Tủ sấy;
Kim côn trùng;
Kính lúp hai mắt;
Kính hiển vi soi nổi;
Tấm gỗ mềm hoặc xốp để cắm mẫu;
Hộp trƣng bày cơn trùng;
Hóa chất
Etyl Axetat;
Naphthalene.
2.3. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu trong đề tài này là tất cả các cá thể trƣởng thành của các loài thuộc họ Lucanidae tại Vƣờn Quốc gia Tam Đảo – Tỉnh Vĩnh Phúc.
2.4. Phƣơng pháp điều tra, thu thập mẫu vật ngoài tự nhiên 2.4.1. Thu thập mẫu vật ban đêm bằng bẫy đèn 2.4.1. Thu thập mẫu vật ban đêm bằng bẫy đèn
Lợi dụng đặc tính bị hấp dẫn bởi ánh sáng của các loại cánh cứng (Coleoptera) nói chung và Lucanidae nói riêng, chúng tơi đã sử dụng “bẫy đèn” để thu bắt các loài cánh cứng thuộc họ Lucanidae [17].
Lựa chọn thời gian: Lựa chọn thời gian đặt bẫy rất quan trọng và có tính
quyết định đến thành công của phƣơng pháp này. Thời gian thu thập trong năm thƣờng là các tháng mùa hè từ tháng 5 đến tháng 8 (đối miền Bắc và Bắc miền Trung). Đặt bẫy đèn vào ban đêm từ 6h chiều đến hết đêm. Tránh các đêm có trăng trịn, thƣờng các ngày đặt bẫy là từ sau ngày 17 âm lịch hàng tháng đến trƣớc ngày 10 tháng sau (Các ngày khác có thể thu thập đƣợc nhƣng hiệu quả không cao do ánh sáng trăng át ánh sáng của bẫy đèn). Bên cạnh đó các đặc điểm về thời tiết có thể ảnh hƣởng tới kết quả thu thập nhƣ ảnh hƣởng của mƣa, gió, bão, độ ẩm khơng khí [17]…
Lựa chọn vị trí: Lựa chọn vị trí đặt bẫy ở vùng đất trống trải, cách xa các các
bụi cây rậm rạp (tránh làm che khuất tầm lan tỏa ánh sáng). Đặt bẫy ở địa điểm trên cao nhìn xuống các khoảng rừng [17].
Sắp đặt bẫy đèn: căng bạt lên trên khung đỡ (chiều cao khoảng 1,5- 2,0m
chiều rộng khoảng từ 2,0-2,5m) hƣớng bề mặt bạt về phía dự định bắt. Treo đèn lên đỉnh của bạt. Bóng đèn chọn loại cao áp có cơng suất 250W để tầm lan tỏa đƣợc xa. Lucanidae bị hấp dẫn bởi ánh sáng và bay về phía nguồn sáng đập vào bạt rơi xuống giúp ngƣời thu thập có thể thu thập dễ dàng. Mẫu vật thu thập đƣợc cho vào lọ độc, có các chất gây ngạt nhƣ Etyl axetat, Cloroform hay Ete... Chú ý tránh trƣờng hợp cho nhiều cá thể vào cùng lúc, chúng có thể đánh nhau gây gãy hỏng mẫu vật. Sau một thời gian lấy mẫu ra để vào hộp bảo quản ghi rõ các thông tin về mẫu vật (ngày, tháng, địa điểm thu mẫu, các điều kiện thời tiết khí hậu, nếu có).
