6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN VÒNG ĐỜI CỦA TẢO
4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Nhiệt độ là một tín hiệu rõ ràng ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của rong biển, ở các nhiệt độ khác nhau có các kiểu sinh sản khác nhau.
Sự chuyển từ quá trình sinh trưởng sang sinh sản thường phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ và ánh sáng (Luning và tom Dieck, 1989; Luning, 1990).
Ở một vài loài, các bước khác nhau trong quá trình sinh sản đòi hỏi các nhiệt độ tối ưu khác nhau.
Giai đoạn conchocelis của Porphyra tenera (ở Nhật), nhiệt độ tốt nhất để hình thành bào tử đơn là 180C – 210C (Kurogy và Hirano, 1956; Dring, 1974).
Một số tảo như Ectocarpus siliculosus, Sphacelaria fucigera trong những điều kiện nhiệt độ khác nhau thì có các hình thức sinh sản khác nhau. Ở tảo Ectocarpus, thể bào tử tạo ra túi bào tử nhiều ngăn trong điều kiện 190C và tạo ra túi bà tử một ngăn ở điều kiện 100C.
Ở tảo Ectocarpus, thể bào tử tạo ra túi bào tử nhiều ngăn trong điều kiện 190C và tạo ra túi bà tử một ngăn ở điều kiện 100C.
Trong giai đoạn conchocelis của tảo Porphyra tenera khi được nghiên cứu ở Nhật Bản, nhiệt độ cực thuận cho chúng hình thành các túi đơn bào tử (monosporangium) ở nhiệt độ khoảng 210C – 270C, trong khi các đơn bào tử được giải phóng ở nhiệt độ khoảng 180C – 210C.
Chen và cộng sự năm 1970, khi nghiên cứu P. miniata ở Nova Scotia thấy rằng các túi bào tử của conchocelis được hình thành ở nhiệt độ 130C – 150C nhưng các bào tử conchocelis lại được giải phóng trong điều kiện nhiệt độ thấp 30C – 70C.
Sphacelaria sinh sản hữu tính xảy ra tại nhiệt độ cao (120C ,240C, 200C khi nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với điều kiện ngày dài khoảng 16 giờ chiếu sáng). Trong khi đó các túi tạo tế bào sinh sản một ngăn lại được tạo ra trong điều kiện nhiệt độ thấp (40C – 120C).
4.2.2. Chất lượng và cường độ ánh sáng.
Các thể giao tử của tảo bẹ có thể sinh sản khi cơ thể chỉ có vài tế bào, và quá trình sinh trưởng cũng phụ thuộc vào chất lượng và cường độ ánh sáng.
* Cường độ chiếu sáng:
Tại cường độ chiếu sáng thấp nhất, thể giao tử của một số tảo không thể phát triển được, mặc dù vậy, chúng có thể phát triển trở lại khi cường độ chiếu sáng tăng.
Luning và Neushul (1978), cho rằng: các thể giao tử dạng tản, sinh trưởng mạnh nhất ở cường độ chiếu sáng: 4W/m2. Cần 2 - 3 lần cường độ chiếu sáng trên để thể giao tử có thể tạo ra giao tử.
* Chất lượng ánh sáng:
- Ánh sáng xanh:
+ Cần cho sự phát sinh giao tử của tảo bẹ.
+ Ảnh hưởng của ánh sáng xanh ở tảo nâu do sự hấp thụ của sắc tố cryptochrome. Ánh sáng xanh gây ra sự giải phóng nhanh chóng trứng từ túi trứng (Dring, 1984).
- Ánh sáng đỏ ảnh hưởng đến rong biển do sự hấp thụ của phytocrome. Tảo đỏ hấp thụ ánh sáng đỏ bởi phycobilisome có cấu trúc tương tự như phytocrome.
Nhiệt độ và ánh sáng không tác động riêng rẽ mà cùng tác động lên sinh sản của rong biển. Loài Sphacelaria rigidula (thuộc lớp tảo nâu) khi gặp điều kiện nhiệt độ cao: 120C – 200C và trong điều kiện ngày dài: 16h chiếu sáng sẽ hình thành nhánh sinh sản còn gọi là cầu hành.
Tuy nhiên, ánh sáng và nhiệt độ không phải tác động một cách riêng rẽ mà cùng
Tuy nhiên, ánh sáng và nhiệt độ không phải tác động một cách riêng rẽ mà cùng
nhau tham gia điều khiển sự sinh sản ở tảo biển.
nhau tham gia điều khiển sự sinh sản ở tảo biển.
Nhiệt độ và ánh sáng là các yếu tố không ổn định và biến đổi theo chu kỳ mùa. Một yếu tố khác ảnh hưởng mạnh đến sinh sản của rong biển là quang chu kỳ. Quang chu kỳ là thời gian chiếu sáng trong ngày, điều khiển sinh sản của thực vật.
