1

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ BẪY BẮT GIÁN BẰNG PHEROMONE

TRÊN CƠ SỞ TẬP TÍNH CỦA CHÚNG

Lĩnh vực: Khoa học động vật

2

TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN

1. Lí do chọn đề tài

Gián nhà một số loài côn trùng thuộc bộ Blattodea mà có thể gây hại cho con

người. Chúng còn là động vật trung gian mang truyền và phát tán nhiều nguồn bệnh

và giun sán ký sinh truyền bệnh, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người [11].

Hiện nay, ở nước ta đã và đang sử dụng rất nhiều phương pháp khác nhau để

bắt và diệt gián. Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp diệt trừ hiện đang sử dụng

thường chứa các chất hóa học. Chúng ảnh hưởng không tốt tới môi trường, gây hại

đến các côn trùng có ích, gây sự mất cân bằng sinh học và ảnh hưởng đến sức khỏe

con người [13]. Mặt khác, một số loại bẫy bắt gián hiện nay không chỉ bắt gián mà

còn gây hại và tiêu diệt những động vật có ích khác.

Vậy, làm thế nào để có được loại bẫy chỉ bắt gián mà không ảnh hưởng đến

môi trường, đến các loài động vật khác, đặc biệt là sinh vật có lợi? Xuất phát từ ý

tưởng này, dựa trên cơ sở tập tính của côn trùng và loài gián, chúng em muốn tìm

ra một phương pháp thu bắt gián nhà, vừa hiệu quả lại vừa loại bỏ được chúng mà

vẫn đảm bảo phát triển bền vững môi trường. Vì thế, chúng em đã lựa chọn đề tài

“Thiết kế bẫy bắt gián bằng pheromone trên cơ sở tập tính của chúng”.

2. Ý tƣởng nghiên cứu

Tìm biện pháp khoa học và thân thiện với môi trường để thu bắt loài côn

trùng gián nhà gây hại cho con người, nhưng không ảnh hưởng đến sinh vật có ích

khác.

3. Câu hỏi nghiên cứu

- Thế nào là tập tính động vật nói chung và tập tính của gián nhà nói riêng?

- Có thể thu bắt được gián dựa vào tập tính của chúng không?

- Cơ sở khoa học của tập tính của gián trong việc thiết kế bẫy thân thiện với

môi trường và thu bắt tiệu diệt chúng có chọn lọc?

6. Lợi ích đề tài mang lại

- Bẫy chỉ bắt gián mà không bị lẫn các sinh vật khác.

3

- Không gây hại đến côn trùng có ích, bảo vệ môi trường, phát triển bền

vững.

- Có thể sử dụng nguồn gián bắt được để phục vụ cho quá trình học tập.

7. Những công việc chính đã thực hiện

- Tổng quan tài liệu nghiên cứu tìm hiểu về gián, tập tính của gián,

pheromone…

- Thực nghiệm bắt, mổ, phân loại gián bắt được, tìm tuyến pheromone.

- Phân tích thành phần pheromone của loài gián thu thập được.

- Thiết kế bẫy bắt gián bằng pheromone và thực nghiệm.

8. Kết quả

- Thiết kế được bẫy bắt gián bằng cách sử dụng pheromone của gián.

9. Điểm mới của đề tài

- Thiết kế bẫy bắt gián có chọn lọc bằng cách lợi dụng nguồn pheromone do

gián cái tiết ra.

- Bẫy chỉ bắt gián chứ không giết chết gián, giúp chủ động trong việc giám

sát sự phát triển của quần thể gián.

- Có thể sử dụng lượng gián thu bắt được vào các công việc có ích như học

tập, nghiên cứu…

- Bước đầu xác định được thành phần hóa học của pheromone ở gián Úc, tạo

điều kiện để chúng em tiếp tục nghiên cứu tìm cách chế tạo pheromone nhân tạo.

10. Tính sáng tạo

- Dựa vào tập tính sinh sản của gián để thiết kế bẫy bắt gián có chọn lọc, góp

phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

- Tận dụng được các nguyên liệu dễ kiếm, rẻ tiền, thân thiện với môi trường

để chế tạo bẫy bắt gián.

- Bẫy bắt gián dễ làm, dễ áp dụng rộng rãi.

MỤC LỤC

4

Nội dung Trang

Tóm tắt nội dung dự án...………………………………………….

Mục lục……………………………………………………………

2

4

Phần 1. Giới thiệu và tổng quan về vấn đề nghiên cứu…………...

1.1. Giới thiệu vấn đề nghiên cứu…………………………...

1.2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu…………………….....

5

5

7

Phần 2. Phương pháp nghiên cứu…………………………………

2.1. Đối tượng nghiên cứu ………………………………….

2.2. Phương pháp nghiên cứu ………………………………

12

12

12

Phần 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ...……………………....

3.1. Xác định đối tượng nghiên cứu và phân loại gián …….

3.2. Thiết kế bẫy bắt gián ……………………………...........

3.3. Bẫy bắt gián bằng pheromone………………………….

15

15

17

18

Phần 4. Kết luận …………………………………………………..

Lời cảm ơn...………………………………………………………

Tài liệu tham khảo ………………………………………………..

25

26

27

5

PHẦN 1. GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Giới thiệu đề tài nghiên cứu

1.1.1. Lí do chọn đề tài

Gián nhà một số loài côn trùng thuộc bộ Blattodea mà có thể gây hại cho con

người. Chúng còn là động vật trung gian mang truyền và phát tán nhiều nguồn bệnh

và giun sán ký sinh truyền bệnh, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người [11].

