ThienNhien.Net – Hè 2005, trong khi cơn bão biển Thái Bình Dương đổ bộ và phá hủy vùng duyên hải trải dài từ Cuba tới Mexico, thì miền Đông Caribe lại bị thiêu đốt dưới ánh nắng gay gắt. Cũng như du khách và dân địa phương nơi đây, sinh vật biển và những rạn san hô cũng đang héo mòn dưới cái nóng gắt. Ngoài những tác động khác từ con người như gây ô nhiễm, phá hủy môi trường sống và đánh bắt quá mức, nhiệt độ nước biển tăng do sự ấm lên của trái đất cũng đang đẩy nhanh quá trình suy thoái san hô toàn cầu.
Sự suy thoái đáng báo động của san hô
Thời tiết oi bức nói trên là kết quả của sự giao nhau giữa những đợt nóng bất thường đang tích tụ tại khu vực. Thông thường những cơn gió mậu dịch sẽ mang lại giúp cho biển dịu mát hơn, song vì những đợt nóng chưa từng thấy đã bắt đầu xuất hiện từ tháng 5 do sự kết hợp của các nhân tố gắn với biến đổi khí hậu đã làm nhiệt độ nước vùng phía Đông biển Ca-ri-bê tăng vụt và liên tục giữ ở mức cao trong vài tháng, mức kỷ lục trong suốt 150 năm qua.
Cái nóng gay gắt đã cắt đứt mối quan hệ cộng sinh vốn vẫn được duy trì giữa san hô và loài tảo có tên Zooxanthellae. Zooxanthellae cung cấp cho san hô những dưỡng chất cần thiết tạo ra từ quá trình quang học và để đổi lại, san hô lại cho chúng một nơi sinh sống và điều kiện tiếp cận ánh mặt trời. Loài tảo này cũng tác động tới màu sắc của san hô, loài mà bản thân rất ít màu sắc. Nhưng vì nhiệt độ nước biển tăng, loài tảo Zooxanthellae đã biến mất. Dải san hô trở lại màu trắng tuyết, màu sắc của lớp đá bên trong mà chúng vốn có từ nhiều thế kỉ. Hiện tượng này được gọi là quá trình tẩy trắng san hô.
Những đợt sóng nóng để lại những vệt dài san hô bị tẩy trắng, hình ảnh chưa từng thấy ở vùng Caribe. Cuối năm 2005, 90% san hô trên đảo Virgin và 52% san hô ở khu vực French West Indies (gồm 4 vùng lãnh thổ thuộc chủ quyền Pháp, nằm ở vùng biển Ca-ri-bê, thuộc Đông Ấn Độ Dương) đã bị ảnh hưởng.
Hiện tượng tẩy trắng san hô không phải hoàn toàn là không thể cứu vãn. Nếu nước giảm nhiệt đúng lúc, tảo Zooxanthelle có thể sẽ quay lại và giúp san hô trở lại bình thường. Tuy nhiên, điều này là không thể đối với một vài khu vực thuộc phía Đông Ca-ri-bê. Ngay khi hầu hết quá trình phục hồi bắt đầu, vi khuẩn gây bệnh sẽ ảnh hưởng tới những rạn san hô ở độ sâu dưới 60 feet (khoảng 18m). Đến 2007, khoảng 60% san hô ở đảo Virgin và 53% ở Viện bảo tồn Thiên nhiên La Parguera của Puerto Rico đã chết, trở thành thảm họa chưa từng có.
Sự bùng nổ dịch bệnh ở san hô Đông Ca-ri-bê diễn ra đồng thời với những gì mà loài san hô toàn cầu đang phải trải qua vài thập kỷ nay. Trong một thời gian dài san hô đã phải chịu đựng sự ô nhiễm đất, nạn phá hủy môi trường sống và việc đánh bắt quá mức. Giờ đây chúng còn phải đương đầu với biến đổi khí hậu, một tác nhân khiến quá trình suy thoái toàn cầu diễn ra nhanh hơn.
Điều này khiến sự cân bằng sinh thái bị đe dọa. Dải đá ngầm là nơi sinh sống của hơn 800 loài san hô, 4000 loài cá và rất nhiều loài động vật không xương khác. Nhiều nhà khoa học còn cho rằng có tới hàng trăm nghìn sinh vật biển khác đang sống ở khu vực đá ngầm chưa được biết tới.
