Các loài cá lớn sống ở đại dương, thống trị đỉnh chuỗi thức ăn như cá ngừ và cá mập, đang đối mặt với tình trạng ngày càng nguy hiểm khi nhiệt độ biển tăng lên. Các nghiên cứu khoa học gần đây một lần nữa nhấn mạnh nhiệt độ nước biển tăng cao đang thu hẹp khoảng cách sinh tồn của chúng.
Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Science và có sự tham gia của Đại học Granada , cảnh báo rằng những loài săn mồi biển lớn này cần một lượng năng lượng khổng lồ để duy trì hoạt động và đồng thời, chúng ngày càng gặp khó khăn trong việc tản nhiệt lượng mà chúng tạo ra. Sự kết hợp này khiến chúng có nguy cơ quá nóng và có thể buộc chúng phải thay đổi đáng kể phạm vi phân bố trên khắp các đại dương, bao gồm cả những vùng biển xung quanh châu Âu.
Cá máu trung bình là loài cá gì và tại sao chúng lại dễ bị tổn thương như vậy?
Nghiên cứu này phân biệt rõ ràng giữa hai loại chính. de peces theo mối quan hệ của chúng với nhiệt độ: động vật biến nhiệt nghiêm ngặtcó nhiệt độ cơ thể phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhiệt độ nước, và nhiệt độ trung bìnhcó khả năng tự sản sinh và giữ lại một phần nhiệt lượng bên trong cơ thể. Nhóm thứ hai này bao gồm một số loài sinh vật biển nổi tiếng và lớn nhất.
Các loài động vật trung nhiệt bao gồm cá ngừ, cá mập trắng lớn, cá mập phơi nắng và cá mập voi — những loài săn mồi lớn hoặc ăn lọc, do kích thước của chúng nên cần nguồn năng lượng liên tục. Lợi thế tiến hóa của chúng — khả năng duy trì thân nhiệt tương đối ấm áp và hoạt động tích cực trong vùng nước lạnh — hiện đang trở thành điểm yếu tiềm tàng khi đại dương ấm lên.
Nghiên cứu chỉ ra rằng, đối với những cá thể có kích thước tương đương, cá trung nhiệt tiêu thụ năng lượng nhiều hơn đáng kể so với cá ngoại nhiệt và hơn nữa, chúng gặp khó khăn hơn trong việc tản nhiệt lượng mà chúng tạo ra. Sự mất cân bằng năng lượng và nhiệt độ này càng trầm trọng hơn khi chúng tăng kích thước, đẩy các loài lớn hơn vào vị thế đặc biệt dễ bị tổn thương trước biến đổi khí hậu.
Các tác giả nhấn mạnh rằng những loài cá biển lớn này đóng vai trò là những chỉ thị cực kỳ nhạy cảm đối với tác động của sự nóng lên toàn cầu lên biển . Nếu quần thể của chúng bị suy giảm, hậu quả có thể nhanh chóng lan rộng khắp hệ sinh thái, gây ra những ảnh hưởng dây chuyền đến con mồi, các loài cạnh tranh và cuối cùng là ngành thủy sản thương mại.
Kỹ thuật này cho phép chúng ta đo lường những thứ trước đây gần như không thể.
Một trong những tiến bộ trọng tâm của nghiên cứu là sự phát triển của một kỹ thuật tiên tiến để ước tính nhu cầu trao đổi chất thuộc nhiều loại khác nhau de peces Cấu tạo xương và sụn. Cho đến nay, việc đo trực tiếp tốc độ trao đổi chất của nhiều loài động vật ăn thịt biển lớn trong phòng thí nghiệm là không thực tế hoặc đơn giản là không khả thi.
Nhóm nghiên cứu quốc tế, bao gồm nhà nghiên cứu Ignacio Peralta Maraver từ Đại học Granada , đã thiết kế và kiểm chứng một mô hình kết hợp kích thước cơ thể của từng loài với chiến lược điều chỉnh nhiệt độ của chúng. Sử dụng các thông số này, họ có thể tính toán lượng năng lượng cần thiết và khả năng thực tế để tản nhiệt mà chúng tạo ra.
Nhờ những ước tính này, các nhà khoa học có thể đưa vào phân tích của họ những loài lớn hiếm khi được nghiên cứu trong điều kiện kiểm soát , chẳng hạn như nhiều loại cá mập hoặc cá ngừ lớn. Công cụ này mở ra cơ hội dự đoán cách các quần thể này sẽ phản ứng với các kịch bản ấm lên đại dương khác nhau.
Kết quả cho thấy mô hình tái tạo chính xác sự phân bố toàn cầu hiện tại của các loài cá biển lớn . Nói cách khác, các khu vực nơi những loài động vật này hiện đang tập trung trùng khớp với các vùng mà theo tính toán của họ, sự cân bằng giữa sinh nhiệt và mất nhiệt vẫn còn trong tầm kiểm soát của chúng.
Kích thước lớn hơn, nhiệt lượng tỏa ra nhiều hơn: nút thắt cổ chai về nhiệt.
Một trong những phát hiện nổi bật nhất của nghiên cứu là, khi các loài cá máu trung bình lớn lên, chúng tạo ra nhiệt nhanh hơn khả năng tản nhiệt . Sự mất cân bằng này dẫn đến nguy cơ quá nóng bên trong cơ thể tăng cao, đặc biệt là ở những vùng nước đã ấm.