2.4.2. Thu thập mẫu vật vào ban ngày
Ban ngày một số lƣợng lớn cá thể của các loài thƣờng trốn trên các cành cây gỗ. Nhiệm vụ của ngƣời thu thập là tìm các loại cây mà Lucanidae thƣờng xuyên xuất hiện, cố gắng tìm kiếm và sử dụng vợt cán dài để bắt. Lợi dụng đặc điểm giả chết (play death) của một số loại cánh cứng trong đó có Lucanidae chúng ta có thể sử dụng phƣơng pháp đập (beating method) để thu giữ mẫu vật của nhóm này. Cách làm nhƣ sau: Sử dụng các loại lƣới, bạt vây quanh gốc cây, cái ô lật ngƣợc đặt dƣới tán cây hoặc dụng cụ chuyên dùng (beating sheet). Ngƣời thu thập nhẹ nhàng dùng gậy dài gõ nhẹ, côn trùng thấy động sẽ giả chết, rời khỏi chỗ trú ẩn (cành cây) rơi vào trong tấm bạt hoặc ô mà ta đã chuẩn bị trƣớc (chú ý phải làm đập nhanh nhƣng nhẹ nhàng vào các cành cây tránh làm gãy cành, gây nguy hiểm cho chính các loại cơn trùng trú ẩn trên tán lá và làm cho côn trùng bị động bay đi mất hoặc rơi ra ngồi dụng cụ thu giữ của mình). Thu thập cơn trùng sống trên tán cây theo phƣơng pháp này nên tránh những lúc gió to vì khi có gió to hoặc làm cho cơn trùng đã rơi xuống trƣớc hoặc kiên quyết bám chặt lấy cành lá và không dễ dàng rơi xuống khi bị gõ nhẹ [17].
Địa điểm tốt nhất cho thu thập côn trùng bằng phƣơng pháp này là dƣới các tán cây ở bìa rừng hoặc dọc đƣờng mịn trong rừng, hoặc các lối đi. Các địa điểm quá trống trải, quá rậm rạp hoặc thiếu ánh sáng đều không phải là nơi lý tƣởng để thu thập côn trùng theo phƣơng pháp này. Thời gian lý tƣởng cho phƣơng pháp này là sáng sớm hoặc chạng vạng tối. Một số loài Lucanidae và Ruteninae thƣờng tụ tập ở đầu các cụm hoa để hút mật, chúng ta sử dụng vợt cán dài khéo léo hứng phía dƣới cụm hoa và lắc cũng có thể thu đƣợc chúng [17].
Nếu có địa điểm là một đỉnh cao, địa hình trống trải vào những lúc trời có nắng và gió nhẹ chúng ta có thể sử dụng vợt cán dài đứng trên đỉnh, lợi dụng tập tính một số lồi cơn trùng thuộc họ Lucanidae thƣờng đón gió bay lên cao, tiến hành thu thập bằng vợt cầm tay [17].
2.4.3. Thu thập trong thân cây gỗ mục
Một số lồi cơn trùng cánh cứng thuộc tộc Figulini của họ Lucanidae thích trốn mình trong các khe hở của thân gỗ mục. Để thu thập chúng, chúng ta sử dụng rừu hoặc tay bóc vỏ cây, bộc lộ các khe hở ra và tìm kiếm chúng [17].
2.5. Xử lý và bảo quản mẫu vật
Bƣớc 1: Mẫu vật đƣợc thu giữ ở thực địa đƣợc xử lý trong lọ độc chứa Etyl
axetat. Để riêng từng cá thể, Đánh số, ghi nhãn cho vào hộp mang về phịng thí nghiệm.
Bƣớc 2: Ở phịng thí nghiệm, định loại sơ bộ các mẫu vật thu đƣợc, nếu mẫu
vật nào đã biết thì làm tiếp theo bƣớc 3. Với mẫu vật chƣa định loại đƣợc thì ngâm mẫu vật vào nƣớc nóng, dùng panh nhọn nhẹ nhàng bộc lộ phần cơ quan sinh dục đực ra ngoài đốt bụng cuối.
Bƣớc 3: Mẫu vật đƣợc định hình bằng gim kim loại và sấy khô trong máy
Bƣớc 4: Sau khi sấy khô ta cố định mẫu vật vào các hộp bảo quản; ghi rõ
nguồn gốc, thời gian, địa điểm và ngƣời thu mẫu. Bảo quản mẫu vật ở nơi khơ thống, chú ý phòng tránh kiến [17].
