Một số rạn san hô có thể sống sót qua các đợt nắng nóng kéo dài

Một rạn san hô thực tế được tạo từ hàng ngàn cá thể polip có cấu tạo gen giống hệt nhau, mỗi polip chỉ có đường kính vài milimet, góp phần tạo nên khung xương của rạn san hô, và là nơi ký sinh của tảo quang hợp. Đổi lại, tảo cung cấp thức ăn cho polip. Khi nước quá ấm, polip đẩy tảo ra và đó là lí do rạn san hô chuyển về màu trắng hay còn gọi là hiện tượng tẩy trắng san hô. Nếu nhiệt độ cao kéo dài thì polip sẽ đẩy hết tảo đi, không còn tảo cung cấp thức ăn và bị chết đói. Khi nhiệt độ nước trở lại bình thường, bất kỳ polip nào chưa chết đói sẽ tiếp tục làm nơi ký sinh cho tảo. Hầu hết san hô được cho là có thể tồn tại nếu một đợt nắng nóng kéo dài chỉ vài tuần.

Nhưng chưa có ai nghiên cứu hiện tượng tẩy trắng san hô trong một đợt nắng nóng kéo dài. Vào năm 2015 và 2016, Julia Baum, nhà sinh thái học biển tại Đại học Victoria, đã có cơ hội quan sát một sự kiện tẩy trắng rất nghiêm trọng và kéo dài.

Năm 2014, nhóm của Baum đã gắn thẻ đánh dấu 114 rạn san hô xung quanh đảo Kiritimati ở trung tâm Thái Bình Dương. Họ cũng đã xác định được loài tảo cộng sinh trên chúng bằng cách giải trình tự DNA. Nhóm nghiên cứu kiểm tra tình trạng của 114 rạn san hô và lấy mẫu lại các loài tảo cộng sinh trên chúng thêm sáu lần trong suốt quá trình sóng nhiệt ập đến và sau đó suy yếu.

Từ tháng 5/2015, nhiệt độ đã tăng khoảng 1°C trong vòng 2 tháng sau đó. Đúng như dự đoán, san hô mang các loài tảo nhạy cảm với nhiệt bị tẩy trắng sớm hơn những san hô mang tảo chịu nhiệt. Và khi nước tiếp tục ấm lên, ngay cả những loài tảo chịu nhiệt cũng bị đẩy ra ngoài. Tình trạng này là bình thường.

Nhưng đáng ngạc nhiên là nhiều san hô phục hồi sau quá trình tẩy trắng, trong khi nước vẫn đang ấm bất thường. Cho đến nay, các nhà sinh vật học biển chỉ thấy san hô bị tẩy trắng phục hồi sau khi nước đã nguội về nhiệt độ bình thường. Baum nói, sự phục hồi bất ngờ của san hô ở Kiritimati mang lại hy vọng mới, "bởi vì phát hiện này có nghĩa là ngay cả dưới những đợt nắng nóng kéo dài, một số san hô vẫn có thể sống."

Một đặc điểm bất thường nữa là san hô mang tảo nhạy cảm với nhiệt trước đợt sóng nhiệt lại có tỷ lệ sống sót cao hơn (82%) so với san hô ban đầu mang tảo chịu nhiệt (25%), nhóm nghiên cứu báo cáo trên tạp chí Nature Communications. Trước đây, các nhà khoa học cho rằng tảo chịu nhiệt sẽ giúp san hô sống sót trong nắng nóng.

Nhưng trong một đợt nắng nóng kéo dài, san hô có thể sống sót thuận lợi hơn nếu mang tảo nhạy cảm với nhiệt từ đầu, Danielle Claar, hiện là nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ tại Đại học Washington, Seattle, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. Lí do là những loài tảo này cung cấp cho vật chủ san hô nhiều thức ăn hơn tảo chịu nhiệt, do đó san hô sẽ có nguồn dự trữ lớn hơn để tồn tại trong quá trình bị tẩy trắng.

Chất lượng nước cũng có thể ảnh hưởng đến việc san hô cộng sinh với loại tảo nào. Tảo chịu nhiệt có khả năng chịu nhiều yếu tố bất lợi về môi trường hơn, do đó chúng có thể giúp san hô tồn tại trong môi trường nước ô nhiễm. Các loài san hô trên Kiritimati mang tảo chịu nhiệt có xu hướng ở gần các ngôi làng lớn, nơi có nước thải và các loại ô nhiễm khác. Các rạn san hô xa khu vực con người sinh sống có môi trường nước sạch hơn, và san hô ở đó thường sống chung với tảo nhạy cảm với nhiệt. Ngoài việc tích trữ nhiều năng lượng hơn, có thể san hô sống trong môi trường nước sạch hơn cũng có sẵn hệ thống miễn dịch mạnh mẽ hơn, nhóm nghiên cứu lưu ý.

Các nhà nghiên cứu từng tranh luận về việc liệu các điều kiện chẳng hạn như ô nhiễm và đánh bắt quá mức, có ảnh hưởng đến khả năng sống sót của rạn san hô trong các đợt nắng nóng hay không, Baum nói. Một số nhà nghiên cứu kết luận rằng điều kiện địa phương không quan trọng. Bài báo mới cho thấy rõ ràng lập luận đó sai, ít nhất là đối với những loài san hô ở Thái Bình Dương. "Điều kiện địa phương lành mạnh trên thực tế rất quan trọng đối với sự tồn tại của san hô," nhóm nghiên cứu lưu ý.