Hiện nay, ở nước ta đã và đang sử dụng rất nhiều phương pháp khác nhau để

bắt và diệt gián. Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp diệt trừ hiện đang sử dụng

thường chứa các chất hóa học. Chúng ảnh hưởng không tốt tới môi trường, gây hại

đến các côn trùng có ích, gây sự mất cân bằng sinh học và ảnh hưởng đến sức khỏe

con người [13]. Mặt khác, một số loại bẫy bắt gián hiện nay không chỉ bắt gián mà

còn gây hại và tiêu diệt những động vật có ích khác.

Vậy, làm thế nào để có được loại bẫy chỉ bắt gián mà không ảnh hưởng đến

môi trường, đến các loài động vật khác, đặc biệt là sinh vật có lợi? Xuất phát từ ý

tưởng này, dựa trên cơ sở tập tính của côn trùng và loài gián, chúng em muốn tìm

ra một phương pháp thu bắt gián nhà, vừa hiệu quả lại vừa loại bỏ được chúng mà

vẫn đảm bảo phát triển bền vững môi trường. Vì thế, chúng em đã lựa chọn đề tài

“Thiết kế bẫy bắt gián bằng pheromone trên cơ sở tập tính của chúng”.

1.1.2. Giả thuyết khoa học

Lợi dụng tập tính của gián để bắt gián có chọn lọc bằng cách sử dụng

pheromone của gián.

1.1.3. Mục đích nghiên cứu

- Dựa vào tập tính của gián để thiết kế bẫy bắt gián có chọn lọc bằng chất dẫn

dụ sinh dục pheromone của chính loài gián ta muốn bắt.

1.1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Hạn chế việc sử dụng các chất hóa học để diệt gián, góp phần bảo vệ môi

trường và phát triển bền vững.

- Bắt gián có chọn lọc, không gây hại đến côn trùng có ích và con người.

6

- Có thể sử dụng nguồn gián bắt được làm mẫu vật để phục vụ cho quá trình

học tập của học sinh.

- Bẫy bắt gián được thiết kế đơn giản, dễ làm, thân thiện với môi trường, dễ

áp dụng rộng rãi.

- Kết quả nghiên cứu tạo tiền đề cho các đề tài nghiên cứu tổng hợp

pheromone nhân tạo làm mồi bắt gián, vấn đề còn ít được nghiên cứu ở Việt Nam.

1.1.5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu

- Ý tưởng nghiên cứu: từ tháng 07/2015.

- Lập kế hoạch nghiên cứu và tổng quan tài liệu: tháng 07/2015 ÷ 08/2015.

- Thời gian nghiên cứu và thực nghiệm: tháng 09/2015 ÷ 01/2016.

- Giới hạn nghiên cứu: loài gián Úc (Periplanete australasiae) sống ở khu

dân cư phường Cẩm Bình - Cẩm Phả - Quảng Ninh.

1.1.6. Điểm mới của đề tài

- Bắt gián có chọn lọc bằng chất hấp dẫn sinh dục pheromone của chính loài

gián ta muốn bắt.

- Bẫy chỉ bắt gián chứ không giết chết gián, giúp chủ động trong việc giám

sát sự phát triển của quần thể gián.

- Thiết kế được bẫy bắt gián đơn giản, dễ làm, thân thiện với môi trường, dễ

áp dụng rộng rãi.

- Đã xác định được thành phần pheromone của gián Úc (Periplanete

australasiae), tạo điều kiện để chúng em tiếp tục nghiên cứu tìm cách tổng hợp

pheromone nhân tạo.

1.1.7. Tính sáng tạo

- Thiết kế bẫy bắt gián có chọn lọc dựa vào tập tính sinh sản của chúng.

- Tận dụng được các nguyên liệu dễ kiếm, rẻ tiền, thân thiện với môi trường

để chế tạo bẫy bắt gián.

- Bẫy bắt gián dễ làm, dễ áp dụng rộng rãi.

1.2. Tổng quan tài liệu nghiên cứu

7

1.2.1. Đặc điểm sinh học của loài gián nhà

Gián nhà được coi là loài gây hại, ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt hàng

ngày và sức khỏe của con người. Chúng ăn nhiều loại đồ vật trong nhà như quần

áo, giấy, thức ăn của con người và cả các chất thải trong thùng rác nhà bếp. Sau khi

ăn thực phẩm bị ô nhiễm, vi khuẩn và động vật nguyên sinh có thể tồn tại trong hệ

thống tiêu hóa của gián trong một tháng hoặc hơn. Sau đó, thực phẩm hoặc đồ dùng

có thể bị nhiễm phân gián và nguồn bệnh được lan truyền khi gián di chuyển, kiếm

ăn và thải phân [12].

Gián có cơ thể dẹt hướng lưng bụng, thông thường có đôi cánh trước bằng

kitin, phủ lên đôi cánh thứ hai và ôm kín lưng. Đầu được dấu dưới phần ngực tròn

to. Râu dài và nhiều đốt. Miệng kiểu gặm nhai. Chân thích hợp cho việc chạy. Kích

thước cơ thể của chúng khác nhau theo loài. Có thể dài từ 2-3 mm đến 80 mm.

Toàn thân có màu nâu sáng hoặc đen [12].

Đa số các loài gián ít khi bay, song chúng bò rất nhanh. Cho đến nay, có

khoảng 3500 loài gián thuộc 6 họ đã được biết đến trên toàn thế giới, song chỉ có

một số loài gián nhà được chú ý vì chúng đã thích ứng sống trong nhà ở của chúng

ta. Những loài gián nhà thường gặp ở Việt Nam là: Gián Đông phương (Blatta

orientalis), Gián Đức (Blattella germanica), Gián Mỹ (Periplanete americana),

Gián Úc (Periplanete australasiae), …

- Gián Đông phương (Blatta orientalis): Gián Đông phương thường được

gặp ở vùng khí hậu mát mẻ. Loài này có kích thước cơ thể nhỏ, dài 20 ÷ 27 mm, có

màu thẫm đen. Ổ trứng xếp thành hàng 10 ÷ 12 mm và có 16 ÷ 18 trứng.

