Sự suy thoái nhanh chóng của diện tích rừng nhiệt đới trên toàn cầu với tốc độ ước tính khoảng 12,6 triệu ha mỗi năm, tương đương 0,7% tổng diện tích rừng nhiệt đới (FAO, 2001) đã gây ra những tác hại to lớn về kinh tế, xã hội và môi trường. Rừng nhiệt đới được xem như những “kho chứa” về tính đa dạng sinh học (ĐDSH) của thế giới (Kanowski và Boshier, 1997) nên sự suy thoái về số lượng lẫn chất lượng của rừng nhiệt đới đồng nghĩa với sự suy giảm tính ĐDSH. Vì vậy, việc phát triển những chiến lược hiệu quả nhằm bảo tồn, khôi phục và phát triển tính ĐDSH cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới đang nhận được sự quan tâm của nhiều tổ chức quốc tế và nhiều dự án bảo tồn ĐDSH cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới đang được tiến hành trên quy mô toàn cầu.
Sự suy thoái nhanh chóng của diện tích rừng nhiệt đới trên toàn cầu với tốc độ ước tính khoảng 12,6 triệu ha mỗi năm, tương đương 0,7% tổng diện tích rừng nhiệt đới (FAO, 2001) đã gây ra những tác hại to lớn về kinh tế, xã hội và môi trường. Rừng nhiệt đới được xem như những “kho chứa” về tính đa dạng sinh học (ĐDSH) của thế giới (Kanowski và Boshier, 1997) nên sự suy thoái về số lượng lẫn chất lượng của rừng nhiệt đới đồng nghĩa với sự suy giảm tính ĐDSH. Vì vậy, việc phát triển những chiến lược hiệu quả nhằm bảo tồn, khôi phục và phát triển tính ĐDSH cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới đang nhận được sự quan tâm của nhiều tổ chức quốc tế và nhiều dự án bảo tồn ĐDSH cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới đang được tiến hành trên quy mô toàn cầu.
Tuy nhiên, hầu hết những chương trình về bảo tồn ĐDSH nói chung và bảo tồn nguồn gen nói riêng hiện nay đều dựa trên ý niệm thông lệ rằng “sự phù hợp tối ưu đã đạt được trong tự nhiên”. Điều này đã dẫn đến việc xây dựng mục tiêu bảo tồn cho một loài nào đó đều được dựa trên cấu trúc di truyền hiện có của loài (Pliura, 2003). Trong thực tế cấu trúc về gen của một loài luôn thay đổi dưới tác động liên tục của các yếu tố tiến hóa và sự phù hợp tối ưu sẽ không bao giờ có thể đạt được trong bất kỳ một quần thể thực vật nào (Eriksson và cộng sự, 1993). Thêm vào đó, dưới tác động của tự nhiên và con người, môi trường sống của các loài cây đang thay đổi một cách nhanh chóng, vì vậy điều quan trọng trong việc phát triển các chiến lược bảo tồn nguồn gen là không chỉ bảo tồn những khác biệt di truyền hiện tại mà còn tạo ra những điều kiện để nâng cao khả năng thích nghi và quá trình tiến hóa của loài trong tương lai.
Khái niệm “bảo tồn nguồn gen động” được đề ra đầu tiên cho việc cải thiện giống cây rừng bởi giáo sư Gene Namkoong vào năm 1976, sau đó được mở rộng để kết hợp việc cải thiện giống với việc bảo tồn nguồn gen cây rừng (Eriksson và cộng sự, 1993). Khái niệm này là nền tảng lý luận quan trọng cho việc phát triển những chiến lược bảo tồn nguồn gen cây rừng nhằm nâng cao tính khác biệt về gen của các cá thể trong cùng một quần thể và giữa các quần thể khác nhau trong cùng một loài; qua đó tăng cường khả năng thích nghi của loài dưới các điều kiện môi trường khác nhau, và có thể sử dụng tính đa dạng di truyền này cho các chương trình chọn giống, phục vụ cho những đòi hỏi ngày càng đa dạng những sản phẩm từ rừng của con người trong tương lai.