Theo thống kê của Dring năm 1988 ở 55 loài rong biển đều thấy có phản ứng với quang chu kỳ.
- Ở biển Mediterranean, Cortel Breeman và ten Hoopen, 1978 chỉ nhận thấy cây giao tử của loài Acrosymphyton purpuriferum vào mùa xuân và hè, còn cây tứ bào tử chỉ thấy ở điều kiện ngày ngắn, nếu phá vỡ đêm dài bằng ánh sáng trắng, xanh và đỏ thì không ức chế sự tạo thành tứ bào tử.
- Ở tảo nâu, tản mới được hình thành ở điều kiện ngày ngắn và nhiệt độ thấp: 1,50C à 150C. Trong điều kiện ngày ngắn, tức đêm dài, nếu phá vỡ đêm dài bằng giai đoạn chiếu sáng ngắn khoảng 1h thì tản sẽ không hình thành.
Sự hình thành túi tứ bào tử ở Rodochorton purpureum xảy ra trong điều kiện ngày ngắn, bị ức chế bởi chiếu ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh vào ban đêm nhưng nếu chiếu ánh sáng đỏ xa thì không gây ức chế (Dring và West, 1983).
Ảnh hưởng của quang chu kỳ đối với vòng đời của rong biển cũng tương tự như thực vật bậc cao, thời gian ảnh hưởng lên rong biển là thời gian tối chứ không phải thời gian sáng.
Đối với tảo, sự phản ứng với quang chu kỳ không được rõ ràng như ở thực vật có hoa.
Ở nhiều tảo có sự xen kẻ thế hệ dị hình, chúng thường phản ứng với các tín hiệu của môi trường để chuyển sang một giai đoạn sống khác có sự thay đổi về mặt hình thái. Với đặc điểm này giúp cho chúng thích nghi tốt hơn với điều kiện của mùa tiếp theo. Do thể sinh dưỡng mới được tạo ra có khả năng thích nghi tốt hơn với điều kiện môi trường mới (mùa mới). Các tảo có sự xen kẻ hình thái đồng hình, có sự đáp ứng về mặt sinh sản. Đến nay người ta còn thấy rằng ở các tảo đơn bội cũng có sự đáp ứng với quang chu kỳ.
Sự tác động của quang chu kỳ khác với sự tác động tổng cộng cường độ ánh sáng nhận được. Quang chu kỳ có sự thay đổi theo mùa, chúng có những tác động mạnh lên sự sinh trưởng và phát triển của tảo.
Cũng như thực vật có hoa, ở tảo khi phản ứng với quang chu kỳ chúng không đo thời gian chiếu sáng mà ngược lại chúng đo thời gian tối (trừ một số trường hợp đặc biệt như
Acrosymphyton pupuripherum, thể tứ bào tử là cây ngày dài chúng đo thời gian chiếu sáng
chứ không đo thời gian tối).
* Một số tảo phản ứng với các tín hiệu ngày ngắn của quang chu kỳ như:
Porphyra tenera (tảo đỏ): thể bào tử (conchocelis) được hình thành và sống trong
suốt mùa xuân và mùa hè, sang mùa thu dưới tác động của các tín hiệu ngày ngắn thể bào tử hình thành và giải phóng bào tử conchocelis. Bào tử phát triển thành tản porphyra (thể giao tử) và sống qua mùa thu và mùa đông, trong mùa đông xảy ra quá trình sinh sản hữu tính hình thành nên bào tử quả. Bào tử quả sang mùa xuân tiếp tục phát triển thành thể bào tử. Qua đó cho thấy, thể conchocelis đáp ứng với điều kiện ngày ngắn và cấu trúc được tạo ra trong điều kiện ngày ngắn là túi bào tử conchocelis (conchosporangia).
Bonnemaisonia hamifera (tảo đỏ): thể tứ bào tử được hình thành ở mùa hè bằng sinh
sản hữu tính. Sang mùa thu, dưới tác động của tín hiệu ngày ngắn, chúng hình thành túi tứ bào tử và giải phóng tứ bào tử.
Như vậy, thể tứ bào tử là thực vật ngày ngắn, chúng phản ứng với điều kiện ngày ngắn và cấu trúc được tạo ra trong điều kiện ngày ngắn là túi tứ bào tử (tetrasporangia).
Để điều khiển thời gian sinh sản một cách chính xác thì cần có nhiều tín hiệu của môi trường cùng tác động. Như vòng đời của Porphyra nereocystis và tảo bẹ Nereocystis
luetkeana, thể giao tử của Porphyra sống bám trên cuống của thể bào tử của Nereocystis.