- Gián Đức (Blattella germanica): Loài gián Đức được gặp ở hầu hết các

vùng trên thế giới. Cơ thể dài 10 ÷ 15 mm, có màu nâu vàng sáng. Gián cái thường

mang ổ trứng cho tới khi gần nở thành gián con. Ổ trứng có màu sáng, dài 7 ÷ 9

mm và có 40 trứng.

- Gián Mỹ (Periplanete americana): Loài gián này xuất hiện ở hầu hết các

khu dân cư trên toàn thế giới. Chúng là loại lớn nhất, cơ thể dài 30 ÷ 40 mm, có

8

màu cánh dán đậm hoặc nhạt hơn, mặt trên phần bụng có màu nâu nhạt và vàng. Cả

con đực và con cái đều có cánh. Cánh của con đực hơi kéo dài hơn phần bụng,

trong khi đó cánh của con cái thì vừa bằng với phần bụng.

- Gián Úc (Periplanete australasiae): Gián Úc được gặp chủ yếu ở các vùng

nhiệt đới và cận nhiệt đới. Gián Úc cũng giống loài gián Mỹ, nhưng cơ thể nhỏ

hơn, dài 31 ÷ 37 mm, và màu sắc đen hơn. Loài gián này có 2 sọc vàng nhạt từ hai

bên gốc cánh kéo xuống 1/3 chiều dài của cánh trước. Gián trưởng thành có kích

thước khoảng 32 ÷ 37mm; chiều ngang bụng khoảng 10 ÷ 12mm.

*Tập tính của gián

Tập tính là thuộc tính cơ bản nhất của mọi cơ thể sống. Tập tính không đơn

thuần là những hoạt động bản năng, mà nó còn bao gồm những hoạt động thứ sinh,

học tập được qua giao tiếp, trong đời sống, hoạt động bầy đàn, cồng đồng, xã hội.

Tập tính là một chuỗi những hoạt động, cách sống, phản ứng của cơ thể động

vật trả lời kích thích từ môi trường (bên trong hoặc bên ngoài cơ thể), phụ thuộc và

chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố vô sinh và hữu sinh của môi trường sống, nhờ đó

động vật thích nghi với môi trường sống xung quanh để tồn tại và phát triển [2].

Cơ chế hình thành và điều khiển tập tính chính là cơ chế hoạt động của hệ

thần kinh gồm cơ quan tiếp nhận cảm giác (trong và ngoài), cơ quan vận động và

cơ quan điều khiển [6].

“Gián nhà là loài côn trùng sống cùng người. Chúng có tập tính sống thành

bầy đàn và thường hoạt động về đêm. Suốt ngày chúng chui rúc, ẩn náu trong các

khe, kẽ tối tăm, ẩm ướt và kín đáo như kẽ cửa, kẽ tủ, trong nhà tắm, chạn bát, ống

nước, chuồng nuôi súc vật, cống rãnh thoát nước, v.v... Ban ngày thậm chí có muốn

cũng khó mà tìm ra bóng dáng của một con gián nào. Thế nhưng chỉ cần bóng đêm

Kích thích ngoài

hoặc trong

Cơ quan

thụ cảm

Hệ thần

kinh

Cơ quan

thực hiện

Hành

động

9

mới bắt đầu, lập tức bọn côn trùng đáng ghét này lại túa ra sục sạo, tìm kiếm và

ngửi liếm đồ ăn thức uống ở khắp mọi nơi”. [5]

Ở gián biểu hiện các tập tính như tập tính dinh dưỡng, tập tính di cư - phát

tán, tập tính sinh sản, …

- Tập tính dinh dƣỡng

Gián ăn chất thải rất mất vệ sinh ở các khu dân cư. Ban đêm chúng thường

tìm thức ăn trong bếp, trong chạn, nơi thùng rác, cống rãnh thoát nước. Nếu ban

đêm ta bật đèn sáng ở bếp, gián có thể chạy loạn xạ trên bát đĩa, đồ dùng nấu ăn,

sàn nhà để tìm nơi trú ẩn.

“Gián mang phần phụ miệng kiểu nguyên thủy nhất của côn trùng là phụ

miệng kiểu nghiền. Kiểu phụ miệng này đáp ứng cho tập tính ăn tạp. Gián nhà ăn

mọi loại thức ăn cho dù là cứng hay lỏng. Chúng khéo léo sục sạo đồ ăn và thức

uống từ trong bếp, rồi chạn bát đĩa, cho đến nhà kho. Chúng không những liếm láp

cả đồ ăn thừa trong thùng nước gạo, thùng rác, mà còn ở cả nhà vệ sinh và còn có

thể chén cả xác thực vật, động vật thối rữa. Khi đói, gián nhà còn có thể gặm thủng

cả quần áo, chăn màn và sách vở”. [5]

Gián nhà thuộc loài phàm ăn, chúng rất thích chất bột đường như sữa, bơ,

bánh ngọt, bột đường, sô-cô-la ngọt. Gián cũng ăn bìa gáy sách, tủ trần có bột, đế

giầy, lót giầy, ăn cả xác lột của chúng, gián chết, máu khô, máu tươi, phân, ăn cả

móng tay, móng chân trẻ em, người ngủ hoặc người ốm.