Bƣớc 5: Tiến hành nghiên cứu, định loại theo các tài liệu đã công bố của
Araya K., 1993, 2003 ([7], [10]); Arrow, 1950 [12]; Bennesh, 1950 [15]; Didier, 1953 [18]; Fujita, 2010 [21]; Krajcik, M., 2001 [22]; Krajcik M., 2008, [23]; Maeda T., 2009, 2010, 2012; [27], [28], [29]; Mizunuma, 1994 [32]; Pisuth, 2008 [33]…
2.6. Đặc điểm hình thái của Lucanidae trƣởng thành
Lucanidae trƣởng thành có kích thƣớc từ 8mm đến 118 mm. Lucanidae là nhóm có đặc điểm dị hình giới tính rõ rệt (sexual dimorphism) [11], đa số cá thể đực trƣởng thành thƣờng có kìm mở rộng và uốn cong, trên đó có các gai lớn trơng giống nhƣ bộ sừng của loài hƣơu, trong khi con cái có kìm ngắn, mập [11], [25], [39]. Do đó nó có tên là bọ Sừng hƣơu (stag beetles), ở một số vùng ngƣời ta còn gọi chúng với tên khác là bọ kẹp kìm, bọ ngà... Tuy nhiên cá thể đực và cái của các loài thuộc các tộc nhƣ: Nigidiini; Figulini;… không phân biệt rõ nhau bằng hình thái ngồi của kìm. Kìm của Bọ sừng hƣơu là một đặc điểm quan trọng để nhận biết và phân loại các lồi trong họ. Kìm do hàm trên (mandibles) kéo dài, tạo với cơ thể
một góc 1800, đƣợc dùng để chiến đấu tranh giành con cái. Cơ thể các lồi
Lucanidae thƣờng có hình dạng hơi dẹt theo hƣớng lƣng bụng, thon dài. Lucanidae có màu từ đen tới hơi nâu đỏ, thỉnh thoảng ta bắt gặp một số lồi có màu đỏ gạch, màu đồng. Tỷ lệ giữa các phần mặt lƣng có tỷ lệ ổn định đối với từng lồi. Đầu nhơ ra hƣớng thẳng về phía trƣớc [15], [16].
Lucanidae là một Họ cánh cứng có mức độ đa hình (polymorphism) rất cao. Mặc dù đƣợc bao bọc bên ngoài bằng một lớp vỏ cứng bằng chitin nhƣng khơng phải hình dạng của tất cả các cá thể cùng lồi đều giống hệt nhau [22]. Các cá thể Lucnaidae cùng một loài thƣờng có hình dạng giống nhau ở một hay nhiều điểm nhất định, các đặc điểm khác có thể khác nhau [22], [23]. Việc nghiên cứu định loại Lucanidae phải dựa trên kiến thức và kinh nghiệm để chỉ ra đƣợc đâu là đặc điểm
điển hình và đặc trƣng của lồi đó. Tuy vậy có một đặc điểm rất quan trọng và luôn ln đặc trƣng cho lồi đó là đặc điểm của bộ phận sinh dục (đáng chú ý là bộ phận sinh dục của con đực- genitalia) hoặc phức tạp hơn là đặc điểm hệ gen [6], [36]. Do đó mơ tả một lồi nào đó ngồi mơ tả về hình thái ngồi cịn nhất thiết phải đi kèm với mô tả của bộ phận sinh dục của mẫu chuẩn (Holotype) [40].
