SINH SẢN VÀ SINH VẬT CỘNG SINH : Khám phá mới về đặc điểm địa phương và khu vực trong sinh thái học và sự sinh sản của san hô

Abstract

Coral reefs belong to the most diverse and the most threatened ecosystems on earth. Anthropogenic stressors and climate change have led to mortalities at levels unprecedented in modern times. The aims of this thesis are to investigate aspects of the corals’ ability to reproduce, disperse, adapt and survive. Papers I-III study reproduction in a common soft coral species, Sarcophyton elegans, with previously unknown reproductive modes. Paper IV investigates genetic distribution of coral-symbiont associations in Galaxea fascicularis focusing on adaptation to the environment along the coastline of Vietnam. Sarcophyton  elegans is a gonochoric broadcast spawner with a 1:1 sex ratio. Reproduction is strictly size dependent. Oogenesis takes 19-24 months, with a new cycle commencing every year. Spermatogenesis takes 10-12 months. The majority of gametes were released during the annual austral mass spawning event after full moon in November, but spawning also occur between August and February. The polyps at the outer edge of the colonies released their gametes first, followed by polyps situated closer to the center during subsequent months. Colonies upstream in the prevailing current spawn earlier than those downstream. The colonies were arranged in clusters of alternating males and females, which spawned simultaneously and were of the same genotype. Fission and buddying is a common mode to expand locally. Additionally, females undergoing fission divided into the most fecund size classes. The G. fascicularis and their associated symbionts were not genetically coupled to each other but to environmental factors. The host displayed an inshore-offshore zonation, with higher diversity offshore. The D1a symbiont exhibited an inshore- offshore zonation. In contrast; the 5 different C symbiont types showed a latitudinal distribution gradient, which shifted in dominance north to south. The study highlights the importance of protecting resilient coral and algal genotypes in stressed areas and the need to understand reproductive modes for coral conservation.Các rạn san hô là một trong những hệ sinh thái có tính đa dạng và bị đe dọa cao nhất trên trái đất. Các áp lực từ con người và nhiệt độ nước biển tăng (SSTs) đã gây ra hiện tượng “tẩy trắng” gây chết san hô ở mức độ cao chưa từng thấy trong thời điểm hiện tại. Mục tiêu của nghiên cứu này là tìm hiểu khả năng của san hô trong thích nghi, phân tán và sống sót nhằm duy trì quần thể. Bài báo số II-III là những nghiên cứu đầu tiên về đặc điểm sinh sản của loài san hô mềm phổ biến, Sarcophyton elegan tại Australia. Bài báo số IV nghiên cứu về phân bố nguồn gen của tảo cộng sinh trong loài san hô Galaxea fascicularis, tập trung vào sự thích nghi với môi trường dọc theo vùng biển Việt Nam, khu vực bị ô nhiễm từ lục địa. Sarcophyton elegans được biết với đặc điểm sinh sản cả vô tính và hữu tính. Loài này là loài sinh sản bằng cách phân tán trứng, với tỷ lệ giới tính là 1:1 và sự sinh sản hữu tính bị khống chế nghiêm ngặt bởi kích cỡ của tập đoàn (Bài báo II, phần phương pháp của Bài báo I). Quá trình tạo trứng kéo dài từ 19 đến 24 tháng với chu kỳ sinh sản lặp lại hàng năm, và sự sinh tinh kéo dài từ 10 đến 12 tháng. Phần lớn giao tử được giải phóng trong một thời gian ngắn sau ngày trăng tròn của tháng 11, nhưng giao tử vẫn được giải phóng trong ngày trăng tròn của các tháng từ tháng 8 đến tháng 1 năm sau. Các polyp autozooid nằm phía ngoài của tập đoàn giải phóng giao tử trước, sau đó là các polyp nằm gần lõi trong các tháng tiếp theo. Các tập đoàn ngược lên trong dòng chảy thịnh hành đẻ trứng sớm hơn các tập đoàn xuôi dòng khoảng một tháng (Bài báo II). Các tập đoàn được sắp xếp thành từng đám từ 7 đến hàng trăm tập đoàn trong mỗi nhóm, bao gồm cả đực và cái. Các tập đoàn trong cùng một nhóm sinh sản cùng một thời điểm. (Bài báo II) và mỗi nhóm có cùng một kiểu di truyền (Bài báo III) có đầy đủ 13 (có thể là 22) kiểu di truyền  khác nhau. Sự phân đôi và kết đôi phụ thuộc hoàn toàn vào kích thước và có lẽ là phương thức mở rộng phổ biến nhất. Sự phân đôi phải mất 2 năm hoặc hơn mới hoàn thành. Thêm vào đó, con cái trải qua quá trình phân đôi thành kích cỡ có khả năng sinh sản cao nhất (Bài báo III). Có 6 nhóm haplotypes (mtDNA) của loài G. fascicularis và tảo cộng sinh Symbiodinium (ITS2 rDNA) không đóng cặp với nhau nhưng lại gắn với các yếu tố môi trường, có thể như kết quả của phương thức sinh sản của vật chủ (Bài báo IV). Vật chủ có sự phân vùng rõ rệt giữa gần bờ và xa bờ, với sự đa dạng cao hơn hẳn của các rạn xa bờ so với các rạn gần bờ, khu vực thường xuyên bị độ đục, ô nhiễm và lắng đọng trầm tích tác động. Tảo cộng sinh Symbiodinium D1a ITS2 điểm hình của sự phân vùng gần bờ và xa bờ. Ngược lại, 5 loại C khác lại có sự phân vùng theo vĩ tuyến, với sự tăng lên rõ rệt theo chiều Bắc-Nam, cùng với sự ổn định SST và sự tăng lên của các SST. Nghiên cứu này đã chỉ rõ tầm quan trọng trong bảo vệ các loài san hô và tảo biển bản địa tại các khu vực bị đe dọa (Bài báo IV) và sự cần thiết phải hiểu các phương thức sinh sản (Bài báo II-III) và các thông số môi trường trong việc xác định mức độ đa dạn sinh học và sự hấp thụ của sinh vật cộng sinh trong san hô cứng và san hô mềm.At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 3: Manuscript. Paper 4: Manuscript