San hô sinh sản hữu tính như thế nào?

San hô có thể sinh sản vô tính và hữu tính. Trong sinh sản vô tính, các polyp vô tính mới nảy mầm từ các polyp bố mẹ để mở rộng hoặc tạo ra các tập đoàn mới. Điều này xảy ra khi polyp gốc đạt đến một kích thước nhất định và phân chia. Quá trình này tiếp tục trong suốt cuộc đời của chúng.

Giải phẫu cấu trúc của một polyp san hô.

San hô sinh sản hữu tính bằng cách thụ tinh bên trong (brooder spawners) hoặc bên ngoài (broadcast spawners). Các tế bào sinh sản được sinh ra trên mạc treo (màng) tỏa vào trong từ lớp mô lót khoang dạ dày. Một số loài san hô lưỡng tính (có cả tế bào sinh sản đực và cái). Những loài khác là đực hoặc cái. Cả hai giới tính có thể xảy ra trong một tập đoàn, hoặc một tập đoàn có thể bao gồm các cá thể cùng giới tính. Đối với loài có trứng được thụ tinh bên trong được ấp bởi polyp trong vài ngày đến vài tuần. Ấu trùng bơi tự do trong cột nước và định cư trong vòng vài giờ.

Vòng đời của san hô cứng.

Khoảng 3/4 số san hô tạo rạn (san hô cứng/đá “Scleractinia”) tạo ra giao tử đực và/hoặc cái. Hầu hết các loài này là những loài thụ tinh ngoài, chúng giải phóng một số lượng lớn trứng và tinh trùng vào nước để phát tán con giống của chúng trên một khu vực địa lý rộng lớn.

Thời điểm trước khi đẻ. Những bọc trứng màu hồng đã được đẩy lên sát bề mặt các polyp để chuẩn bị giải phóng (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

Đa phần trứng san hô có màu hồng, một số có màu cam hoặc trắng (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

Trứng san hô rất đa dạng, từ loài có kích thước nhỏ cho đến loài có kích thước lớn (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

 Quá trình sinh sản này xảy ra như một sự kiện đồng bộ hàng loạt, khi tất cả các loài san hô trong một khu vực giải phóng trứng và tinh trùng của chúng cùng một lúc. Thời điểm của một sự kiện sinh sản phát tán là rất quan trọng vì san hô đực và cái không thể tiếp xúc sinh sản với nhau. Việc kiểm soát sinh sản trong thời gian dài có thể liên quan đến nhiệt độ, độ dài ngày và/hoặc tốc độ thay đổi nhiệt độ (tăng hoặc giảm). Việc kiểm soát ngắn hạn (sẵn sàng sinh sản) thường dựa trên các tín hiệu mặt trăng hoặc tín hiệu từ thủy triều.  

Khi nhận được tín hiệu từ môi trường, các bọc trứng được phóng ra đồng loạt (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

Sự kiện giải phóng giao tử chỉ diễn ra trong thời gian 1 vài phút (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

Một số loài san hô đơn tính giải phóng tinh trùng riêng (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

Hàng triệu trứng và tinh trùng được giải phóng đồng thời giúp tăng tỷ lệ thụ tin (Địa điểm Lục Đảo- Đài Loan).

         Cảnh san hô đẻ trứng lần đầu tiên được ghi nhận tại Việt Nam (Đảo Cô Tô).

Trứng và tinh trùng kết hợp với nhau để tạo thành ấu trùng trôi nổi tự do được gọi là Planula. Planula có thể di chuyển nhờ lông mao bao phủ cơ thể của nó. Những ấu trùng này rất nhỏ và mặc dù chúng có khả năng di chuyển nhưng chúng không đủ khỏe để bơi ngược dòng nước. Một số lượng lớn Planulae được tạo ra để bù đắp cho tỷ lệ sống sót thấp, chẳng hạn như động vật săn mồi mà chúng gặp phải khi chúng bị dòng nước cuốn đi. Khoảng thời gian giữa sự hình thành và định cư của planulae là khoảng thời gian ấu trùng có tỷ lệ chết cao nhất. Trong giai đoạn này, Planula sẽ tìm kiếm một nền rắn thích hợp để định cư. Khi tìm được vị trí thích hợp, Planula sẽ định cư trên một nền cứng và bắt đầu trải qua quá trình biến thái. Biến thái xảy ra khi một sinh vật phát triển từ con non thành con trưởng thành. Ở hầu hết các loài, ấu trùng định cư trong vòng hai ngày, cũng có một số loài ấu trùng sẽ bơi trong ba tuần và một số trường hợp lên tới hai tháng.

Trứng và tinh trùng thụ tinh tạo thành ấu trùng Planula. Một ấu trùng loài Pocillopora damicornisla đang bơi bao gồm mô san hô có chứa tảo cộng sinh (Ảnh H. Putnam).

Hai con non mới định cư và một con ấu trùng đang bơi trên tảo san hô (Ảnh H. Putnam).

Polyp sơ cấp bắt đầu tạo ra một lớp san hô canxi cacbonat (CaCO₃). Nếu san hô là tập đoàn, thì polyp sẽ trải qua quá trình sinh sản vô tính để tạo thành nhiều polyp hơn, mở rộng kích thước của tập đoàn san hô và tăng số lượng polyp san hô. Khi các polyp trưởng thành trưởng thành về giới tính, vòng đời sẽ bắt đầu lại từ đầu.

Bộ xương san hô non (đã được tẩy trắng) sau 3 tháng phát triển.

Sự sinh sản hữu tính ở san hô giúp tạo ra con non nhiều trên phạm vi rộng hơn và tính đa dạng di truyền cao hơn hình thức sinh sản vô tính.

San hô con phát triển tự nhiên trên nền tảo san hô.

Tổng hợp: Đặng Đỗ Hùng Việt (Chi nhánh Ven biển/TTNĐ Việt - Nga)

Tài liệu tham khảo:

Harrison, P. L. (2011). Sexual reproduction of scleractinian corals. Coral reefs: an ecosystem in transition. Springer.

Veron, J. E. N., Stafford-Smith, M. G., Turak, E., & DeVantier, L. M. (2020). Corals of the World, version 0.01 Beta. Corals of the World.