh thái sinh học tiến hóa [16] Nhà sinh thái học Vandermeer U-M Ivette Perfecto, giáo sư Trường Môi trường Bền vững, lãnh đạo nhóm giám sát bệnh gỉ sắt cà phê cộng đồng kẻ thù tự nhiên 25 trang trại khắp vùng sản xuất cà phê Puerto Rico Những kẻ thù tự nhiên bao gồm ấu trùng ruồi, ve cộng đồng nấm đa dạng đáng ngạc nhiên sống cà phê, bên bên cạnh đốm màu cam đánh dấu vết gỉ sắt cà phê Hajian-Forooshani nghiên cứu tất kẻ thù tự nhiên cho luận án tiến sĩ [16] “Trong tất kẻ thù tự nhiên mà nghiên cứu, loài thuộc lớp chân bụng Puerto Rico rõ ràng rõ ràng bào tử nấm rỉ sắt,” ơng nói email từ Puerto Rico [16] Đứng đầu số loài lớp chân bụng B sameis, có nguồn gốc từ Đơng Nam Á loài ốc đất xâm lấn phân bố rộng rãi giới Nó có vỏ màu nâu nhạt dài từ 12 đến 16 milimét (khoảng nửa đến hai phần ba inch) [16] Trong báo Sinh thái học họ, Hajian-Forooshani, Vandermeer Perfecto mô tả thí nghiệm cà phê bị nhiễm bệnh ốc 21 B sameis đặt thùng chứa tối Sau 24 giờ, số lượng bào tử nấm gỉ sắt giảm khoảng 30% [16] Tuy nhiên, ốc sên chịu trách nhiệm cho việc giảm khoảng 17% số lượng tổn thương gây kẻ thù tự nhiên khác bệnh gỉ sắt cà phê, nấm ký sinh lecanicillium lecanii [16] Hình 12: Ốc sên châu Á, Bradybaena, bò cà phê với nấm gỉ sắt Nguồn: ZACHARY HAJIAN-FOROOSHAN TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] PGS.TS Nguyễn Thị Loan (Chủ biên), TS Nguyễn Kiều Băng Tâm, Sinh thái sở, Chương 4: Sinh thái học quần xã, 4.1 Khái niệm chung quần xã, 4.3 Mối quan hệ loài quần xã [2] Khan Academy, Science, Ecology, Ecological relationships [3] Porat, D.; Chadwick-Furman, N.E (2005) “Effects of anemonefish on giant sea anemones: Ammonium uptake, zooxanthella content and tissue regeneration” (PDF) Marine and Freshwater Behaviour and Physiology 29 (1): 43–51 [4] “Clown Anemonefish” Nat Geo Wild: Animals National Geographic Society [5] Holbrook, S J and Schmitt,R J Growth, reproduction and survival of a tropical sea anemone (Actiniaria): benefits of hosting anemonefish, 2005 [6] “Clown Anemonefishes, Amphiprion ocellaris” Marinebio The MarineBio Conservation Society 22 [7] Joseph T Szczebak; Raymond P Henry; Fuad A Al-Horani; Nanette E Chadwick (3 tháng 11 năm 2012) “Anemonefish oxygenate their anemone hosts at night” The Journal of Experimental Biology [8] Hodge, 2000; Jeffries and Barrea, 1994; Lange and Vlek, 2000 [9] Helgason et al, 1998; Menendez et al, 2001 [10] [11] [12] Bending et al, 2004; Mader et al, 2000 Siddiqui et al., 1998; Harrier and Watson, 2004; Whipps, 2004 Johansson et al., 2004 [13] Morandi, 1996; Norman and Hooker, 2000 [14] Gosling and Shepherd, 2005 [15] Báo điện tử VIENEAKMAT.COM, Cà phê, Tìm hiểu bệnh rỉ sắt cà phê cách phòng trừ [16] Science Daily, Materials provided by University of Michigan, Journal Reference: Zachary Hajian‐Forooshani, John Vandermeer, Ivette Perfecto Insights from excrement: invasive gastropods shift diet to consume the coffee leaf rust and its mycoparasite Ecology, 2020; DOI: 10.1002/ecy.2966 23 ... LỤC Tổng quan quần xã mối quan hệ quần xã 1.1 Khái niệm quần xã: 1.2 Mối quan hệ quần xã gì? 1.3 Các mối quan hệ quần xã: Các mối quan hệ quần xã ví dụ 2.1 Tương tác dương (+) 2.1.1 Mối. .. 1.3 Các mối quan hệ quần xã: Các mối quan hệ Tương tác Tương tác âm (-) dương (+) V C H Hãm sinh Vật mồi Cạnh tranh K Ký sinh Hội sinh Các mối quan hệ quần xã ví dụ 2.1 Tương tác dương (+) Các mối. .. .21 Tổng quan quần xã mối quan hệ quần xã 1.1 Khái niệm quần xã: Quần xã sinh vật tập hợp quần thể thuộc nhiều loài, phân bố sinh cảnh xác định với mối tương tác chúng với với môi trường để