Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.

Bài học

Giới hạn sinh thái và sự thích nghi

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em đọc được một đồ thị giới hạn sinh thái để xác định khoảng thuận lợi, giới hạn dưới, giới hạn trên và điểm gây chết của một loài đối với một nhân tố sinh thái, và dự đoán được sinh vật sống hay chết khi nhân tố đó vượt ra ngoài giới hạn.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã tách nhân tố sinh thái thành vô sinh và hữu sinh (same-grade bridge). Bài này hỏi tiếp một câu cụ thể hơn: với một nhân tố nhất định — ví dụ nhiệt độ — một loài chịu đựng được bao nhiêu, và tới đâu thì nó không sống nổi nữa?

Khởi động

Cá rô phi nuôi ở miền Bắc có thể chết hàng loạt vào những đợt rét đậm kéo dài, dù nước ao chưa hề đóng băng — nhiệt độ nước lúc đó thường chỉ khoảng 6°C. Một mức nhiệt độ còn xa mới tới 0°C, vì sao vẫn đủ giết chết cả một ao cá?

Kiến thức trọng tâm

Giới hạn sinh thái là khoảng giá trị xác định của một nhân tố sinh thái, mà trong khoảng đó sinh vật có thể tồn tại và duy trì sự sống ổn định. Vượt ra ngoài khoảng này, sinh vật suy yếu dần rồi chết. Bên trong giới hạn sinh thái có ba vùng khác nhau. Ở hai đầu là điểm gây chết dưới và điểm gây chết trên — tại đó sinh vật không còn sống được. Gần hai đầu, nằm giữa điểm gây chết và vùng giữa, là khoảng chống chịu — sinh vật vẫn sống nhưng bị ức chế, sinh trưởng và sinh sản kém. Ở giữa là khoảng thuận lợi — nơi sinh vật sinh trưởng và sinh sản tốt nhất.
Ví dụ quen thuộc trong nuôi trồng thuỷ sản ở Việt Nam là cá rô phi: loài này chịu được nhiệt độ nước trong khoảng từ 5,6°C đến 42°C, còn khoảng thuận lợi nhất — nơi cá lớn nhanh, sinh sản tốt — nằm trong khoảng 20°C đến 35°C. Ngoài hai mốc 5,6°C và 42°C, cá rô phi không còn sống được nữa. Đây là lý do một đợt rét đậm kéo dài, đưa nhiệt độ nước xuống sát mốc 5,6°C, có thể khiến cả ao cá chết hàng loạt dù nước chưa đóng băng.
Mỗi loài thích nghi với môi trường sống quen thuộc của nó qua nhiều đặc điểm hình thành dần qua nhiều thế hệ, không phải điều một cá thể tự thay đổi được ngay trong đời mình. Cây sống ở vùng khô hạn thường có lá biến thành gai hoặc phủ lớp sáp dày để giảm mất nước, thân mọng nước để dự trữ. Cây đước, cây mắm ở rừng ngập mặn Cần Giờ có rễ chống toả rộng để đứng vững trên nền bùn lỏng, và có rễ thở nhô lên khỏi mặt bùn để lấy oxygen trong điều kiện đất ngập nước thường xuyên. Những đặc điểm này khớp với giới hạn sinh thái và môi trường quen thuộc của từng loài — một loài quen với biên độ nhiệt hẹp trong rừng nhiệt đới thường chịu đựng kém hơn hẳn khi bị chuyển sang một nơi có nhiệt độ dao động mạnh.
Đồ thị giới hạn sinh thái của cá rô phi theo nhiệt độ nước: mức sinh trưởng tăng dần từ điểm gây chết dưới 5,6°C, đạt cao nhất trong khoảng thuận lợi 20-35°C, rồi giảm dần về điểm gây chết trên 42°C.Nhiệt độ nước (°C)Mức sinh trưởng của cá rô phi (tương đối)1020304020406080100Điểm gây chết dướiBắt đầu khoảng thuận lợiKết thúc khoảng thuận lợiĐiểm gây chết trênĐường giới hạn sinh thái theo nhiệt độ
Đường cong có hình mái vòm: hai đầu là điểm gây chết (mức sinh trưởng bằng 0), vùng đỉnh phẳng ở giữa là khoảng thuận lợi, hai sườn dốc nối giữa là khoảng chống chịu.
Ví dụ
Đọc đồ thị giới hạn sinh thái của cá rô phi
  1. 1

    Từ đồ thị giới hạn sinh thái của cá rô phi theo nhiệt độ, hãy xác định giới hạn dưới, giới hạn trên và khoảng thuận lợi của loài này.