Gián có mùi hôi rất khó chịu, huỷ hoại thức ăn, gặm nhấm đồ vật. Chúng vừa

ăn vừa nôn mửa những thức ăn mà chúng đã tiêu hóa một phần và đào thải phân rải

rác khắp nơi. Các chất bài tiết, nôn mửa từ miệng gián, các tuyến trên cơ thể của

gián có mùi hôi đặc biệt, rất khó chịu và đọng lại rất lâu trên những vật dụng mà nó

đã đi qua. Một số người bị dị ứng với gián sau khi thường xuyên va chạm. Gián có

thể giữ mang mầm bệnh đường ruột, như ỉa chảy, kiết lỵ, thương hàn, tả. [12]

- Tập tính di cƣ, phát tán

10

Có một số loài gián có thể di cư thành đàn do sự phát triển đông đúc. Chúng

di cư đến địa điểm mới bằng cách bò hay bay. Chúng thường chui vào trong nhà,

ẩn náu vào các hộp rỗng, chai, túi đựng thực phẩm và trở thành động vật có mặt

thường xuyên ở nơi cất giữ thức ăn. Gián có thể được đưa đi xa nhờ các phương

tiện như máy bay, tàu biển và các loại xe cộ khác.

- Tập tính sinh sản

Đây là một tập tính phức tạp và quan trọng giúp động vật duy trì và phát

triển nòi giống. [2]

Trong tập tính sinh sản, loài gián có hương thơm đặc biệt là pheromone,

những con cái sẽ phát ra mùi hương đó khi chúng chuẩn bị tỏ tình và sinh nở. Khi

đến tuổi động dục, con cái sẽ đứng trên bề mặt cao trong đêm, nâng cánh lên và tỏa

ra mùi đó. Con đực hít phải mùi hương và sẽ tiến đến trong chốc lát. Thông thường,

một lần giao phối cung cấp cho con cái lượng tinh trùng đủ để dự trữ và đẻ ra một

mớ trứng dùng cho cả đời mà không phải giao phối lần nữa. Loại "dục tình hương"

này có thể quyến rũ con đực từ một khoảng cách rất xa, thường được các loài động

vật và côn trùng sử dụng như tín hiệu gọi tình, phân biệt bầy đàn và cảnh báo nguy

hiểm. [15]

Như vậy, loài gián có thể hấp dẫn đồng loại do tác động của pheromone do

chúng tiết ra. Chất này khi được tiết ra ngoài cơ thể có thể gây ra những phản ứng

chuyên biệt cho các cá thể cùng loài. Sự truyền bá pheromone tương đối chậm

nhưng tín hiệu này được duy trì lâu và xa. Hoạt chất pheromone giúp gián nhận biết

nhau, là chất hấp dẫn sinh dục, chất quyết định cho việc bị lôi cuốn những con cùng

loài tới những nơi có đồng loại và tụ tập lại thành đàn. []13

Bằng cách sử dụng phương pháp sắc kí khí điều chế cặp với phương pháp

phát hiện bằng sóng radio (preparative gas chromatography coupled with

electroantennographic detection), Satoshi Nojima cùng các cộng sự đã phân lập và

xác định cấu trúc của pheromone giới tính ở gián Đức (Blattella germanica). Chất

này được đặt tên là blattellaquinone. [13]

11

Tuyến tạo ra pheromone này được phát hiện vào 1993. Nhưng chất này

không bền với nhiệt nên các nhà nghiên cứu chưa phân lập được chất chúng.

Việc tìm ra cấu trúc cũng như tổng hợp hóa học của pheromone này đã tạo

ấn tượng lớn cho lĩnh vực nghiên cứu hành vi và dẫn dụ. Đồng thời, các kết quả

nghiên cứu trên cũng hứa hẹn cung cấp các công cụ mới cho việc phát hiện, giám

sát và kiểm soát quần thể gián.

Giáo sư Wendell Roelofs cho biết: "Vì loài gián có tập quán thường sống

thành bầy, nên khả năng quyến rũ số đông và tiêu diệt tập thể rất dễ dàng". Sau một

thời gian tìm kiếm Giáo sư Roelofs và các đồng sự đã phát hiện một tuyến có liên

quan dục tình hương pheromone nằm ngay cuối bụng con cái. Chính cơ quan “bé

tí” này đã khiến cho biết bao lũ gián đực tìm đến bất chấp mọi khoảng cách không

gian và nguy hiểm. [15]

Sau khi phát hiện ra yếu điểm ở con cái, các nhà khoa học bắt đầu tìm kiếm

nguyên lý nhận tín hiệu ở con đực và đã nhận diện được cơ quan tiếp nhận loại hóa

chất đặc biệt này: Đó là một cột ăng-ten thu sóng sinh học độc nhất vô nhị, có thể

cho chủ thể biết khi có tín hiệu kích thích. Cột ăng-ten này là hai chiếc lông dài ở

cuối đuôi, giúp lũ gián đực xác định nơi phát ra tín hiệu một cách chính xác. [15]

Con người nghiên cứu tập tính của động vật không chỉ nhằm tìm hiểu, lí giải

những cơ chế sinh học của nó, mà quan trọng hơn là từ những cơ sở tập tính sống

của động vật chúng ta có thể ứng dụng vào đời sống con người. [2]

Chúng ta có thể dựa vào đặc tính sinh thái, tập tính hoạt động, trú ẩn và kiếm

thức ăn của gián để tiến hành các biện pháp giám sát sự phát triển của gián phù

hợp. Đồng thời tùy từng mục đích khác nhau, áp dụng các phương pháp giám sát

gián khác nhau.

12

PHẦN 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là loài gián nhà có tên gọi là Periplaneta

australasiae (gián Úc).

2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lí thuyết, phương pháp thực nghiệm và xin ý kiến

tư vấn của các nhà khoa học chuyên ngành.

2.2.1. Phƣơng pháp phân loại đối tƣợng nghiên cứu

Để phân loại đối tượng nghiên cứu (xác định tên loài), chúng em kết hợp

giữa nghiên cứu lí thuyết với thực nghiệm, so sánh, phân tích và xin ý kiến tư vấn

của các nhà khoa học chuyên ngành.

