Chủ đề I. Đa dạng thế giới sống

Sinh vật rất đa dạng về hình dạng, cấu tạo và cách sống. Phân loại giúp sắp xếp chúng thành các nhóm dựa trên đặc điểm chung, nhờ đó việc nhận biết, nghiên cứu và trao đổi thông tin thuận lợi hơn. Khi phân loại, cần chọn đặc điểm có ý nghĩa và tương đối ổn định; không chỉ dựa vào nơi gặp hoặc kích thước của một cá thể.

Các bậc phân loại thường học theo thứ tự từ lớn đến nhỏ là giới, ngành, lớp, bộ, họ, chi, loài. Những sinh vật cùng loài có nhiều đặc điểm chung hơn so với những sinh vật chỉ cùng một bậc phân loại rộng. Tên như “động vật” chỉ một nhóm rất lớn, còn tên loài giúp xác định đối tượng cụ thể hơn.

Trong mô hình năm giới được giới thiệu ở chương trình này, sinh vật có cấu tạo tế bào được xếp vào giới Khởi sinh, Nguyên sinh, Nấm, Thực vật và Động vật. Mô hình giúp bước đầu so sánh kiểu tế bào, số lượng tế bào và cách dinh dưỡng. Virus chưa có cấu tạo tế bào nên không được xếp vào năm giới này.

Khóa lưỡng phân là công cụ nhận biết đối tượng bằng chuỗi lựa chọn. Mỗi bước đưa ra hai đặc điểm đối lập, chẳng hạn “có lông vũ” và “không có lông vũ”. Người dùng chọn đặc điểm phù hợp rồi chuyển đến bước được chỉ dẫn. Đi đến tên đối tượng nghĩa là đã theo một đường nhận biết nhất quán trong khóa.

Để lập khóa, trước hết liệt kê các đối tượng và đặc điểm quan sát được. Chọn một đặc điểm chia tập hợp thành hai nhóm, rồi tiếp tục chia từng nhóm còn nhiều đối tượng. Mỗi đối tượng phải đi đến đúng một kết quả. Một khóa làm cho bốn đối tượng chưa chắc nhận biết được mọi sinh vật ngoài tự nhiên.

Khi dùng khóa, cần đọc trọn cặp lựa chọn và đối chiếu với mẫu hoặc hình ảnh đáng tin cậy. Nếu không nhìn rõ đặc điểm, ghi “chưa xác định” thay vì đoán. Có thể kiểm tra khóa bằng cách cho bạn khác thử từng đối tượng. Nếu hai đường cho cùng một đối tượng hoặc một đối tượng không có đường đi, cần sửa lại tiêu chí.

Vi khuẩn là sinh vật đơn bào có kích thước rất nhỏ, thường cần kính hiển vi để quan sát. Tế bào vi khuẩn thuộc kiểu nhân sơ: chưa có nhân hoàn chỉnh được bao bởi màng nhân. Vi khuẩn có nhiều hình dạng như hình cầu, hình que và hình xoắn. Chúng phân bố ở nhiều môi trường, kể cả trong đất, nước và cơ thể sinh vật.

Không phải mọi vi khuẩn đều gây bệnh. Nhiều vi khuẩn phân giải chất hữu cơ, góp phần đưa chất trở lại môi trường. Một số được sử dụng trong chế biến thực phẩm, chẳng hạn vi khuẩn lactic tham gia làm sữa chua. Sản phẩm có ích cần được tạo bằng quy trình vệ sinh phù hợp; điều đó không có nghĩa là mọi thực phẩm để lâu đều an toàn.

Một số vi khuẩn gây bệnh hoặc làm hỏng thực phẩm. Thức ăn có thể bị nhiễm vi sinh vật dù chưa đổi màu hoặc có mùi lạ. Giữ vệ sinh tay, dụng cụ, nguồn nước và bảo quản thức ăn đúng cách giúp giảm nguy cơ. Khi quan sát trong lớp, dùng mẫu đã được giáo viên chuẩn bị; không tự nuôi cấy vi khuẩn từ nơi bẩn.

Virus có kích thước rất nhỏ và chưa có cấu tạo tế bào. Mô hình đơn giản gồm vật chất di truyền được bao bọc bởi vỏ protein; một số virus có thêm lớp vỏ ngoài. Virus chỉ nhân lên nhờ tế bào sống thích hợp. Không nên mô tả virus là một tế bào nhỏ hơn tế bào vi khuẩn vì hai đối tượng khác nhau về tổ chức cấu tạo.

Virus có thể gây bệnh cho người, động vật hoặc thực vật. Cách lây truyền phụ thuộc từng loại virus, vì vậy không thể dùng một đường lây để giải thích mọi bệnh. Các biện pháp như giữ vệ sinh, tránh dùng chung đồ cá nhân và tiêm chủng theo hướng dẫn giúp phòng một số bệnh. Kháng sinh không điều trị được bệnh do virus; việc dùng thuốc cần do người có chuyên môn hướng dẫn.