1. Cơ sở lý luận của khái niệm
Cơ sở cho việc phát triển khái niệm bảo tồn nguồn gen động, như đã được phân tích bởi Eriksson và cộng sự (1993), là “sự phù hợp tối ưu cho tất cả những tính trạng sẽ không bao giờ đạt được trong bất kì một quần thể thực vật nào trong tự nhiên”. Dưới những tác động liên tục của những điều kiện thay đổi của môi trường sống, do các quá trình gen xuất hiện trong phạm vi quần thể và giữa các quần thể với nhau, cấu trúc gen của một loài cây luôn luôn biến động và sự khác biệt về gen trong một quần thể là luôn luôn tồn tại (Eriksson và cộng sự, 1993). Vì vậy, nếu các quần thể của một loài nào đó được áp đặt dưới những áp lực chọn lọc (tự nhiên hay nhân tạo) khác nhau thì những đặc tính thích nghi khác nhau có thể được hình thành và tính khác biệt di truyền của loài có thể được nâng cao (Hình 1). Việc hình thành những đặc điểm thích nghi dưới những áp lực môi trường khác nhau sẽ giúp cho loài nâng cao khả năng tồn tại của nó dưới sự thay đổi nhanh chóng của những điều kiện môi trường, đặc biệt với sự nóng lên của môi trường toàn cầu hiện nay. Hơn nữa, sự khác biệt về mặt di truyền của loài còn là nguồn nguyên liệu quan trọng cho quá trình chọn lọc trong các chương trình cải thiện nguồn gen của lâm nghiệp rừng trồng trong tương lai.
Hình 1: Những đặc tính thích nghi khác nhau và tính khác biệt di truyền của loài
2. Nội dung và những ưu điểm của bảo tồn nguồn gen động
Nội dung cốt lõi của khái niệm bảo tồn nguồn gen động là sự thành lập một Hệ Thống Gây Giống Đa Quần Thể (Multiple Population Breeding System), trong đó một quần thể bảo tồn nguồn gen của một loài sẽ được phân chia ra thành 10 đến 20 quần thể phụ; số lượng cá thể hiệu quả trong một quần thể phụ khoảng 50 cá thể tương đối khác biệt về mặt kiểu gen (những cá thể xa nhau về mặt địa lý), tạo ra một quần thể bảo tồn nguồn gen khoảng 500-1000 cá thể (Eriksson và cộng sự, 1993). Các quần thể phụ này có thể được thành lập trong những điều kiện môi trường khác nhau bên ngoài phạm vi phân bố hiện tại của chúng. Với số lượng cá thể hiệu quả là 50 cá thể trong một quần thể phụ, tỉ lệ mất đi của những biến động của gen cộng tính là 1% trên một thế hệ (Hình 2) - một tỉ lệ thấp thỏa mãn được trong di truyền học cây rừng (Pliura, 2003).
Việc hình thành Hệ thống gây giống Đa quần thể trong chiến lược bảo tồn (conservation) vượt lên khái niệm bảo quản (preservation) nguồn gen cây rừng. Đây là một quá trình động, trong đó quá trình tiến hóa của loài được khuyến khích một cách chủ động nhằm phát sinh một cách tích cực các khác biệt về gen của quần thể. Điều này sẽ giúp nâng cao khả năng tồn tại của loài dưới các môi trường sống khác nhau và những khác biệt di truyền giữa các quần thể phụ này có thể được sử dụng như những nguồn vật liệu quan trọng cho các chương trình cải thiện nguồn gen trong các chương trình trồng rừng nhằm nâng cao năng suất, chất lượng rừng trồng cho nhu cầu ngày càng đa dạng của con người.
Tuy nhiên, rõ ràng chi phí cho chiến lược bảo tồn nguồn gen động sẽ là cao hơn nhiều so với các phương pháp bảo tồn khác như in situ và ex situ. Phương pháp này cũng đòi hỏi nguồn nhân lực với trình độ quản lý và những hiểu biết về di truyền học cây rừng cao hơn so với cách tiếp cận bảo tồn khác hiện nay. Vì vậy nó nên được cân nhắc áp dụng cho những loài cây có giá trị cao về kinh tế và khoa học.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Eriksson, G., Namkoong, G. and Roberds, J.H., 1993. Bảo tồn nguồn gen động cho tương lai không chắc chắn, Tạp chí Quản lý và Sinh thái Rừng, Số 62: Trang 15-37.
2. Pliura, A., 2003. Chiến lược bảo tồn nguồn gen cho loài cây Ash (Fraxius spp.). Có từ . (Truy cập vào ngày 8/10/2003).
3. Kanowski, P. and Boshier, D., 1997. Bảo tồn nguồn gen cây in situ, trong sách Bảo tồn gen thực vật: Tiếp cận In Situ, Biên tập bởi N. Maxted, B.V. Ford-Lloyd and J.G. Hawkes, Nhà xuất bản Chapman & Hall, London, trang 207-219.
FAO, 2001. Tình trạng rừng thế giới, Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc, Rome.
[1] Vườn Quốc gia Bidoup- Núi Bà