Chúng em đã tiến hành qua các bước sau:

- Bước 1: Tổng quan lí thuyết, tìm hiểu đặc điểm sinh học và tập tính của các

loài gián sống ở Việt Nam.

- Bước 2: Chúng em tiến hành bắt rồi quan sát, phân tích các đặc điểm hình

thái của gián ở xung quanh khu vực dân cư sinh sống, so sánh với lý thuyết để phân

loại.

- Bước 3. Xin ý kiến tư vấn của các chuyên gia nghiên cứu về côn trùng, từ

đó xác định chính xác tên loài gián đang nghiên cứu.

2.2.2. Phƣơng pháp tìm tuyến pheromone ở gián

Để xác định chính xác vị trí tuyến pheromone trên cơ thể gián, chúng em đã

tiến hành qua các bước như sau:

*Bước 1. Thực hành mổ gián để phân loại chính xác con đực và con cái.

*Bước 2. Xác định vai trò của pheromone trong dẫn dụ sinh dục bằng cách:

- Thí nghiệm 1: Bắt gián cái cho vào bẫy làm mồi dẫn dụ gián.

- Thí nghiệm 2: Bắt gián đực cho vào bẫy làm mồi dẫn dụ gián.

-> Mục tiêu: xác định tuyến pheromone có trên cơ thể gián đực hay gián cái

và vai trò của pheromone trong hấp dẫn sinh dục.

13

*Bước 3. Xác định tuyến vị trí tuyến pheromone trên cơ thể gián bằng cách

tách riêng 2 phần đầu và bụng của gián đực và gián cái rồi lần lượt sử dụng chúng

làm mồi.

- Đặt mồi vào bẫy và để trong lồng thí nghiệm trong suốt có kích thước

50x60x60cm.

-> Mục tiêu: Xác định vị trí tuyến pheromone có ở phần đầu hay phần bụng

của gián.

*Bước 4. Phân tích thành phần pheromone của gián

- Tách chiết pheromone từ gián bằng dung môi etyl axetat và rượu metylic.

- Mẫu vật: 3 gián đực và 3 gián cái đã trưởng thành.

- Tiến hành:

+ Mổ gián, loại bỏ ruột.

+ Tách riêng phần đầu và phần bụng của gián cái. Đối với gián đực thì gộp

phần đầu và bụng.

+ Ngâm riêng 3 mẫu vật thí nghiệm vào dung dịch etyl axetat (hoặc rượu

metylic), mỗi mẫu được ngâm trong 25ml dung dịch.

+ Đưa 3 mẫu thí nghiệm vào máy chiết suất dạng sóng siêu âm trong 10

phút.

- Phân tích thành phần pheromone của gián bằng hệ thống sắc kí khí - khối

phổ liên hợp (GC-MS) tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

-> Mục tiêu: Xác định chính xác vị trí tuyến pheromone ở gián và tìm hiểu

thành phần của pheromone.

2.2.3. Phƣơng pháp thiết kế bẫy bắt gián

Để thiết kế được bẫy bắt gián theo đúng mục tiêu đặt ra, chúng em đã tiến

hành như sau:

- Bước 1. Tham khảo, phân tích, tìm hiểu nguyên lí hoạt động của các loại

bẫy bắt gián trên thị trường hiện nay.

14

- Bước 2. Thiết kế các loại bẫy bắt gián đơn giản bằng cách tận dụng vật liệu

dễ kiếm, thân thiện với môi trường.

+ Nguyên vật liệu làm bẫy: các vỏ hộp (hộp bánh kẹo, hộp sữa …), bìa

carton, ruột bút bi hết mực, tăm tre, băng dính, keo...

- Bước 3. Thực nghiệm và xác định liều lượng mồi phù hợp trong bẫy.

+ Đặt bẫy vào giữa phòng thực nghiệm có diện tích 12,25m2.

+ Mồi: gián cái trưởng thành. Lượng mồi thí nghiệm lần lượt từ 1 đến 6 gián

cái.

-> Mục tiêu: xác định liều lượng mồi phù hợp đặt trong bẫy.

2.2.4. Phƣơng pháp xác định hiệu quả chọn lọc của bẫy

Để xác định hiệu quả bắt gián có chọn lọc của bẫy, chúng em đã thiết kế

thêm một số loại bẫy bắt gián khác làm đối chứng dựa trên tập tính dinh dưỡng của

chúng. Cụ thể như sau:

- Bước 1. Lựa chọn mồi

+ Chúng em lựa chọn mồi là thức ăn gồm mật ong, hoa quả, cơm. Đây là

những loại thức ăn thường có trong nhà bếp, nơi sống yêu thích của gián.

- Bước 2. Thiết kế bẫy. Chúng em đã thiết kế 3 thí nghiệm:

+ Thí nghiệm 1: dùng mồi là mật ong

+ Thí nghiệm 2: dùng mồi là hoa quả có vị ngọt và thơm

+ Thí nghiệm 3: dùng mồi là cơm

- Bước 3. Đặt bẫy trong phòng có diện tích 12,25m2 và quan sát hiệu quả của

bẫy.

-> Mục tiêu: xác định hiệu quả bắt gián có chọn lọc của bẫy đã thiết kế.

15

PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Xác định đối tƣợng nghiên cứu và phân loại gián

Sau một thời gian thực nghiệm, quan sát hình thái của tất cả gián bắt được,

chúng em đều nhận thấy:

Tất cả gián sống trong khu dân cư phường Cẩm Bình, Cẩm Phả, Quảng Ninh

đều loại gián lớn, hầu hết có kích thước cơ thể khoảng từ 30 đến 37 mm, có màu

cánh dán đậm và đều có cánh. Trên cánh của gián này có 2 sọc vàng nhạt từ hai bên

gốc cánh kéo xuống 1/3 chiều dài của cánh trước.