Khi so sánh, nên lập bảng theo cùng tiêu chí: cấu tạo tế bào, nơi sống hoặc nhân lên, vai trò và tác hại. Từ việc một vi khuẩn có ích không thể suy ra mọi vi khuẩn đều có ích; từ một bệnh do virus cũng không thể kết luận mọi virus gây cùng triệu chứng. Kết luận khoa học cần gắn với đối tượng và bằng chứng cụ thể.

Nguyên sinh vật là nhóm sinh vật nhân thực đa dạng. Nhiều loài có cơ thể chỉ gồm một tế bào và thường được quan sát bằng kính hiển vi, như trùng giày và trùng roi. Một số có cấu tạo phức tạp hơn. Trong phạm vi bài này, các hình quan sát giúp nhận biết đặc điểm điển hình; không nên kết luận mọi nguyên sinh vật đều giống nhau về hình dạng hoặc cách sống.

Một số nguyên sinh vật có khả năng quang hợp, trong khi những loài khác lấy chất hữu cơ từ môi trường. Nhiều loài sống trong nước hoặc nơi ẩm ướt và là thức ăn của sinh vật khác. Một số nguyên sinh vật gây bệnh. Vì vậy cần phân biệt vai trò của từng đối tượng thay vì xem tất cả sinh vật nhỏ sống trong nước là có hại.

Nấm là sinh vật nhân thực, không có khả năng quang hợp như cây xanh. Nấm lấy chất dinh dưỡng từ chất hữu cơ có sẵn. Nấm men thường là cơ thể đơn bào; nấm mốc và nhiều nấm lớn gồm các sợi nấm. Phần mũ và cuống dễ thấy của một số nấm chỉ là một phần của cơ thể, không có nghĩa chúng có thân và lá như cây.

Nấm có vai trò quan trọng trong phân giải lá, gỗ và các vật chất hữu cơ. Con người dùng một số nấm làm thực phẩm hoặc trong chế biến, chẳng hạn nấm ăn được nuôi trồng và nấm men làm bánh. Tuy nhiên, nhiều nấm có thể gây bệnh, làm hỏng thực phẩm hoặc chứa chất độc. Không thể nhận biết chắc chắn nấm ăn được chỉ dựa vào màu sắc.

Khi học quan sát, có thể dùng hình ảnh rõ, nấm ăn được mua từ nguồn tin cậy hoặc tiêu bản do giáo viên chuẩn bị. Không tự hái nấm hoang để ăn, không ngửi sát hoặc chạm vào mẫu mốc. Học sinh nên ghi đặc điểm nhìn thấy trước, sau đó mới đối chiếu tài liệu để đưa ra nhận xét. Một hình mờ không đủ để xác định chính xác tên loài.

Độ ẩm, nhiệt độ và nguồn dinh dưỡng ảnh hưởng đến sự phát triển của nhiều loại nấm. Bảo quản thức ăn sạch, khô hoặc ở nhiệt độ thích hợp giúp hạn chế hư hỏng, nhưng không làm thực phẩm an toàn mãi mãi. Khi làm bài từ dữ liệu, chỉ so sánh những mẫu có các điều kiện khác tương tự và không biến bài học thành việc nuôi nấm mốc tại nhà.

Thực vật có cơ thể đa dạng, từ những cây rêu nhỏ đến cây thân gỗ lớn. Phần lớn thực vật có khả năng quang hợp: sử dụng ánh sáng để tạo chất hữu cơ từ nước và carbon dioxide, đồng thời giải phóng oxygen. Trong bài học, việc nhận biết các nhóm dựa vào cơ quan và cách sinh sản, không chỉ dựa vào chiều cao hoặc nơi mọc của cây.

Rêu thường sống ở nơi ẩm. Cơ thể rêu có cấu tạo đơn giản, chưa có hệ mạch dẫn thật và chưa có rễ thật; các cấu trúc bám giúp cây giữ vào giá thể. Rêu sinh sản bằng bào tử, không tạo hoa, quả hay hạt. Vì vậy, một thảm cây thấp không nhất thiết là rêu; cần đối chiếu thêm đặc điểm cấu tạo.

Dương xỉ có rễ, thân, lá thật và có mạch dẫn. Dương xỉ không tạo hạt; sinh sản bằng bào tử. Ở nhiều loại dương xỉ, có thể thấy những ổ túi bào tử ở mặt dưới lá. Các chấm này không phải hạt và không tự động là dấu hiệu cây bị bệnh. Khi quan sát, chỉ xem mặt lá theo hướng dẫn, không cần bứt lá khỏi cây.

