Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Acadia (Canada) đã trình bày kết quả một nghiên cứu tại hội nghị Hiệp hội Sinh học Thực nghiệm ở Florence, Ý, tiết lộ tác động đáng báo động của hiện tượng axit hóa đại dương đối với các loài động vật thân mềm. Theo dữ liệu sơ bộ, mực được nuôi trong vùng nước có nồng độ CO2 tương tự như dự báo vào cuối thế kỷ này bị giảm thể tích não lên đến 50% , ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng săn mồi và sinh tồn của chúng.
Nghiên cứu do Tiến sĩ Garett Allen dẫn đầu tập trung vào loài mực rạn san hô vây lớn ( Sepioteuthis lessoniana ), một loài được coi là một trong những động vật không xương sống thông minh nhất hành tinh, với số lượng tế bào thần kinh tương đương với chó. Hiện tượng axit hóa đại dương, do sự gia tăng CO2 trong khí quyển, vốn đã được biết là có hại cho nhiều loài sinh vật biển, nhưng phát hiện này cho thấy một tác động thần kinh chưa từng được biết đến trước đây có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ phân lớp Coleoidea, bao gồm cả bạch tuộc và mực nang.
Đây là cách thí nghiệm được tiến hành.
Để mô phỏng các điều kiện trong tương lai, các nhà khoa học đã thiết lập hai bể nước song song: một bể có độ pH hiện tại của đại dương (8,2) và một bể khác có độ pH là 7,8, là độ pH dự kiến vào năm 2100 theo kịch bản khí hậu bi quan nhất. Mực con mới nở được nuôi trong các bể này trong 90 ngày , sau đó đầu của chúng được cắt bỏ để phân tích bằng phương pháp chụp cộng hưởng từ khuếch tán (dMRI).
Khi so sánh các hình ảnh, nhóm nghiên cứu đã vô cùng bất ngờ. “Tôi nhận ra ngay lập tức rằng não của chúng chỉ bằng một nửa kích thước bình thường, và tôi phải điều chỉnh lại phần mềm chẩn đoán,” Allen thú nhận. Mức giảm thể tích não trung bình là 49% ở các mẫu vật tiếp xúc với nồng độ CO2 cao hơn , và không quan sát thấy sự thay đổi đáng kể nào về kích thước cơ thể tổng thể, loại trừ khả năng teo nhỏ là do thể trạng nhỏ hơn.
Vùng thị giác, vùng bị ảnh hưởng nhiều nhất
Phân tích chi tiết cho thấy các vùng bị ảnh hưởng nhiều nhất là những vùng chịu trách nhiệm xử lý thông tin thị giác. Thùy thị giác bị giảm 52% và đường dẫn thị giác giảm 62% so với mực trong nhóm đối chứng. Vì những con vật này gần như hoàn toàn dựa vào thị giác để định vị và bắt mồi, nên hậu quả là ngay lập tức: hành vi săn mồi của chúng giảm mạnh.
Trên thực tế, nghiên cứu này dựa trên nghiên cứu trước đó của cùng nhóm nghiên cứu, vốn đã ghi nhận sự giảm 65% hành vi săn mồi chỉ sau bảy ngày tiếp xúc cấp tính với nồng độ CO2 cao , và giảm 42% sau 90 ngày tiếp xúc mãn tính kể từ khi nở. Allen tin rằng sự suy giảm thị lực không phải do tổn thương võng mạc, vốn dường như vẫn còn nguyên vẹn, mà là do sự teo nhỏ của thùy thị giác, làm cản trở quá trình giải thích hình ảnh.
Nguyên nhân có thể xảy ra và hậu quả trong tương lai
Các nhà nghiên cứu vẫn chưa có lời giải thích dứt khoát cho hiện tượng này, nhưng họ đang xem xét hai giả thuyết chính. Một mặt, sự hạn chế năng lượng trong não có thể ngăn cản các tế bào thần kinh hoạt động bình thường ; mặt khác, stress oxy hóa do lượng CO2 dư thừa có thể làm tổn thương các tế bào thần kinh. Trong cả hai trường hợp, kết quả là não không thể truyền tải thông tin một cách đầy đủ, dẫn đến hành vi ăn uống bất thường.
Những phát hiện này là lời cảnh tỉnh về tương lai của các loài động vật thân mềm, một nhóm quan trọng trong chuỗi thức ăn biển. Nếu hiện tượng axit hóa đại dương tiếp tục diễn ra với tốc độ hiện tại, các loài thông minh như mực có thể bị suy giảm khả năng nhận thức và sinh tồn , dẫn đến những hậu quả dây chuyền trong toàn bộ hệ sinh thái. Nhóm nghiên cứu của Allen sẽ tiếp tục điều tra để xác định xem các loài động vật không xương sống biển khác có bị ảnh hưởng tương tự hay không và liệu có khả năng thích nghi nào không.