Dựa trên các quan sát thực nghiệm và mổ gián, chúng em chia chúng thành 2

loại:

+ Gián cái: có kích thước nhỏ hơn một chút, cánh dài vừa bằng với phần

bụng, bụng bè hơn, tận cùng bụng có máng đẻ trứng. Khi mổ thấy bên trong bụng

có trứng.

+ Gián đực: có kích thước lớn hơn, cánh kéo dài hơn phần bụng, phần bụng

hình bầu dục, thon gọn. Tận cùng phần bụng có 2 gai nhỏ. Khi mổ thấy trong bụng

có 1 tuyến màu trắng sữa chạy dọc trong khoang bụng.

Trên cơ sở quan sát thực nghiệm, so sánh với lí thuyết chúng em nhận định

loài gián mà chúng em đang nghiên cứu mang các đặc điểm trùng khớp với loài

gián Úc (Periplanete australasiae).

Để có kết luận chính xác, chúng em đã xin ý kiến tư vấn của GS.TSKH. Vũ

Quang Mạnh, Giám đốc trung tâm NCGD đa dạng sinh học CEBRED - trường

ĐHSP Hà Nội. Giáo sư khẳng định đó là loài gián Úc (Periplanete australasiae).

Theo GS.TSKH. Vũ Quang Mạnh: tốc độ sinh sản của loài gián này rất nhanh,

chúng là nhóm động vật gây hại cho con người.

3.2. Thiết kế bẫy bắt gián

Chúng em đã tận dụng các vật liệu dễ kiếm như các loại vỏ hộp bằng kim

loại, bằng nhựa hoặc bìa carton để thiết kế những loại bẫy bắt gián khác nhau. Mỗi

bẫy được cấu tạo gồm 2 phần chính:

16

+ Thân bẫy: là các vỏ hộp. Để dễ quan sát gián vào bẫy, chúng em dùng nắp

bẫy làm bằng meca trong suốt.

+ Phần cửa: có thể dùng giấy bìa, ruột bút (đã hết mực), tăm tre, keo dính.

Ngoài ra có thể thêm phần hộp phụ màu tối (đen hoặc nâu) để thu gián.

Qua thực nghiệm, chúng em nhận thấy các loại bẫy bắt gián được thiết kế

đều phù hợp và đạt được mục tiêu đã đặt ra.

3.3. Bẫy bắt gián bằng pheromone

Mẫu vật: gián đực và gián cái đã trưởng thành.

Không gian thí nghiệm: Đặt bẫy trong lồng thí nghiệm bằng meca trong suốt

kích thước 50x60x60cm.

3.3.1. Thí nghiệm xác định vai trò của pheromone

*Thí nghiệm 1: Chúng em đã bắt lần lượt từ 1 ÷ 3 con gián cái cho vào bẫy

làm mồi. Mỗi thí nghiệm được tiến hành với số lần lặp lại 5 lần, thời gian cho một

thí nghiệm là 3 giờ. Sau một thời gian thực nghiệm, chúng em nhận thấy tất cả gián

chui vào bẫy đều là gián đực. Kết quả thí nghiệm được chúng em trình bày trong

bảng 1.

Bảng 1. Kết quả thực nghiệm mồi gián cái

TN Số lƣợng mồi Tổng số gián vào bẫy Thời gian gián vào bẫy sớm nhất

1 1 gián cái 3 23 phút sau khi cho mồi

4 2 gián cái 9 16 phút sau khi cho mồi

6 3 gián cái 11 15 phút sau khi cho mồi

Kết quả trên cho thấy, gián cái có khả năng thu hút gián đực vào bẫy. Lượng

mồi tối thiểu trong lồng thí nghiệm kích thước 50x60x60cm là 1 gián cái.

*Thí nghiệm 2: Lần lượt bắt 1 ÷ 3 con gián đực cho vào bẫy làm mồi. Mỗi

thí nghiệm cũng được tiến hành với số lần lặp lại 5 lần, thời gian cho một thí

nghiệm là 3 giờ. Sau một thời gian thực nghiệm, chúng em không thấy chỉ có 1 thí

nghiệm duy nhất với bẫy dùng mồi 1 gián đực, có 1 gián đực vào bẫy. Các thí

17

nghiệm khác hoàn toàn không có gián vào bẫy. Thí nghiệm này đã chứng tỏ, gián

đực hầu như không có vai trò làm mồi thu hút gián.

Qua thí nghiệm 1 và 2, chúng em sơ bộ kết luận: pheromone chỉ có ở gián

cái, có tác dụng hấp dẫn những cá thể gián đực.

3.3.2. Thí nghiệm xác định vị trí tuyến pheromone trên cơ thể gián cái

*Thí nghiệm 1

+ Mổ 3 gián cái, tách lấy phần đầu, nghiền nát và cho vào bẫy. Đặt bẫy trong

lồng thí nghiệm kích thước 50x60x60cm.

+ Lặp lại thí nghiệm 5 lần, mỗi lần được tiến hành trong 3 giờ.

+ Kết quả: không thấy gián vào bẫy.

-> Như vậy, phần đầu ngực của gián cái có thể không có hoặc có rất ít tuyến

pheromone nên không có khả năng thu hút gián đực.

*Thí nghiệm 2

+ Mổ 3 gián cái, bỏ ruột, tách lấy phần bụng, nghiền nát và cho vào bẫy. Đặt

bẫy trong lồng thí nghiệm kích thước 50x60x60cm.

+ Lặp lại thí nghiệm 5 lần, mỗi lần 3 giờ.

