Đây là một trong những loài quan trọng trong hệ sinh thái ven bờ biển Việt Nam nên nghiên cứu thực nghiệm này góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc đánh giá tác hại của sóng nhiệt từ biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái biển Việt Nam.
Vai trò giáp xác chân chèo trong hệ sinh thái biển.
Những nghiên cứu gần đây trên thế giới đã cho thấy ảnh hưởng của các đợt sóng nhiệt (nhiệt độ cao bất thường – heat waves) lên sự thay đổi về cấu trúc, chức năng của hệ sinh thái biển và phân bố của các loài sinh vật biển. Sóng nhiệt đã gây ra hiện tượng tôm, cá, thân mềm chết hàng loạt ở Địa Trung Hải năm 2003, thay đổi cấu trúc khu hệ sinh thái ở điểm nóng về đa dạng sinh học ở biển Tây Úc năm 2012-2013 (Australian ‘Angry Summer’ of 2012–2013), thậm chí gây tử vong ở người và thiệt hại lớn về kinh tế ở Châu Âu năm 2017 (European ‘Lucifer’ heatwave in 2017).
Việt Nam cũng được dự báo là một trong những nước chịu ảnh hưởng lớn từ biến đổi khí hậu và sóng nhiệt. Tuy nhiên, tác động trực tiếp của biến đổi khí hậu lên các sinh vật biển Việt Nam vẫn chưa được nghiên cứu bằng thực nghiệm mà chỉ dựa trên một số các số liệu thu được từ các chương trình quan trắc. Các dẫn liệu thực nghiệm về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên sinh vật biển Việt Nam gần như là một điểm trắng (không có dẫn liệu) do thiếu các công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế về hướng nghiên cứu này. Trong khi đó, các thông tin khoa học thu được từ thực nghiệm đóng vai trò thiết yếu để tìm hiểu cơ chế tác động của biến đổi khí hậu lên sinh vật biển. Thêm nữa, những nghiên cứu này có thể kết hợp với các dự báo về khí tượng, thủy văn để cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học cho xây dựng các dự báo về tác động ngắn hạn và dài hạn về biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái biển và ven bờ Việt Nam trong những năm tới.
Do vậy, mới đây, tôi và các cộng sự tại Đại học Nha Trang đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của sóng nhiệt lên loài giáp xác chân chèo Pseudodiaptomus annandalei1 ở ven bờ biển Việt Nam. Mật độ của loài này trong các ao tôm cá và vùng nước lợ có thể lên đến hơn 300 cá thể/lít nước và là nguồn thức ăn chính của các loài ấu trùng tôm cá và đóng vai trò sống còn với việc duy trì nguồn lợi sinh vật biển.
Để tiến hành, nhóm nghiên cứu đã nuôi giáp xác chân chèo P. annandalei trong 2 điều kiện nhiệt độ 30°C và 34°C liên tục trong 3 thế hệ tại Viện Nuôi trồng thủy sản, Đại học Nha Trang. Nhiệt độ 34°C là điều kiện nhiệt độ mô phỏng cho hiện tượng sóng nhiệt. Mỗi năm có khoảng hơn 40 ngày lớp nước bề mặt ở vùng nước nông Cam Ranh có nhiệt độ cao hơn 34°C và thời điểm nắng nóng, tương ứng với khoảng 3 thế hệ của loài P. annandalei. Các đặc điểm sinh học liên quan đến thích nghi của loài như kích thước cá thể trưởng thành, khả năng sinh sản (kích thước buồng trứng, tỉ lệ nở và quá trình sinh ấu trùng) được đánh giá cho từng thế hệ.
Kết quả nghiên cứu của nhóm mới được công bố trên tạp chí Scientific Reports2, một trong số các tạp chí đa ngành của Nature ngày 14/3 cho thấy sóng nhiệt làm loài giáp xác chân chèo P. annandalei ở biển Việt Nam trở nên nhỏ đi, tốc độ dinh dưỡng và sinh sản giảm mạnh ở ngay thế hệ đầu tiên. Nhóm cũng tiếp tục nghiên cứu khả năng thích ứng của loài này ở thế hệ thứ 2 và 3, tuy nhiên chúng cũng không có dấu hiệu thích nghi được với sóng nhiệt.
Như vậy, loài giáp xác chân chèo P. annandalei đã liên tục phải sống trong điều kiện nhiệt độ vượt qua nhiệt độ tối ưu và khả năng thích nghi của chúng. Mật độ của loài P. annandalei và các loài giáp xác chân chèo khác có thể giảm rất mạnh, đặc biệt trong những tháng mùa hè khi nhiệt độ lớp nước bề mặt có thể lên trên 35°C, từ đó ảnh hưởng trực tiếp tới nguồn thức ăn cho các loài ấu trùng tôm cá và nguồn lợi thủy sản.
Trong bối cảnh hiện tượng sóng nhiệt được dự báo sẽ xảy ra thường xuyên hơn, với cường độ mạnh hơn, thời gian kéo dài hơn và có khả năng càn quét đa dạng sinh học các đại dương như những trận cháy đồng cỏ trên cạn, thì nghiên cứu về ảnh hưởng của sóng nhiệt lên loài giáp xác chân chèo P. annandalei, một trong những ”loài quan trọng” (key species) trong hệ sinh thái ven bờ của Việt Nam là nghiên cứu đầu để góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc đánh giá tác hại của sóng nhiệt từ biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái biển Việt Nam. Hiện nay chúng tôi đang tiếp tục mở rộng hướng nghiên cứu về tác động toàn diện của biến đổi khí hậu trong tương tác với ô nhiễm môi trường, vi nhựa lên sinh vật biển Việt Nam.
Chú thích:
(1) Dưới sự tài trợ của British Ecological Society
(2) https://www.nature.com/articles/s41598-019-40996-7
Tài liệu tham khảo
1. Smale DA, Wernberg T, Oliver ECJ, Thomsen M, Harvey BP, Straub SC, et al. Marine heatwaves threaten global biodiversity and the provision of ecosystem services. Nat Clim Chang 2019.
2. Garrabou J, Coma R, Bensoussan N, Bally M, ChevaldonnÉ P, Cigliano M, et al. Mass mortality in Northwestern Mediterranean rocky benthic communities: effects of the 2003 heat wave. Glob Chang Biol 2009, 15(5): 1090-1103.
3. Wernberg T, Smale DA, Tuya F, Thomsen MS, Langlois TJ, de Bettignies T, et al. An extreme climatic event alters marine ecosystem structure in a global biodiversity hotspot. Nat Clim Chang 2013, 3(1): 78-82.
4. Doan NX, Vu MTT, Nguyen HT, Tran HTN, Pham HQ, Dinh KV. Temperature- and sex-specific grazing rate of a tropical copepod Pseudodiaptomus annandalei to food availability: implications for live feed in aquaculture. Aquac Res 2018, 49(12): 3864-3873.
5. Oliver ECJ, Donat MG, Burrows MT, Moore PJ, Smale DA, Alexander LV, et al. Longer and more frequent marine heatwaves over the past century. Nature Communications 2018, 9(1): 1324.