San hô cứng: Giới hạn thích nghi

August 9, 2019 Nghiên cứu mới về sự phát triển của san hô trong thời kỳ biến đổi khí hậu

San hô là tác nhân tạo nên biển cả trong hàng triệu năm. Với bộ xương đá vôi, chúng tạo ra các cấu trúc rạn san hô đa dạng. Người ta biết rằng quá trình axit hóa đại dương ngày càng gia tăng khi biến đổi khí hậu ngày càng ảnh hưởng đến sự phát triển của san hô. Câu hỏi liệu san hô có thể thích ứng với những thay đổi này hay không và bằng cách nào hiện đã được giải đáp một phần bởi các nhà khoa học, những người đã đạt được những hiểu biết sâu sắc quan trọng hơn về quá trình điều hòa quá trình vôi hóa.

San hô rất hấp dẫn: các polyp nhỏ, chiết xuất vôi từ nước biển trong suốt cuộc đời của chúng và hình thành nên những bộ xương đôi khi khổng lồ của chúng. Tuy nhiên, biến đổi khí hậu, với nhiệt độ nước tăng và axit hóa đại dương, đang làm thay đổi đời sống san hô với tốc độ chưa từng thấy. Liệu họ có thể theo kịp những thay đổi này và thích ứng hay không là một câu hỏi mở. Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Đại dương Kiel GEOMAR Helmholtz và Đại học California đang đưa ra một phần câu trả lời bằng một nghiên cứu về san hô đá Porites astreoides, tất nhiên sống ở độ pH thấp và hàm lượng carbon hòa tan cao. Kết quả hiện đã được công bố trên tạp chí quốc tế Nature Communications.

San hô đã trải qua và đương đầu với những thay đổi môi trường đáng kể trong hàng triệu năm. Bộ xương của chúng, giống như các vòng sinh trưởng của cây, là một kho lưu trữ sinh thái cho phép các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về thời gian trong quá khứ. Từ những khác biệt nhỏ nhất trong thành phần hóa học của bộ xương san hô, có thể rút ra kết luận về các điều kiện môi trường phổ biến trước đây. Tuy nhiên, nhiều chi tiết về quá trình kiểm soát cấu trúc xương của san hô vẫn còn bỏ ngỏ.

Để tìm hiểu thêm về các quá trình này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một phòng thí nghiệm tự nhiên ngoài khơi Bờ biển phía Đông Mexico. Từ những lỗ gần tròn dưới đáy biển, còn gọi là Ojos, nước ngầm chảy ra từ đó. Chất này trước đây đã được hòa tan ở lớp dưới bề mặt của vôi bán đảo Yucatan. Nó có tính axit cao hơn so với nước biển thông thường nhưng chứa nhiều cacbon hòa tan hơn, giống như nước biển của tương lai.

Bất chấp những điều kiện không thuận lợi này, san hô đá Porites astreoides vẫn định cư ở đây. Nó phát triển chậm hơn so với họ hàng của nó bên ngoài Ojos. Giáo sư Tiến sĩ cho biết: “Không giống như san hô, trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ tiếp xúc với môi trường axit như vậy trong vài tuần đến vài tháng, san hô mà chúng tôi nghiên cứu sống trong điều kiện như vậy ngay từ đầu”. Adina Paytan thuộc Đại học California Santa Cruz, đồng tác giả của nghiên cứu.

Đối với nghiên cứu, các mẫu san hô sống ở những khoảng cách khác nhau với Ojos đã được lấy. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu san hô cùng loài với những thay đổi khác nhau trong thành phần nước biển.

Từ các nghiên cứu trước đây, người ta biết rằng tỷ lệ đồng vị boron và carbon trong đá vôi san hô cung cấp thông tin về tính chất hóa học của chất lỏng vôi hóa tại thời điểm hình thành xương.

Các cuộc điều tra cho thấy thành phần hóa học gần như không đổi của tất cả các mẫu. Tiến sĩ-Ing, nhà sinh vật biển GEOMAR giải thích: “Từ đó, chúng tôi có thể kết luận rằng mỗi polyp xương tạo ra chất lỏng vôi hóa phần lớn không phụ thuộc vào điều kiện nước biển xung quanh”. Marlene Wall, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, “nhưng ngay cả những thay đổi nhỏ trong hai thông số nghiên cứu cũng có thể tác động đến tình trạng vôi hóa”. Mô hình hóa sự phát triển của san hô dựa trên dữ liệu hóa học phản ánh sự suy giảm tăng trưởng được đo lường trên thực địa. Trong môi trường có độ pH thấp hơn, san hô trên Ojos phải nỗ lực nhiều hơn để nâng độ pH lên mức quan sát được. Quá trình này có thể sẽ khiến bạn tốn nhiều năng lượng hơn.