Nghiên cứu dữ liệu di truyền của động vật hoang dã: “Chìa khóa” giúp bảo tồn các loài nguy cấp đúng cách

Vượt qua các đoạn suối chảy xiết và các thác nước cao hiểm trở, vào tháng sáu vừa qua, nhóm cứu hộ thuộc Trung tâm Bảo tồn Rùa Cúc Phương và Chương trình Bảo tồn Rùa châu Á đã tái thả thành công 28 cá thể rùa đầu to được cứu hộ từ nạn buôn bán động vật hoang dã bất hợp pháp về “ngôi nhà” thiên nhiên tại một khu bảo tồn ở Việt Nam.

Những cá thể này nằm trong nhóm gần 300 cá thể động vật hoang dã đầu tiện tại Việt Nam được nhóm nghiên cứu của PGS.TS Lê Đức Minh (Đại học Khoa học Tự nhiên và Viện Tài nguyên Môi trường, ĐHQGHN) hỗ trợ xét nghiệm bệnh và sàng lọc di truyền để tìm ra sinh cảnh sống phù hợp nhất trước khi tái thả về môi trường hoang dã.

Đây là một trong những thành quả đạt được từ những nghiên cứu di truyền quần thể hiếm hoi tại Việt Nam do nhóm của PGS.TS Lê Đức Minh thực hiện, trong đó kết quả nghiên cứu tiêu biểu về sự khác biệt di truyền quần thể của một loài rùa khác là rùa bốn mắt - loài đang bị đe dọa nghiêm trọng tại Việt Nam và được nhóm của PGS.TS Lê Đức Minh nghiên cứu trước đó - vừa được công bố trong bài báo “Threats from wildlife trade: The importance of genetic data in safeguarding the endangered Four-eyed Turtle (Sacalia quadriocellata)” trên tạp chí khoa học Nature Conservation.

Nguy cơ ô nhiễm di truyền khi tái thả

Những nghiên cứu của nhóm PGS.TS Lê Đức Minh bắt nguồn từ một thực tế đáng báo động là những năm gần đây, Việt Nam đã trở thành một mắt xích quan trọng trong đường dây buôn bán trái phép động vật hoang dã khi đóng cả ba vai trò là nơi xuất khẩu, tiêu thụ và trung chuyển các mặt hàng sang các quốc gia khác như Đài Loan, Trung Quốc…

Vấn nạn này lại càng được cộng hưởng khi thu nhập của người dân ngày một cao hơn và nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm có nguồn gốc từ động vật hoang dã tăng lên chóng mặt, đẩy nhiều loài động vật quý hiếm đến bên bờ vực tuyệt chủng. PGS.TS Lê Đức Minh cho biết: “Một số loài như Rùa Hồ Gươm, Sao La hay một loài đặc hữu của Việt Nam là Rùa Trung Bộ có thể nói gần như đã tuyệt chủng trong thiên nhiên”.

Trước tình hình cấp bách ấy, một trong những giải pháp hiệu quả để bảo tồn các loài động vật nguy cấp này là tái thả các cá thể thu giữ được trong buôn bán trở lại môi trường sống tự nhiên để phục hồi các quần thể. Nhưng việc tái thả này không thể tiến hành một cách tùy tiện mà cần phải biết được nguồn gốc của chúng.

PGS.TS Lê Đức Minh giải thích: “nếu các cá thể từ các quần thể có đặc điểm di truyền khác được thả không đúng vùng phân bố tự nhiên của mình thì sẽ làm ảnh hưởng tới khả năng thích nghi của những động vật này, đồng thời gây ra hiện tượng ô nhiễm di truyền (genetic pollution), làm xáo trộn các nguồn gene và gây hại cho các quần thể bản địa trong tương lai”.

Song, vấn đề đặt ra là các cá thể bị buôn bán được đưa về từ vô vàn địa điểm khác nhau nên rất khó để xác định nguồn gốc. PGS.TS Lê Đức Minh cho biết: “Nếu chỉ dựa vào các đặc điểm hình thái thì cũng rất khó khăn để phân biệt và xác định được vùng phân bố tự nhiên mà đòi hỏi phải tìm ra được sự khác biệt về mặt di truyền giữa các quần thể với các chỉ thị phân tử”.

Là người gắn bó với nghiên cứu di truyền và hợp tác với các trung tâm bảo tồn động vật trong suốt nhiều năm qua, vấn đề này đã được anh nhận ra từ lâu và quyết tâm phải bắt tay vào thực hiện. PGS.TS Lê Đức Minh nhấn mạnh: “Đây là những nghiên cứu cơ bản, thế nhưng khi ứng dụng vào tái thả rùa nói riêng và động vật hoang dã nói chung thì lại cực kỳ quan trọng bởi nó giúp chúng ta thấy được sự khác biệt rất đặc thù về di truyền trong từng vùng địa lý khác nhau và từ đó có thể xác định được nguồn gốc của những cá thể trong buôn bán, tránh gây ra tình trạng ô nhiễm gene nói trên”.