Ảnh hưởng của sự suy thoái này là vô cùng nguy hại đối với sinh vật biển cũng như đối với sức khỏe con người. Theo Chương trình Môi trường Liên hiệp quốc, những rạn san hô tạo ra ¼ lượng cá và thức ăn cho 1 tỷ người trên toàn cầu. San hô còn bảo vệ bờ biển khỏi những cơn bão dữ dội có khả năng trở nên khủng khiếp hơn khi mức nước biển tăng cao do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Thêm vào đó, ngành du lịch, một ngành quan trọng trong nền kinh tế của vùng duyên hải khu vực nhiệt đới, hàng năm mang lại hàng tỷ USD lợi nhuận, có thể sẽ bị ảnh hưởng nặng nề nếu những dải san hô mất đi vẻ hấp dẫn của nó.
Những dải đá ngầm dưới biển cũng đồng thời là nguồn cung cấp dược liệu lâu dài cho con người. Gắn với đá ngầm, san hô và các loài động vật không có khả năng di chuyển dưới biển đã tạo ra một loạt các hỗn hợp hóa học nhằm ngăn chặn các loài săn mồi, chiến đấu với bệnh tật và chống chọi với các sinh vật cạnh tranh. Hai loại thuốc ngừa virus là Fvidarabine và Azidothymidine cùng thuốc chống ung thư Cytarabine đã được phát triển dựa trên chất hóa học lấy từ bọt biển vùng thềm lục địa Caribbe. Một loại thuốc khác có tên Dolastatin 10, tách được từ loài thỏ biển (Dolabella auricularia) Ấn Độ Dương cũng đã được công nhận là một loại thuốc chữa bệnh ung thư vú, ung thư gan và máu trắng. Sẽ còn nhiều dược phẩm và các hóa chất có ích khác nữa một ngày nào đó có thể được tạo ra nhờ những loài sinh vật ở dải đá ngầm này, các chuyên gia cho biết.
Chính vì vậy, bảo vệ hệ sinh thái này là một việc vô cùng cấp bách. Nói về việc này, Caroline Rogers, một nhà sinh thái học chuyên ngành biển tại đảo Virgin cho biết: “Chúng ta phải bảo vệ chúng vì những lí do kinh tế, sinh thái, mỹ thuật hay thậm chí chỉ vì lí do tinh thần. Con người cần sống hài hòa với thiên nhiên và với những hệ thống hỗ trợ cuộc sống vượt trên con người. Sự mất đi những rạn san hô là một thảm họa, đồng nghĩa với việc chúng ta đang mất đi thứ mà chúng ta còn hiểu quá ít về nó”.
Nguy cơ từ biến đổi khí hậu
Sở dĩ san hô có thể sống trên những dải đá ngầm hàng nghìn năm nay là bởi nhiệt độ nước biển khu vực nhiệt đới khá ổn định. Tuy nhiên, điều này không còn nữa. Nước biển đã bị nóng lên bởi nhiệt độ trung bình trái đất tăng lên gần 1oC sau thế kỷ 20, theo nghiên cứu của Uỷ ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC). Trong khi đó, trên toàn cầu hiện tượng tẩy trắng và bệnh dịch trên san hô đang lan rộng. Trong 2 năm 1997-1998, hội chứng tẩy trắng san hô đã làm chết 16% số rạn san hô trên thế giới, với con số lên tới 90% tại một số vùng như: Bahrain, Sri Lanka, Singapore và nhiều vùng thuộc Tanzania.
Nếu như khí CO2 trong khí quyển tăng lên từ mức hiện tại là 380ppm lên 450-500ppm vào giữa thế kỉ theo như IPCC dự đoán, khi lượng phát thải khí nhà kính không được kiểm soát tốt, và nhiệt độ nước biển trung bình tăng thêm 2oC thì sẽ là vượt ngưỡng chịu đựng đối với hầu hết loài san hô. Hơn thế nữa, theo Ove Hoegh-Gulderg, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Biển tại Đại học Queensland (Úc) thì CO2 trong không khí sẽ được nước biển hấp thụ và chuyển hóa thành axit carbonic, làm giảm độ PH của nước biển, khiến cấu trúc của rạn san hô bị phá vỡ. Hiện nay có nhiều nhà khoa học còn cảnh báo những tác động của sự thay đổi thuỷ triều đối với san hô trong vài thập niên nữa và khi đó lượng san hô có thể giảm xuống thấp hơn giới hạn để có thể tái sinh, hồi phục.
Roger và đồng nghiệp là Jeff Miler, một nhà sinh học biển tại Vườn Quốc gia ở Đại học St. John (trường ĐH Thiên chúa Giáo hàng đầu của Mỹ), đã chứng kiến sự xuống cấp của các loài san hô tại đảo Virgin bắt đầu từ năm 2005. Khi nhiệt độ nước biển tăng lên từ mức vốn đã khá cao (trên 20oC) lên tới trên 30oC, Miller đã phải rất nỗ lực để giám sát thường xuyên hơn tình trạng của san hô, và ông đã nhận thấy sự tiến triển của bệnh tẩy trắng san hô diễn ra nhanh vượt ngoài dự đoán. Khi có cơ hội, bệnh dịch tái phát và tiêu diệt tới trên 6000 loài san hô.