Tuy nhiên, trong mùa thu và mùa đông, thể giao tử của tảo bẹ và conchocelis của Porphyra sống riêng biệt. Nereocystis sinh trưởng nhanh vào đầu mùa xuân, do đó Porphyra (conchocelis) cần giải phóng bào tử để chúng gắn lên cuống của tảo bẹ trước khi tảo bẹ vươn cao lên. Để xác định thời gian chính xác giải phóng bào tử trong mùa xuân Porphyra
nereocystis vùa phản ứng với điều kiện ngày ngắn nối tiếp với điều kiện ngày dài.
Sự tác động của các nhân tố sinh thái lên vòng đời của tảo biển không phải là sự tác động riêng lẻ của từng nhân tố sinh thái, mà là sự tác động tổng hợp của tất cả các nhân tố sinh thái. Ánh sáng và nhiệt độ cũng không tác động riêng lẽ mà chúng cùng tác động lên vòng đời của tảo biển.
PHẦN 3. KẾT LUẬN
Tảo phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên, chúng chủ yếu sống trong nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn, hình thức dinh dưỡng của chúng cũng rất đa dạng. Tảo là những sinh vật có nhân chuẩn, trong tế bào luôn có chất diệp lục, nên chúng chủ yếu sống tự dưỡng.
Tảo là ngành thực vật khá phong phú và đa dạng chiếm phần lớn diện tích đại dương. Với nhiều ngành tảo và nhiều loài khác nhau. Trong các thủy vực nước ngọt tảo cung cấp oxy và hầu hết thức ăn sơ cấp cho cá và các động vật thủy sinh khác. Tảo góp phần bảo vệ môi trường nuôi thủy sản bằng cách tiêu thụ bớt lượng muối khoáng dư thừa. Tảo có khả năng đồng hoá CO2 làm giảm hiệu ứng nhà kính, tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất.
Các yếu tố tạo nên tảo gồm 75% là chất hữu cơ (lipid, protid, glucid, vitamin) và 25% là khoáng chất, các nguyên tố vi lượng như iốt, magiê, moliden, fluo, kali... và nhiều sản phẩm quang hợp của tảo có giá trị nên được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực đời sống.
Sinh sán của tảo rất phức tạp, bao gồm nhiều hình thức sinh sản khác nhau: Sinh sản sinh dưỡng, sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính. Trong các hình thức sinh sản ta thấy rằng sinh sản sinh dưỡng, sinh sản vô tính hay trinh sản có thể giúp cho các loài tảo sinh ra một số lượng lớn cá thể con nhằm tăng nhanh số lượng cá thể của các quần thể khi gặp các điều kiện thuận lợi nhờ đó có thể tiết kiệm được nguồn năng lượng và nguồn vật chất trong quá trình sinh sản. Tuy nhiên trong các hình thức sinh sản đó vật chất di truyền của chúng không có sự thay đổi khác với hình thức sinh sản hữu tính.
Ở sinh sản hữu tính do có sự kết hợp giữa hai nguồn vật chất di truyền khác nhau (thông qua quá trình thụ tính hay tiếp hợp) và sự phân ly vật chất di truyền trong quá trình giảm phân tạo giao tử hay bào tử giảm nhiễm đã sắp xếp lại nguồn vật chất di truyền của cơ thể bố mẹ cho các thể hệ con.
Nhờ đó tạo được sự đa dạng về mặt vật chất di truyền trong các thế hệ con hay thế hệ con có nhiều biến dị về mặt di truyền. Nhờ đó giúp cho thế hệ con có thể thích nghi tốt hơn với những điều kiện biến đổi trong môi trường.
Tảo biển phản ứng với sự tác động của các nhân tố môi trường trong sinh sản bằng các hình thức sinh sản hợp lý như sinh sản vô tính hay sinh sản sinh dưỡng,…
Ánh sáng và nhiệt độ là những nhân tố giúp cho tảo biển xác định được thời gian sinh sản hợp lý. Nhờ đó giúp các giai đoạn của tảo biển (giao tử thể và bào tử thể) được sinh ra trong môi trường thích hợp cho chúng nhờ đó duy trì sự tồn tại của loài.
Sự sinh sản của tảo biển phụ thuộc vào yếu tố môi trường, đặc biệt ánh sáng đóng vai trò quan trọng.
PHẦN 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình: Sinh học đại cương_thầy Nguyễn Trung Hậu. 2. http://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/vitao01.htm 3. http://www.uni-koeln.de/~aeb25/cryptophyceae.html 4. http://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/vitao01.htm 5. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/nganh-tao-luc-chlorophyta.884244.html 6. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/tao-don-bao-thuoc-tao-luc-chlorophyta-.632796.html 7. http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/nganh-tao-giap-dinophyta.884246.html 8. http://www.sinhhocvietnam.com/vn 9. http://thuviensinhhoc.com/ebook/sinh-hoc/ 10. http://www.ebook.edu.vn/ 11. http://violet.vn/main