+ Kết quả được thể hiện trong bảng 2.

Bảng 2. Kết quả thực nghiệm mồi là bụng gián cái

TN Số lƣợng gián vào bẫy Thời gian gián vào bẫy sớm nhất

1 2 (gián đực) Sau khi đặt bẫy 19 phút

2 2 (gián đực) Sau khi đặt bẫy 22 phút

3 1 (gián đực) Sau khi đặt bẫy 15 phút

4 3 (gián đực) Sau khi đặt bẫy 15 phút

5 2 (gián đực) Sau khi đặt bẫy 18 phút

+ Những kết quả trên cho thấy tuyến pheromone có khả năng nằm ở phần

bụng của con cái và chúng có sức hấp dẫn với con đực.

18

Như vậy, kết quả nghiên cứu thực nghiệm của chúng em bước đầu đã chỉ ra

phần bụng của gián cái có chứa nhiều tuyến pheromone.

3.3.3. Phân tích, xác định thành phần pheromone của gián cái

3.3.3.1. Tách chiết pheromone của gián cái

Chúng em đã tách chiết pheromone của gián bằng dung môi etyl axetat và

rượu metylic và phân tích mẫu tại khoa Hóa học trường ĐHSP Hà Nội.

Mẫu vật: 3 mẫu thí nghiệm

+ Mẫu 1: phần đầu và phần bụng gián đực.

+ Mẫu 2: phần đầu gián cái.

+ Mẫu 3: phần bụng gián cái.

Ngâm cả 3 mẫu vào dung môi và đưa vào máy chiết suất dạng sóng siêu âm

trong 10 phút rồi tiến hành phân tích mẫu sau 3 ngày.

Kết quả phân tích 3 mẫu thí nghiệm bằng dung môi etyl axetat như sau:

Hình 4: Sắc kí đồ dịch chiết EtOAc bụng gián cái.

19

Hình 5: Sắc kí đồ dịch chiết EtOAc đầu gián cái.

Hình 6: Sắc kí đồ dịch chiết EtOAc đầu và bụng gián đực.

Phân tích sắc kí đồ phổ sắc kí khí - khối phổ liên hợp (GC-MS) kết hợp với

việc so sánh phổ khối của từng chất với ngân hàng phổ khối cho chúng em thu

được kết quả sau:

Bảng 4: Thành phần hóa học của dịch chiết EtOAc bụng gián cái

STT Thời gian lƣu Hàm lƣợng % Hợp chất

1 3.175 13.30 Chưa xác định

2 3.727 1.02 Ethyl propanoate

3 6.243 1.94 n-Butyl acetate

4 17.371 37.70 p-allylanisole

5 21.450 0.99 Tetradecamethylcycloheptasiloxane

6 22.595 2.82 4-methoxy-Benzaldehyde

7 23.893 11.79 cis-α-Bergamotene

8 28.120 1.84 (-)-Cedreanol

9 30.710 2.27 Chưa xác định

10 31.511 4.82 Dimethyl phthalate

11 31.701 3.02 Texanol Isobutyrate

12 34.665 5.19 3-Methoxycinnamaldehyde

13 37.820 5.31 Chưa xác định

14 37.892 0.78 Chưa xác định

20

15 40.238 7.21 Chưa xác định

Như vậy, thành phần hóa học trong mẫu bụng gián cái có 15 hợp chất không

có ở mẫu đầu gián cái cũng như mẫu gián đực. Chúng em sơ bộ kết luận đó là

thành phần pheromone ở gián cái.

Dưới đây là cấu trúc một số thành phần chính:

O

p-allylanisole

cis-α-Bergamotene

OOO

O

Dimethyl phthalate

H3C

CH3

O

CH3H3C

CH3H3CO

O

CH3

CH3

O

Texanol Isobutyrate

O

O

H

3-Methoxycinnamaldehyde

Các phân tích bằng dung môi rượi metylic cũng cho kết quả tương tự.

Kết quả phân tích cho thấy pheromone chỉ nằm ở phần bụng của gián cái,

không có ở phần đầu của gián cái cũng như trong cơ thể gián đực. Kết quả này rất

phù hợp với các thí nghiệm mà chúng em đã tiến hành với mồi trước đó. Đồng thời

kết quả này cũng phù hợp với phát hiện của Giáo sư Roelofs và các đồng sự đó là

có một tuyến có liên quan dục tình hương pheromone nằm ngay cuối bụng con cái.

21

So sánh với nghiên cứu của Satoshi Nojima cùng các cộng sự ở gián Đức

(Blattella germanica) pheromone giới tính của chúng là blattellaquinone khác với

pheromone của gián Úc. [13, 14]

3.3.4. Thí nghiệm xác định liều lƣợng pheromone tối thiểu dùng đặt bẫy

Trong quá trình thực nghiệm, chúng em đã sử dụng gián cái làm mồi hấp dẫn

gián đực vào bẫy. Để xác định lượng pheromone phù hợp cho mỗi lần đặt bẫy,

chúng em đã thiết kế thí nghiệm như sau:

- Lần lượt đặt vào trong bẫy lượng mồi tương ứng từ 1 đến 6 gián cái trưởng

thành.

- Đặt bẫy vào phòng có diện tích 12,25m2.

- Dùng camera quan sát và ghi lại kết quả.

- Lặp lại mỗi thí nghiệm 5 lần, mỗi lần trong thời gian 3 giờ.

Kết quả thu được thể hiện trong bảng 5.

Bảng 5. Kết quả nghiên cứu lượng mồi tối thiểu dùng trong bẫy thí nghiệm

TN Lượng mồi Tổng số gián vào bẫy Thời gian gián vào bẫy sớm nhất

1 1 0 -

2 2 01 3 phút

3 3 0 -

4 4 0 -

5 5 02 28 phút

6 6 14 26 phút

Kết quả trên cho thấy, nếu sử dụng 6 gián cái làm mồi thì mồi có hiệu quả

nhất. Gián chui vào bẫy sau 26 phút đặt bẫy.