  2. 2

    Trên đồ thị, mức sinh trưởng bằng 0 tại hai đầu: nhiệt độ 5,6°C (điểm gây chết dưới) và 42°C (điểm gây chết trên) — đây chính là giới hạn dưới và giới hạn trên của giới hạn sinh thái.

  3. 3

    Đỉnh của đường cong, nơi mức sinh trưởng đạt giá trị cao nhất và giữ ổn định, nằm trong khoảng nhiệt độ từ 20°C đến 35°C.

  4. 4

    Hai đoạn giữa 5,6°C-20°C và 35°C-42°C là khoảng chống chịu: cá vẫn sống nhưng sinh trưởng kém hơn hẳn so với khoảng thuận lợi.

  5. 5

    Vậy giới hạn sinh thái của cá rô phi theo nhiệt độ là 5,6°C đến 42°C, trong đó khoảng thuận lợi là 20°C đến 35°C — đúng như số liệu quen thuộc trong nuôi trồng thuỷ sản ở Việt Nam.

Ví dụ
Dự đoán khả năng sống sót khi nhiệt độ giảm sâu (dạng đề kiểm tra)
  1. 1

    Một ao nuôi cá rô phi ở miền Bắc trải qua đợt rét đậm, nhiệt độ nước giảm còn 6°C và giữ nguyên trong 5 ngày liên tiếp. Dựa vào giới hạn sinh thái đã học, hãy dự đoán điều gì xảy ra với đàn cá và giải thích.

  2. 2

    Giới hạn sinh thái của cá rô phi theo nhiệt độ là 5,6°C đến 42°C — mức 6°C chỉ cao hơn điểm gây chết dưới 5,6°C một chút, nên nằm rất gần rìa giới hạn sinh thái, không thuộc khoảng thuận lợi (20-35°C) hay khoảng chống chịu rộng.

  3. 3

    Sinh vật ở gần điểm gây chết chỉ tồn tại được trong thời gian ngắn với sức khoẻ suy yếu dần; đề bài cho nhiệt độ thấp kéo dài 5 ngày liên tục, đủ lâu để làm suy yếu nghiêm trọng, không phải một đợt lạnh thoáng qua.

  4. 4

    Vì nhiệt độ nằm sát điểm gây chết dưới và kéo dài nhiều ngày, khả năng cao đàn cá sẽ suy yếu nặng, một phần có thể chết, đặc biệt là cá nhỏ hoặc cá đã yếu sẵn — đúng với hiện tượng cá chết hàng loạt sau các đợt rét đậm kéo dài từng ghi nhận trong thực tế nuôi trồng.

  5. 5

    Vậy với nhiệt độ 6°C kéo dài 5 ngày, gần sát điểm gây chết dưới 5,6°C của cá rô phi, nhiều khả năng đàn cá sẽ bị chết hàng loạt hoặc suy yếu nghiêm trọng, nên người nuôi cần có biện pháp chống rét (che bạt, sưởi ấm nước) trước khi nhiệt độ giảm tới mức này.

Sai lầm thường gặp
Nhiều bạn nhầm "khoảng thuận lợi" với toàn bộ "giới hạn sinh thái" — nghĩ rằng sinh vật sống tốt như nhau trong suốt khoảng từ điểm gây chết dưới tới điểm gây chết trên. Thực ra chỉ vùng ở giữa (khoảng thuận lợi) mới là nơi sinh vật sinh trưởng và sinh sản tốt nhất; càng gần hai đầu giới hạn sinh thái, sinh vật càng bị ức chế, dù vẫn còn sống được cho tới đúng điểm gây chết.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Giới hạn sinh thái gồm ba vùng: điểm gây chết ở hai đầu (sinh vật chết), khoảng chống chịu gần hai đầu (sống nhưng yếu), khoảng thuận lợi ở giữa (phát triển tốt nhất). Thích nghi là những đặc điểm hình thành qua nhiều thế hệ, khớp với giới hạn sinh thái quen thuộc của loài.

Bài tiếp theo chuyển từ một cá thể sang nhiều cá thể cùng loài sống chung một chỗ — mở đầu cho khái niệm quần thể sinh vật.