Hạn chế này giải thích tại sao nhiều loài, bao gồm một số quần thể cá ngừ Đại Tây Dương và cá mập ở vùng biển châu Âu , có xu hướng tập trung ở các vùng lạnh, vĩ độ cao hoặc vùng nước sâu. Trong những môi trường này, nhiệt độ nước giúp chúng tránh bị quá nóng và duy trì mức tiêu hao năng lượng cao.
Mô hình do các nhà nghiên cứu phát triển cho thấy rằng, khi đại dương tiếp tục ấm lên, nhiều loài có thể buộc phải di cư xa hơn nữa vào vùng nước lạnh hơn hoặc xuống độ sâu lớn hơn để tìm kiếm điều kiện sống thích hợp. Sự di chuyển này không chỉ làm gián đoạn hệ sinh thái mà còn ảnh hưởng đến ngành thủy sản phụ thuộc vào chúng ở vùng Đông Bắc Đại Tây Dương và Địa Trung Hải.
Theo nghiên cứu, “nút thắt nhiệt” này không chỉ quyết định nơi các loài cá lớn có thể sinh sống ngày nay, mà còn giúp giải thích tại sao kích thước tối đa chúng có thể đạt được lại bị giới hạn . Vượt quá một ngưỡng nhất định, sự kết hợp giữa nhiệt độ cơ thể, nhiệt độ nước và nhu cầu năng lượng trở nên không bền vững.
Cá mập Megalodon và các vụ tuyệt chủng sinh vật biển trong quá khứ
Nghiên cứu này tiến thêm một bước nữa bằng cách đề xuất một lời giải thích sinh lý học cho sự tuyệt chủng của các loài sinh vật biển xảy ra hàng triệu năm trước . Các tác giả cho rằng những loài khổng lồ thời tiền sử như cá mập Megalodon có thể đã bị mắc kẹt trong tình trạng không thể thoát khỏi do nhiệt độ quá cao và thiếu năng lượng.
Theo giả thuyết này, những loài săn mồi lớn này kết hợp nhu cầu năng lượng cực kỳ cao với khả năng tản nhiệt hạn chế . Khi điều kiện đại dương thay đổi—cho dù do biến đổi khí hậu toàn cầu, thay đổi dòng hải lưu, hay thay đổi chuỗi thức ăn—giới hạn sinh lý của chúng sẽ bị thu hẹp đến mức không thể tồn tại.
Cách tiếp cận này liên kết trực tiếp sinh lý học của các loài, sự phân bố địa lý của chúng và nguy cơ tuyệt chủng . Thay vì xem sự tuyệt chủng là những sự kiện riêng lẻ, nghiên cứu này diễn giải chúng như là kết quả của sự không phù hợp ngày càng gay gắt giữa các đặc điểm sinh học của động vật và môi trường mà chúng sinh sống.
Trong trường hợp của cá mập Megalodon, kết quả nghiên cứu này cho thấy sự nóng lên toàn cầu và những thay đổi hải dương học khác có thể đã đẩy loài này vượt quá giới hạn nhiệt độ tối đa , tương tự như biến đổi khí hậu hiện nay đang đe dọa đẩy một số loài cá lớn hiện đại vào tình trạng nguy cấp nếu các áp lực bổ sung, chẳng hạn như đánh bắt quá mức, không được giảm bớt.
Những tác động đối với bảo tồn biển và nghề cá trong bối cảnh đại dương ấm lên
Kết luận của nghiên cứu này vượt xa lý thuyết. Các tác giả nhấn mạnh rằng kết quả của họ cho phép họ dự đoán loài nào sẽ dễ bị tổn thương nhất do hiện tượng ấm lên của đại dương và ở những khu vực nào có nhiều khả năng xảy ra những thay đổi đột ngột trong phạm vi phân bố của chúng.
Đối với châu Âu và các quốc gia như Tây Ban Nha, nơi có một đội tàu đánh bắt cá ngừ và các loài cá lớn khác chiếm tỷ trọng đáng kể , thông tin này đặc biệt quan trọng. Việc dự đoán sự chuyển dịch sang vùng nước lạnh hơn, cả ở Đại Tây Dương và các ngư trường khác, có thể tạo nên sự khác biệt lớn khi lập kế hoạch quản lý trung và dài hạn.
Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng các chiến lược bảo tồn và chính sách nghề cá cần kết hợp các tiêu chí sinh lý và nhiệt độ , chứ không chỉ dữ liệu về sản lượng đánh bắt hoặc sự hiện diện trong quá khứ. Điều này sẽ cho phép thiết kế các khu bảo tồn biển hoặc các biện pháp kiểm soát nỗ lực đánh bắt có tính đến sự thay đổi phân bố của các loài này theo từng kịch bản ấm lên toàn cầu.
Báo cáo cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải tăng cường bảo vệ các loài biểu tượng như cá mập trắng lớn, cá mập phơi nắng, cá ngừ và cá mập voi , vốn đã phải đối mặt với các mối đe dọa như đánh bắt quá mức, đánh bắt không chọn lọc và suy thoái môi trường sống. Nếu thêm yếu tố căng thẳng nhiệt vào các yếu tố này, nguy cơ sụp đổ quần thể sẽ tăng lên đáng kể.
Tóm lại, các nghiên cứu cho thấy rằng đại dương ấm lên có thể làm thay đổi sâu sắc cấu trúc của hệ sinh thái biển , từ các loài săn mồi lớn đến các bậc dinh dưỡng thấp nhất. Đối với khoa học, bảo tồn và ngành công nghiệp đánh bắt cá, việc hiểu rõ kịch bản mới này không còn là điều tùy chọn mà là một nhu cầu cấp thiết để dự đoán những thay đổi mà trong nhiều trường hợp đã bắt đầu xảy ra.