3.3.5. Thí nghiệm xác định hiệu quả bắt gián chọn lọc của bẫy

Để xác định hiệu quả bắt chọn lọc của bẫy, chúng em đã thiết kế một số thí

nghiệm đối chứng với mồi là thức ăn gồm mật ong, hoa quả có vị ngọt và mùi

22

thơm, cơm. Mỗi thí nghiệm được lặp lại 5 lần với thời gian 1 lần đặt bẫy là 1 ngày

đêm. Kết quả thí nghiệm được chúng em trình bày tại bảng 6.

Bảng 6. Kết quả nghiên cứu với mồi là thức ăn

TN Mồi Tổng số gián vào bẫy Các động vật khác

1 Mật ong 19 (cả gián đực và cái) Kiến, thạch thùng

2 Hoa quả 14 (cả gián đực và cái) Kiến, thạch thùng

3 Cơm 8 (cả gián đực và cái) Kiến

Kết quả thí nghiệm đã cho thấy, nếu sử dụng mồi là thức ăn để bắt gián thì

loại thức ăn ưa thích của chúng là mật ong, tiếp đến các hoa quả có vị ngọt và mùi

thơm như táo, chuối và cuối cùng là cơm. Sử dụng thức ăn sẽ bắt được cả gián đực

và gián cái trong quần thể.

Đồng thời thí nghiệm cũng chỉ rõ, nếu sử dụng thức ăn thì ngoài bắt gián

chúng ta có thể bắt được các loại động vật khác như kiến, thạch thùng trong đó có

cả những động vật có ích cho con người.

So sánh với bẫy bắt gián bằng cách sử dụng gián cái tiết pheromone chúng

em nhận thấy: loại bẫy chúng em thiết kế có tính chất chọn lọc chỉ bắt gián đực,

không bắt các loại sinh vật khác; bẫy chỉ bắt gián chứ không giết chết chúng. Với

loại bẫy này có thể kiểm soát hiệu quả sự phát triển của quần thể gián.

So sánh với các bẫy bắt gián có sẵn trên thị trường hiện nay thì bẫy bắt gián

do chúng em thiết kế đơn giản, rất dễ làm từ các nguyên liệu dễ kiếm và dễ áp dụng

rộng rãi.

Tuy nhiên, trong quá trình thí nghiệm, chúng em gặp phải khó khăn sau:

- Mặc dù tuyến tạo ra pheromone này được phát hiện vào 1993. Nhưng chất

này không bền với nhiệt nên các nhà nghiên cứu rất khó phân lập được chất chúng.

Đồng thời, khi con vật gửi đi tín hiệu, lượng hoá chất đó cũng quá nhỏ để có thể

phát hiện và phân lập.

23

Vì vậy, trong quá trình thiết kế bẫy thí nghiệm, chúng em đã sử dụng gián

cái làm mồi để dẫn dụ và bắt gián đực.

24

PHẦN V. KẾT LUẬN

5.1. Gián cái có khả năng hấp dẫn và thu hút gián đực vào các bẫy bắt gián.

5.2. Lượng mồi phù hợp để bắt gián trong phòng thí nghiệm diện tích

12,25m2 là 6 gián cái trưởng thành.

5.3. Bẫy bắt gián phù hợp với phương pháp sử dụng pheromone của chính

loài gián cần bắt.

Hƣớng phát triển của đề tài:

- Tiếp tục phân tích, nghiên cứu liều lượng mồi phù hợp nhất trong bẫy bắt

gián.

- Tiếp tục nghiên cứu, phân tích pheromone của gián để hoàn thiện bẫy bắt

gián.

TÀI LIỆU THAM TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Mai Văn Hưng - Đỗ Quyết Thắng. Sinh học động vật. NXB ĐH quốc gia Hà

25

Nội. 2013.

2. Vũ Quang Mạnh. Tập tính học động vật. NBX Giáo dục. 2000.

3. Vũ Quang Mạnh - Trịnh Nguyên Giao. Hỏi đáp về tập tính động vật. NXB Giáo

dục. 2002.

4. Động vật không xương sống. NXB ĐH quốc gia Hà Nội. 2008.

5. Vũ Quang Mạnh - Nguyễn Thanh Thúy. Đời sống côn trùng quanh ta. NXB Giáo

dục. 2010.

6. Bộ GD&ĐT. Sinh học lớp 11. NXB Giáo dục. 2008

7. http://khoahoc.tv/bandoc/ban-doc/36841_gian-va-tac-hai-cua-gian.aspx

8. Vũ Quang Mạnh - Lê Xuân Huệ. Tập tính động vật và ứng dụng trong gây nuôi

cà cuống - bọ cạp. NXB Nông nghiệp. 1999.

9. http://www.youtube.com/watch?v=DIU6mtkIPZY

10. http://www.impe-qn.org.vn/impe-qn/vn/portal/InfoDetail.jsp?area=58&cat=1065&ID=958

11. https://vi.wikipedia.org/wiki/Gi%C3%A1n_nh%C3%A0

12. http://www.nolavn.com/phun-diet-con-trung/gian-tac-hai-doi-voi-suc-khoe

13. http://forum.nhasinhhoctre.com

15. http://nld.com.vn/khoa-hoc/cam-bay-tinh-duoi-cai-nhin-khoa-hoc-116548.htm

16. The Nature and Development of Sex Attractant Specificity

in Cockroaches of the Genus Periplaneta. ROLLIE SCHAFER

Division of Biological Sciences, University ofMichigan, Ann Arbor,

Michigan48109