10 năm chuẩn bị

Để thực hiện được các xét nghiệm gene di truyền quần thể, nhóm của PGS.TS Lê Đức Minh đã phải trải qua một quá trình nghiên cứu với sự kiên trì, bền bỉ tích lũy dữ liệu suốt một thời gian dài đến hơn 10 năm. Trong những năm này, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Chương trình bảo tồn rùa châu Á, Vườn thú Cologne (CHLB Đức), Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật để điều tra trên thực địa cũng như thực hiện hơn 2000 cuộc phỏng vấn với người dân địa phương ở các điểm buôn bán tại 30 tỉnh thành trên cả nước để thu được các mẫu rùa bốn mắt - một trong những loài có nguy cơ tuyệt chủng cao nhất tại Việt Nam - đưa về phòng thí nghiệm phân tích.

Bước vất vả và mất nhiều công sức nhất trong nghiên cứu này không phải là phần phân tích và xử lý số liệu mà chính là bước đi thu các mẫu rùa trong tự nhiên bởi những loài động vật hoang dã nói chung và rùa bốn mắt nói riêng bị buôn bán quá nhiều.

“Đây là công đoạn rất mất công vì các quần thể rùa đã bị suy giảm nghiêm trọng đến nỗi nhiều khi cả nhóm thực địa 4-5 người phải đi vào những vùng rừng sâu tới 1-2 tuần mới có thể tìm được một vài cá thể rùa”, PGS.TS Minh chia sẻ, “nhưng nếu không có mẫu trong tự nhiên tại địa điểm có nguồn gốc tin cậy để làm mẫu đối chứng thì mình sẽ không có gì để so sánh cả”. Khó khăn như vậy nên phải sau nhiều năm, nhóm mới có đủ số lượng với 20 mẫu cá thể rùa tại Việt Nam và Lào để thực hiện nghiên cứu.

Sau khi thu được các mẫu rùa bằng cách lấy các mẩu đuôi hoặc các mẫu máu thông qua những xi lanh rất nhỏ chuyên dùng thu mẫu, nhóm tiến hành tách chiết ADN tổng số, sau đó nhân bản bằng phản ứng PCR và tinh sạch các sản phẩm rồi tiến hành giải trình tự và phân tích.

Các công đoạn này đều được nhóm nghiên cứu thực hiện ngay tại phòng thí nghiệm của trường Đại học Khoa học và Tự nhiên, duy chỉ có bước giải trình tự là gửi ra nước ngoài thực hiện để cắt giảm chi phí duy trì máy móc. Sau đó, kết quả giải trình tự được nhóm nghiên cứu kết hợp cùng các số liệu trước đây của 20 trình tự ADN rùa bốn mắt có nguồn gốc từ Trung Quốc trong cơ sở dữ liệu Ngân hàng gen (GenBank), rồi sử dụng các phần mềm tin sinh học để phân tích các dữ liệu này cũng như tìm hiểu sự khác biệt về di truyền của các quần thể địa lý dựa trên phương pháp xây dựng cây quan hệ di truyền (phylogenetic analysis).

Trong đó, nhóm sử dụng ba phương pháp phân tích khác nhau là Maximum Parsimony (phương pháp tiết kiệm tối đa), Maximum Likelihood (phương pháp thích hợp tối đa) và phương pháp phân tích Bayesian để bảo đảm độ tin cậy của dữ liệu.

Kết quả cho thấy, các quần thể rùa bốn mắt ở Việt Nam, Trung Quốc và Lào có sự khác biệt rất rõ ràng về mặt di truyền khi các dữ liệu mẫu thu được chỉ ra các quần thể rùa bốn mắt này được chia thành 3 nhánh chính và 10 nhánh phụ. Trong đó, nhánh chính A bao gồm các quần thể ở Bắc Trung Bộ, Trung, Nam Trung Bộ của Việt Nam và miền Trung của Lào; nhánh chính B gồm các quần thể ở miền Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ của Việt Nam và Đông Bắc của Lào còn nhánh chính C bao gồm các quần thể ở đất liền và đảo Hải Nam của Trung Quốc.