Thực vật hạt trần có hạt nhưng hạt không được bao trong quả; cây thông là ví dụ quen thuộc. Thực vật hạt kín có hoa, tạo quả và hạt nằm trong quả; lúa, đậu, xoài là ví dụ. Không phải cây nào cũng có hoa hoặc quả tại thời điểm quan sát. Khi chưa thấy cơ quan sinh sản, cần tìm thêm thông tin trước khi kết luận nhóm.

Thực vật cung cấp thức ăn, nguyên liệu và nơi ở cho nhiều sinh vật. Rễ và thảm thực vật góp phần giữ đất; tán cây tạo bóng mát và ảnh hưởng điều kiện môi trường xung quanh. Cây xanh là nguồn chất hữu cơ quan trọng trong nhiều chuỗi thức ăn. Các vai trò có liên hệ với nhau, nên mất một vùng thực vật có thể ảnh hưởng nhiều loài khác.

Bảo vệ thực vật gồm chăm sóc cây phù hợp, giữ nơi sống và sử dụng tài nguyên hợp lí. Không phải cứ trồng thật nhiều một loại cây là thay thế được một hệ sinh thái tự nhiên đa dạng. Khi làm bài, nên nêu rõ đặc điểm dùng để nhận biết, chứng cứ quan sát và giới hạn kết luận. Không thu hái, nếm lá hoặc quả lạ để thử tên cây.

Động vật có cơ thể đa dạng và lấy chất hữu cơ có sẵn làm thức ăn. Nhiều loài có khả năng di chuyển nhưng mức độ và cách di chuyển khác nhau. Một tiêu chí phân nhóm lớn là có hay không có cột sống. Động vật không xương sống không có cột sống; động vật có xương sống có bộ xương trong với cột sống.

Các nhóm động vật không xương sống thường học gồm ruột khoang, giun dẹp, giun tròn, giun đốt, thân mềm và chân khớp. Sứa là ví dụ ruột khoang; sán lá thuộc giun dẹp; giun đũa thuộc giun tròn; giun đất thuộc giun đốt. Tên “giun” không có nghĩa mọi loài đều thuộc một nhóm nhỏ giống hệt nhau hoặc đều sống kí sinh.

Thân mềm thường có cơ thể mềm; nhiều loài có vỏ đá vôi, nhưng không phải tất cả đều có vỏ ngoài dễ thấy. Ốc và trai là ví dụ. Chân khớp có bộ xương ngoài và các phần phụ phân đốt, khớp động; tôm, nhện và châu chấu thuộc nhóm này. Dùng nhiều đặc điểm giúp tránh nhầm nhện với côn trùng chỉ vì đều nhỏ và có nhiều chân.

Động vật có xương sống gồm các nhóm cá, lưỡng cư, bò sát, chim và thú. Cá thường sống trong nước, có vây và thở bằng mang. Ếch thuộc lưỡng cư, có các giai đoạn sống gắn với nước. Bò sát thường có da khô phủ vảy sừng; chim có lông vũ; thú có lông mao và nuôi con bằng sữa. Những đặc điểm này quan trọng hơn nơi sống hoặc khả năng bay.

Động vật góp phần thụ phấn, phát tán hạt, làm thức ăn và duy trì quan hệ trong tự nhiên. Một số có thể gây bệnh, phá hoại mùa màng hoặc truyền tác nhân gây bệnh. Vai trò phụ thuộc loài và hoàn cảnh. Việc loài nào đó gây bất tiện cho con người không có nghĩa nên tiêu diệt mọi cá thể của loài đó trong tất cả môi trường.

Khi nhận biết, cần dựa trên mô tả hoặc ảnh rõ và ghi những điều chưa chắc chắn. Cá voi sống trong nước nhưng thuộc thú, dơi biết bay cũng thuộc thú; đà điểu không bay được vẫn là chim vì có lông vũ. Học sinh không tự bắt, chạm vào động vật lạ, ổ trứng hoặc tổ chim. Quan sát từ xa giúp bảo vệ cả người học và sinh vật.

Đa dạng sinh học thể hiện sự phong phú của thế giới sống. Ở mức làm quen, có thể quan sát sự đa dạng về loài, số lượng cá thể trong các loài và môi trường sống. Một nơi có nhiều cá thể của duy nhất một loài không đồng nghĩa với nơi có nhiều loài. Khi so sánh, cần nêu rõ tiêu chí và phạm vi đã khảo sát.

Các loài liên hệ với nhau qua thức ăn, nơi ở và nhiều hoạt động khác. Thực vật cung cấp thức ăn hoặc chỗ trú; động vật có thể thụ phấn, phát tán hạt; vi sinh vật và nấm phân giải chất hữu cơ. Khi một thành phần giảm mạnh, những thành phần liên quan có thể bị ảnh hưởng. Mức thay đổi cần được đánh giá bằng dữ liệu, không chỉ bằng dự đoán.