Hình 2.7. Mặt lƣng Prosopocoilus confucius (Nguồn: Nguyễn Quang Thái, 2012)
Đầu (head): là một trong 3 phần chính (đầu, ngực, bụng) của cơn trùng. Đầu
có các giác quan chính giúp Lucanidae tiếp xúc với môi trƣờng xung quanh nhƣ mắt, ăngten, các Palp…
Râu đầu (antena): Ở hầu hết các loài thuộc họ Lucanidae, râu đầu của
chúng gấp khúc (Elbowed) đây là một đặc điểm đặc trƣng của họ Lucanidae trong liên họ bọ hung [16]. Râu đầu gồm 10 đốt trong đó đốt đầu tiên kéo dài có độ dài tƣơng đƣơng tổng chiều dài các đốt còn lại, 3- 7 đốt cuối cùng tạo thành một nhóm có hình chùy khơng gắn chặt lại đƣợc với nhau (White 1983; Lawrence and Britton 1991; Triplehorn and Johnson 2005). Tuy nhiên, ở phân họ nhỏ Aesalinae đốt râu đầu đầu tiên khơng kéo dài, các đốt cuối có thể đóng lại với nhau một cách lỏng lẻo làm cho một số tác giả cho rằng chúng là thành viên của họ Trogidae (Scarabaeoidea e.g., Kikuta 1986).
Hình 2.9. Râu đầu của Lucanus angusticornis (Nguồn: Nguyễn Quang Thái, 2012)
Mắt là dạng mắt kép (compose eyes) không thấy tồn tại mắt đơn (ocilli) ở
dạng trƣởng thành. Mắt ở các giống khác nhau có khác nhau ở đặc điểm của khóe mắt (canthy). Khóe mắt có thể phân chia mắt hoàn toàn (tộc Odontolabini) hoặc không hồn tồn (Tộc Cladognathini) hoặc khơng hề phân chia (Tộc Cyclommatini) [35].
Hình 2.10. Đầu của Neolucanus nitidus với mắt bị phân cắt hoàn toàn (Nguồn: Nguyễn Quang Thái, 2012) (Nguồn: Nguyễn Quang Thái, 2012)
Gốc môi (clypeus) và môi trên (labrum) cùng hƣớng ra phía trƣớc, khác
nhau về hình dạng, kích thƣớc ở mỗi lồi.
Hàm trên (Mandibles) là đặc điểm điển hình của họ Lucanidae, chúng kéo
dài vƣợt quá đỉnh của môi trên một cách nổi bật. Ở hầu hết các loài Lucanidae (đặc biệt phân họ Lucaninae) con đực có kìm mở rộng, cong, có gai và kéo dài giúp đánh nhau để tranh giành con cái khi giao phối, không bao giờ dùng để tìm kiếm hay đào bới thức ăn (ở ấu trùng chúng sử dụng hàm trên nhƣ cái nạo để ăn gỗ). Đối với con cái thì mandibles thƣờng ngắn hơn nhƣng nhọn và khỏe hơn giúp chúng dễ dàng đào hang trong hốc cây để đẻ trứng, đây là đặc điểm khác biệt rất lớn giữa hai giới đực và cái [11], [24].
Hàm dƣới (Maxillae) có 2 Palp (Maxillae palp), mỗi palp có 4 đốt, và mơi
dƣới (labium) có 2 palp (labium palp) mỗi palp có 3 đốt [20].
Đơi cánh trƣớc (elytra) cứng che phủ hoàn toàn các đốt bụng có tác dụng
bảo vệ phần bụng và cánh sau, có hay khơng có các khía (stria). Cánh trƣớc đóng vai trị nhƣ là bánh lái trong khi bay [20], [24].
Đôi cánh sau (hind wings) có dạng màng mỏng xếp gọn gàng phía trong
cánh trƣớc. Chỉ đƣợc giang rộng ra khi bay và là cánh đóng vai trò tạo động lực nâng cơ thể chúng lên [20], [35].
Tấm scutellum là tấm nhỏ ở mặt lƣng, chúng nằm trên đốt ngực thứ 2 ở
phần gốc cánh trƣớc. Ở Lucanidae tấm scutellum lộ rõ hình tam giác hay dạng parabol, hình dạng của nó cũng là một đặc điểm quan trọng trong phân loại [35].