PGS.TS Lê Đức Minh cho biết: “Đặc biệt có nhiều mẫu được thu ở những nơi có khoảng cách địa lý khá gần nhau như mẫu ở Hủa Phăn, Lào và mẫu ở Nghệ An, Việt Nam nhưng vẫn có sự khác biệt rõ ràng về mặt di truyền”. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra có một mẫu cá thể rùa được thu giữ từ điểm buôn bán ở Tây Nguyên nhưng lại có đặc điểm di truyền giống với các cá thể thuộc quần thể tự nhiên có phân bố ở Huế. PGS.TS Lê Đức Minh nhấn mạnh: “điều này cho thấy tầm quan trọng của việc cần phải xác định rõ nguồn gốc của những cá thể bị thu giữ thông qua các xét nghiệm di truyền để tái thả lại tự nhiên được chính xác và không ảnh hưởng đến quần thể bản địa”.

Cần xây dựng dữ liệu di truyền và quy trình tái thả

Dù cần thiết như vậy nhưng hiện nay, nước ta vẫn chưa có hướng dẫn cụ thể nào về quy trình tái thả động vật bị thu giữ trong buôn bán. Theo PGS.TS Lê Đức Minh, việc tái thả hiện nay tùy thuộc rất nhiều vào các địa phương, trong đó chỉ có một số đơn vị đi đầu như Trung tâm Bảo tồn Rùa Cúc Phương là có phối hợp thực hiện các nghiên cứu xét nghiệm di truyền. Anh giải thích: “còn ở nhiều địa phương khác thì gần như chưa có bởi thực ra họ cũng không có kinh phí để làm và cũng chưa biết được tầm quan trọng của việc tái thả đúng cách".

Trong khi đó, việc xét nghiệm gene trước khi đưa động vật về môi trường hoang dã đã là một bước được quy định trong hướng dẫn của Liên Minh Bảo tồn Thiên nhiên quốc tế (IUCN). PGS.TS Minh nhận định: “Các cơ quan quản lý cần có những quy định và hướng dẫn chặt chẽ hơn trong việc tái thả động vật thu giữ từ buôn bán trái phép”.

Bên cạnh đó, muốn thực hiện các xét nghiệm di truyền nói trên sẽ phải cần đến một cơ sở dữ liệu về mã vạch di truyền của từng loài, từng quần thể. Song thực tế là những nghiên cứu như của nhóm PGS.TS Lê Đức Minh mới chỉ là một trong những nghiên cứu hiếm hoi về đa dạng di truyền quần thể tại Việt Nam.

Nguyên nhân là bởi “những nghiên cứu này đòi hỏi phải thu rất nhiều mẫu ở các vùng khác nhau với lượng thời gian, công sức và kinh phí bỏ ra cho việc thu mẫu và phân tích lớn hơn nhiều so với các nghiên cứu về phân loại thông thường”, PGS.TS Minh cho biết: “Từ trước đến nay chúng ta cũng gần như chưa có bộ cơ sở dữ liệu di truyền nào của các loài hoang dã mang tính hệ thống. Bộ Tài nguyên và Môi trường có xây dựng một cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học của Việt Nam nhưng tập trung theo một hướng khác là xây dựng các danh sách loài cho các khu bảo tồn”.

Trong bối cảnh các trung tâm bảo tồn ở Việt Nam còn hạn chế về kinh phí để thực hiện các xét nghiệm di truyền, PGS.TS Minh cho rằng, “dù khó khăn nhưng nếu chúng ta thực sự quyết tâm thì đây không phải là điều không thể thực hiện”. PGS.TS Lê Đức Minh nhấn mạnh: “Ví dụ với loài rùa bốn mắt thì chúng tôi đã xây dựng được cơ sở dữ liệu khá hoàn thiện, do vậy việc xét nghiệm gene sau này kinh phí sẽ giảm đi khá nhiều.

Ngoài ra, hiện cũng có nhiều tổ chức quốc tế như Chương trình Bảo tồn Rùa châu Á sẵn sàng giúp đỡ. Quan trọng nhất là, đây là cả tương lai đa dạng sinh học của Việt Nam, nếu làm xáo trộn di truyền thì những ảnh hưởng về sau này có thể sẽ còn lớn hơn rất nhiều những kinh phí mà chúng ta cần bỏ ra bây giờ”.

Hiện nay nhóm của PGS.TS Lê Đức Minh đang tiếp tục tiến hành các nghiên cứu di truyền quần thể của nhiều loài động vật có xương sống tại Việt Nam và hỗ trợ Bộ Khoa học và Công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu về sinh thái, hình thái và di truyền cho các loài động vật có xương sống đặc hữu, quý hiếm trong nước. “Khi hoàn thiện, cơ sở dữ liệu này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý tài nguyên, bảo tồn và hỗ trợ công tác nghiên cứu và đào tạo đa dạng sinh học ở nước ta".

Nguồn: Khoa học & Phát triển