Đa dạng sinh học đem lại nguồn thực phẩm, vật liệu và nhiều giá trị cho nghiên cứu, giáo dục, du lịch. Các hệ sinh thái còn góp phần điều hòa nước, bảo vệ đất và tạo môi trường sống. Những lợi ích này không chỉ thuộc các loài dễ thấy hoặc có giá trị kinh tế trực tiếp. Các sinh vật nhỏ cũng có vai trò trong hoạt động của tự nhiên.

Nguyên nhân làm suy giảm đa dạng sinh học có thể là mất hoặc chia cắt nơi sống, khai thác quá mức, ô nhiễm và sự xâm nhập của loài ngoại lai gây hại. Cháy rừng hoặc thay đổi điều kiện môi trường cũng ảnh hưởng sinh vật. Cần phân biệt một hiện tượng quan sát được với nguyên nhân đã được chứng minh; nhiều nguyên nhân có thể tác động cùng lúc.

Bảo vệ đa dạng sinh học cần giữ và phục hồi nơi sống, sử dụng tài nguyên hợp lí, hạn chế ô nhiễm và không buôn bán động vật hoang dã trái phép. Hoạt động thả động vật không đúng nơi hoặc thả loài ngoại lai có thể gây hại. Vì vậy, hành động có vẻ “cứu thiên nhiên” vẫn cần hiểu biết và hướng dẫn của cơ quan, người có chuyên môn.

Học sinh có thể giữ vệ sinh môi trường, chăm cây phù hợp, không phá tổ chim, không mua sản phẩm từ động vật hoang dã trái phép và tham gia quan sát khoa học. Khi lập kế hoạch, nên có mục tiêu nhỏ đo được, chẳng hạn giảm rác quanh bồn cây. Sau hoạt động, so sánh dữ liệu theo cùng cách khảo sát để đánh giá hiệu quả một cách thận trọng.

Quan sát ngoài thiên nhiên giúp liên hệ kiến thức phân loại với những sinh vật thực tế. Trước khi đi, cần xác định câu hỏi, nơi khảo sát, thời gian, thành viên và cách ghi dữ liệu. Một câu hỏi rõ như “Trong hai ô cỏ cùng diện tích ghi nhận được bao nhiêu dạng cây khác nhau?” dễ thực hiện và đánh giá hơn câu hỏi quá rộng về toàn bộ thiên nhiên.

Dụng cụ có thể gồm sổ, bút, thước, ảnh hướng dẫn và thiết bị chụp ảnh nếu được phép. Giáo viên hoặc người lớn lựa chọn khu vực an toàn, kiểm tra thời tiết và quy định. Học sinh mặc trang phục phù hợp, đi theo nhóm, không xuống ao hồ, không trèo cây và không chạm động vật, nấm hoặc cây lạ. Quan sát phải đồng thời tôn trọng nơi sống.

Mỗi bản ghi nên có ngày, giờ, vị trí, điều kiện thời tiết, phạm vi khảo sát, mô tả và số lượng đối tượng. Nếu chưa biết tên, có thể dùng mã X, Y, Z kèm ảnh hoặc đặc điểm để tránh tự đặt tên sai. “Có sáu cây lá dạng X” là dữ liệu quan sát; “chúng chắc chắn cùng một loài” cần thêm căn cứ nhận dạng.

Muốn so sánh hai khu vực, cần giữ cách khảo sát tương tự, chẳng hạn cùng diện tích và thời gian quan sát. Với sinh vật di chuyển, cần chú ý tránh đếm lặp một cá thể. Có thể phân công một người quan sát, một người ghi và một người kiểm tra. Nếu bỏ sót hoặc không xác định được, ghi rõ hạn chế thay vì sửa số liệu cho đẹp.

Sau khảo sát, lập bảng, tính tổng và mô tả những gì dữ liệu thực sự cho thấy. Khi dùng các nhóm nhận dạng tạm thời, báo cáo số nhóm hoặc dạng đã ghi nhận, chưa gọi chắc chắn là số loài. Một lần khảo sát chỉ là ảnh chụp tại thời điểm đó; chưa đủ kết luận xu hướng tăng giảm lâu dài hoặc nguyên nhân của khác biệt.

Báo cáo tốt gồm câu hỏi, cách làm, kết quả, nhận xét, hạn chế và đề xuất quan sát tiếp. Ảnh minh họa cần có chú thích liên quan, không chứa thông tin cá nhân không cần thiết. Kết thúc hoạt động, trả lại hiện trạng khu vực, thu gom rác của nhóm và rửa tay. Không mang sinh vật hoang dã về làm vật nuôi hoặc mẫu học tập.