Tấm hậu môn (Pygidium) thƣờng bị cánh trƣớc che hoặc chỉ lộ ra một ít. Ba đơi chân, mỗi đơi nằm trên một đốt ngực. Mỗi chân gồm có các đốt: gốc
(coxa – hip), chuyển (trochantor), đùi (femur), cẳng (tibia) và bàn (tarsa). Các đốt gốc (coxa) nằm ngang, đốt gốc chân sau (metacoxa) không cắt đốt bụng thứ nhất, ống chân trƣớc (protibia) có một cựa (spur) ở đỉnh. Ống chân giữa (mesotibia) và ống chân sau (metatibia) có hai cựa ở đỉnh; có hoặc khơng có các gai nhỏ, đây là đặc điểm quan trọng dùng trong định loại các giống của Lucanidae; ngồi ra cịn có đƣờng lằn chạy dọc ống chân, có hai cựa ở đỉnh; cựa liền sát nhau và không bị phân cách nhau bởi đốt bàn chân sau. Bàn chân 5-5-5 tức là mỗi bàn chân đều có 5 đốt, đầu mút đốt cuối của mỗi bàn chân có hai vuốt (claw), kích thƣớc tƣơng đƣơng nhau, cấu trúc đơn giản, có tấm đệm vuốt (empodium), đầu đốt bàn thứ 5 hơi mở rộng gần bằng một nửa chiều dài của vuốt, có 2 đến nhiều lơng [16], [20], [35].
Ngực: có 3 đốt mỗi đốt mang một đôi chân.
Tấm lƣng đốt ngực trƣớc (pronotum) thƣờng lồi nhẹ, theo nhiều hình thức
khác nhau, chiều ngang thƣờng hẹp hơn bề ngang của cánh trƣớc (khi đo ở điểm dài nhất), có hoặc khơng có các lỗ điểm.
Phần bụng (abdomen) thƣờng nhìn thấy 5 đốt tấm bụng, đốt bụng đầu tiên
không bị phân cắt bởi đốt gốc chân sau, đốt bụng cuối (pygidium) hầu hết đƣợc che phủ hoàn toàn bởi đôi cánh trƣớc. Đốt bụng thứ 9 nằm sâu trong cơ thể và là cơ quan chứa bộ phận sinh dục (còn gọi là Aedeagus) [16], [18].
Cơ quan sinh dục đực có ba thuỳ (trilobed) (Theo Didier et al.,1953;
Scholtz, 1990), hai thuỳ đối xứng (Parameres) và một thuỳ giữa (median lobe). Đầu mút thùy giữa thƣờng có một sợi dài (flagellum)…. [20], [35]
Hình 2.11. Cấu tạo Cơ quan sinh dục của Prosopocoilus crenulidens (Nguồn: Nguyễn Quang Thái, 2012)
2.7. Phƣơng pháp nghiên cứu và định loại
Đặc điểm hình thái của Lucanidae dùng trong nghiên cứu đƣợc thống nhất nhƣ sau: Chiều dài đƣợc đo từ đỉnh của hàm trên đến điểm cuối cùng của đôi cánh trƣớc; chiều rộng đƣợc đo ở điểm rộng nhất của đôi cánh trƣớc; màu sắc đƣợc xác định dƣới ánh sáng tự nhiên; hàm trên đƣợc miêu tả là dài khi chiều dài của nó tính từ đỉnh tới gốc dài hơn chiều dài của đầu, hàm trên ngắn nếu ngắn hơn hoặc bằng chiều dài của đầu [40]; canthus miêu tả là dài nếu phân chia hơn một nửa mắt, miêu tả là trung bình nếu phân chia một nửa mắt và ngắn nếu phân chia ít hơn một nửa mắt, phân cắt hồn tồn mắt và hồn tồn khơng phân chia mắt thành hai nửa mắt trên và mắt dƣới [35]
Định loại chủ yếu dựa trên danh mục bằng hình ảnh các lồi Lucanidae của thế giới do tác giả Hiroshi Fujjita năm 2010 [21]. Q trình phân tích mẫu vật chủ yếu là q trình định danh, dựa vào các mô tả gốc, mô tả lại và dựa trên các tài liệu tổng hợp khác. Dựa vào các đặc điểm hình thái ngồi, nhƣ màu sắc hình dạng, kích thƣớc và đặc biệt là cấu tạo của bộ phận sinh dục để so sánh đánh giá đƣa ra kết luận về tên loài [35].
