Động vật thay đổi hình dạng để thích nghi biến đổi khí hậu

Hiện tượng nóng lên toàn cầu là một thách thức lớn đối với các loài động vật, đặc biệt là động vật máu nóng [hay động vật hằng nhiệt], khi chúng luôn phải duy trì nhiệt độ bên trong cơ thể không đổi.

Các loài động vật đang đối phó với tình trạng nóng lên toàn cầu theo nhiều cách khác nhau. Một số di chuyển đến những khu vực mát mẻ hơn, chẳng hạn như gần các vùng Cực hoặc nơi có độ cao lớn hơn. Một số thay đổi thời gian diễn ra các sự kiện quan trọng trong cuộc sống như thời điểm sinh sản và di cư.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Trends in Ecology and Evolution vào tháng 9/2021, các nhà khoa học tại Đại học Deakin (Australia) phát hiện thêm một phương pháp mà các loài động vật dùng để thích nghi với biến đổi khí hậu, đó là sự gia tăng kích thước tai, đuôi, mỏ và các phần phụ (appendage) khác của chúng. Phần phụ là thuật ngữ trong lĩnh vực sinh học nhằm ám chỉ một bộ phận bên ngoài hoặc phần kéo dài của cơ thể nhô ra từ phần thân của một sinh vật.

Động vật thường sử dụng phần phụ để điều chỉnh nhiệt độ bên trong cơ thể. Ví dụ, voi châu Phi bơm máu ấm lên đôi tai lớn của chúng, sau đó vỗ nhẹ để phân tán nhiệt. Mỏ của các loài chim cũng thực hiện một chức năng tương tự – lưu lượng máu được vận chuyển đến mỏ nhiều hơn khi chim cảm thấy nóng. Đó là nguyên nhân khiến mỏ chim ấm hơn phần còn lại của cơ thể.

Trên thực tế, từ thập niên 1870, nhà động vật học người Mỹ Joel Allen đã phỏng đoán rằng, động vật máu nóng sống ở những vùng khí hậu lạnh hơn có xu hướng phát triển phần phụ nhỏ hơn. Trong khi đó, động vật máu nóng ở vùng khí hậu ấm hơn có xu hướng phát triển phần phụ lớn hơn. Điều này được gọi là quy tắc Allen.

Trong bài báo mới, Sara Ryding và các cộng sự tại Đại học Deakin đã xem xét nhiều tài liệu nghiên cứu về vấn đề này nhằm tìm ra những ví dụ về sự thay đổi hình dạng của động vật trong thế kỷ qua, phù hợp với hiện tượng nóng lên toàn cầu và quy tắc Allen. Họ phát hiện sự thay đổi hình dạng được thể hiện rõ ràng nhất ở các loài chim, cụ thể là sự gia tăng kích thước mỏ. Đối với một số loài vẹt sống tại Australia, các nghiên cứu cho thấy kích thước mỏ của vẹt lưng đỏ và vẹt mào Cockatoo đã tăng từ 4% đến 10% kể từ năm 1871.

Các phần phụ của động vật có vú cũng ngày càng tăng về kích thước. Ví dụ, chiều dài đuôi và chân của những con chuột chù sống ở Alaska (Mỹ) tăng lên đáng kể từ năm 1950 đến nay. Cũng trong khoảng thời gian này, kích thước cánh của loài dơi Hipposideros armiger đã tăng lên khoảng 1,64%. Điều này cho thấy sự thay đổi hình dạng đang xảy ra ở các phần phụ khác nhau của nhiều loài động vật trên thế giới.

“Giống như con người, động vật đang phải thích nghi với tình trạng nóng lên toàn cầu. Nhưng điều này xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều so với lịch sử tiến hóa”, Sara Ryding cho biết. “Sự gia tăng kích thước phần phụ mà chúng tôi thấy ở các loài động vật cho đến nay là khá nhỏ – dưới 10% – vì vậy những thay đổi khó có thể nhận thấy ngay lập tức”.

Tất nhiên, phần phụ của động vật có những công dụng vượt xa việc điều chỉnh thân nhiệt. Điều này nghĩa là các nhà khoa học đôi khi tìm thấy những cách lý giải khác đối với những thay đổi đối với hình dạng cơ thể động vật.

Ví dụ, các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng kích thước mỏ trung bình của những con chim sẻ sống trên quần đảo Galapagos biến đổi theo thời gian để phù hợp với kích thước hạt [thức ăn của chim] – yếu tố chịu tác động bởi lượng mưa. Sau những mùa hè khô hạn hơn, khả năng sống sót của các cá thể chim mỏ nhỏ giảm xuống.

Trong nghiên cứu mới, Sara Ryding đã kiểm tra dữ liệu được thu thập trước đây để xác định xem nhiệt độ có ảnh hưởng đến sự thay đổi kích thước mỏ của những con chim sẻ này hay không. Kết quả cho thấy, những con chim sẻ với mỏ nhỏ hơn ít có khả năng sống sót qua mùa hè nóng hơn. Ảnh hưởng này đối với sự tồn tại của sinh vật thậm chí còn lớn hơn so với lượng mưa. Vì vậy, nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng góp phần thúc đẩy sự thay đổi kích thước phần phụ của các loài động vật.

Giống như rất nhiều hậu quả của biến đổi khí hậu, tác động chính xác của nhiệt độ tăng cao hoặc thời tiết thay đổi đối với bất kỳ loài động vật nào là khó phát hiện. “Có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến sự thay đổi của cơ thể động vật. Nhưng quy mô toàn cầu của việc thay đổi hình dạng cho thấy biến đổi khí hậu là động lực chính”, Sara Ryding nhận định.

Nhóm nghiên cứu cũng đưa ra một số dự đoán về những loài động vật có nhiều khả năng thay đổi kích thước phần phụ nhất để phản ứng với nhiệt độ tăng, hay những loài triệt để tuân theo quy tắc Allen. Chúng bao gồm chim sáo đá, chim sẻ hót (song sparrow) và một loạt các loài chim biển và động vật có vú nhỏ, chẳng hạn như thú có túi opossum ở khu vực Nam Mỹ.

“Nghiên cứu của chúng tôi góp phần làm tăng hiểu biết của cộng đồng khoa học về cách thức động vật hoang dã ứng phó với biến đổi khí hậu. Ngoài việc nâng cao năng lực dự đoán tác động của biến đổi khí hậu, các dữ liệu phân tích sẽ cho phép chúng tôi xác định loài nào dễ bị tổn thương nhất và cần ưu tiên bảo tồn”, Sara Ryding cho biết.

Theo báo cáo của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) được công bố vào tháng 8/2021, chúng ta có rất ít thời gian để ngăn chặn thảm họa nóng lên toàn cầu. Trái đất có khả năng đạt đến giới hạn ấm lên 1,5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp vào đầu những năm 2030.

Trong khi nghiên cứu của Sara Ryding cho thấy một số loài động vật đang thích nghi với biến đổi khí hậu, nhiều loài khác thì không. Ví dụ, một số loài chim phải duy trì một chế độ ăn uống cố định, do chúng không thể thay đổi hình dạng mỏ. Các loài động vật khác thậm chí không thể tiến hóa theo kịp biến đổi khí hậu.

Vì vậy, ngoài việc nghiên cứu để dự đoán động vật hoang dã sẽ ứng phó với biến đổi khí hậu như thế nào, thì cách tốt nhất để con người bảo vệ các loài trong tương lai là giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính và ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu càng nhiều càng tốt.