Các số liệu đƣợc lƣu trữ trích xuất thống kê và tính tốn với sự hỗ trợ của phần mềm Microsoft office excel trên Window XP.
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Thành phần lồi cơn trùng họ Lucanidae thu thập ở Tam Đảo
Trong quá trình điều tra thu thập vật mẫu tại Vƣờn Quốc gia (VQG) Tam Đảo chúng tôi đã thu đƣợc 296 cá thể côn trùng thuộc họ Lucanidae. Phân tích định loại dựa vào hình thái ngồi chúng tơi thu đƣợc kết quả trình bày trong Bảng 2. Đã có 30 lồi thuộc 11 giống đƣợc chúng tơi ghi nhận trong nghiên cứu này. Các giống
bao gồm Prosopocoilus; Serrognathus; Dorcus; Lucanus; ; Rhaetulus;
Odontolabis; Neolucanus; Cyclommatus; Katsuraius; Nigidius. Trong số các loài
đã đƣợc phát hiện có 28 lồi đã định đƣợc tên, cịn 2 lồi chƣa định đƣợc tên, ở dạng sp., đó là Neolucanus sp. 1 và Neolucanus sp.2.
Bảng 3.1. Thành phần loài Lucanidae tại VQG Tam Đảo
STT Danh sách loài thu giữ đƣợc Số cá thể
thu đƣợc
Tỉ lệ phần trăm (%)
1 Prosopocoilus suturalis (Olivier, 1789) 6 2,03
2 Prosopocoilus oweni (Boileau,1901) 8 2,70
3 Prosopocoilus crenulidens (Fairmaire, 1895) 22 7,43
4 Prosopocoilus denticulatus (Boileau, 1901) 7 2,36
5 Prosopocoilus gracilis (Saunders, 1854) 51 17,23
6 Prosopocoilus confucius (Hope, 1842) 4 1,35
7 Prosopocoilus spineus ( Didier, 1927 ) 11 3,72
8 Prosopocoilus elegans (Boimans, 1978) 1 0,34
9 Prosopocoilus doris Kriesche, 1921 3 1,01
10 Serrognathus platymelus (Saunders, 1854) 2 0,68
12 Dorcus curvidens (Hope, 1840) 2 0,68
13 Dorcus negrei (Lacroix, 1978) 3 1,01
14 Lucanus angusticornis Didier, 1925 10 3,38
15 Lucanus planeti Planet, 1899 7 2,36
16 Hexarthrius vitalisi Didier, 1925 4 1,35
17 Rhaetulus speciosus Boileau, 1911 4 1,35
18 Odontolabis siva (Hope et Westwood, 1845) 4 1,35
19 Odontolabis cuvera Boileau, 1901 8 2,70
20 Odontolabis platynota (Hope et Westwood, 1845) 39 13,18
21 Neolucanus fuscus Didier, 1926 40 13,51
22 Neolucaus parryi Leuthner, 1885 24 8,11
23 Neolucanus sinicus Boileau, 1899 10 3,38
24 Neolucanus nitidus Boileau, 1914 11 3,72
25 Neolucanus sp. 1 1 0,34
26 Neolucanus sp. 2 1 0,34
27 Cyclommatus strigiceps (Westwood, 1848). 1 0,34
28 Cyclommatus tamdaoensis Fujita, 2010 1 0,34
29 Katsuraius ikedaorum Nagai, 1996 2 0,68
30 Nigidius laoticus De lisle, 1964 1 0,34
∑ 296 100
Thông thƣờng những lồi cơn trùng có số lƣợng cá thể chiếm > 5% thì đƣợc xem là những lồi ƣu thế (Kuznetsova, 1994). Trong tổng số 30 lồi Lucanidae có