Phát hiện này đã gửi đi một thông điệp khẩn rằng bệnh dịch có thể phá hủy rạn san hô với mức độ khủng khiếp hơn những gì nó đã được công nhận, Matt Patterson, một điều phối viên thuộc Mạng lưới Caribbe Nam Florida với Công viên Quốc gia Vịnh Palmetto, Florida, Mỹ cho biết. Cũng theo anh, thành quả này còn cho thấy sự hạn chế trong hiểu biết của các nhà khoa học về ảnh hưởng của hiện tượng nóng lên toàn cầu đối với sức khỏe của san hô.
Mối liên hệ giữa hiện tượng tẩy trắng và sự ấm lên rõ ràng đã được xác định, song các nhà khoa học vẫn còn chưa đồng tình về phương thức tác động của sự tăng nhiệt. Hoegh-Guldberg nhận định hiện tượng ấm lên có thể giải phóng độc tố từ vi khuẩn Vibrio và giết chết loài tảo Zooxanthellae, trong khi các nhà khoa học khác cho rằng khi nước biển quá nóng, san hô tiết ra một loại chất không có tính axit và chính chất đó đã dẫn tới sự biến mất của loài tảo Zooxanthelae.
Một số nhà ý kiến chấp nhận cả 2 giả thuyết trên. Trong khi đó, mối liên hệ giữa sự nóng lên và bệnh dịch gần đây mới được các nhà khoa học quan tâm mặc dù hiện tượng này khá phức tạp, vì bệnh không phải lúc nào cũng đến theo sau hiện tượng tẩy trắng, đôi lúc nó diễn ra tại cả những vùng nước không có hiện tượng ấm lên.
Xác định mầm bệnh và cách thức chống chọi
Giống như các loài sinh vật khác, bệnh của san hô có nguyên nhân từ các tác nhân truyền nhiễm như vi khuẩn, virus, hay nấm. Nhưng nghiên cứu cho thấy bệnh của san hô trong độ tuổi chưa trưởng thành với sự xuất hiện của 5/12 loại bệnh lại có mối liên hệ với một số loài vi trùng đặc trưng. Phổ biến nhất trong dịch bùng phát ở Đông Ca-ri-bê là hội chứng tẩy trắng, làm mất màu của san hô, khiến chúng chỉ còn lại một bộ xương trắng. Nguyên nhân được thừa nhận là do loài vi khuẩn có tên Aurantimonas coralicida. Hội chứng tẩy trắng chiếm tới 98% trên tổng số bệnh xuất hiện trong trận bùng phát dịch ở Đông Ca-ri-bê, ảnh hưởng tới các khóm san hô sọ (Diploria spp.) và san hô Montastraea annularis.
Ngoài ra còn một loại bệnh khác thể hiện ở việc tăng lên rất nhanh những nốt trắng trên mình loài san hô elkhorn (Acropora palmata). Đây là loài nằm trong danh sách những loài có nguy cơ bị tuyệt chủng cần được bảo vệ. Những nốt bệnh trắng có mối liên hệ với một loài vi khuẩn thông thường mang tên Seratisia marcescens có trong ruột của người và các nguồn bệnh khác. Một số nhà khoa học cho rằng loại bệnh này còn có thể phát triển hơn nữa do đường nước bị ô nhiễm, tuy nhiên hiện chưa có bằng chứng cụ thể nào chứng minh cho giả thuyết này.
Các nhà khoa học cũng cho rằng hiện tượng nóng lên dẫn tới sự bùng nổ dịch bệnh ở loài san hô, khiến chúng dễ nhiễm bệnh. Bệnh thường xuất hiện sau hội chứng tẩy trắng vì hiện tượng này làm san hô mất cacbon, khiến chúng sống phụ thuộc vào bất cứ thứ gì trôi qua mà chúng có thể với được bằng xúc tu. Như vậy, san hô sẽ bị kiệt sức và dễ nhiễm bệnh.
Trong một nghiên cứu chưa được công bố, Kim Ritchie, một nhà vi trùng học của phòng thí nghiệm Mote Marine tại Sarasota, Florida, mới phát hiện ra rằng nhiệt độ nóng lên có thể dẫn tới một sự thay đổi về cấu trúc vi khuẩn của loài san hô, ảnh hưởng tới sự sống còn của chúng. Thông thường san hô được phủ một lớp mỏng biofilm trong có vi khuẩn Priobiotic tạo ra chất đề kháng. Nhưng khi nhiệt độ nước tăng lên, vi khuẩn Probiotic biến mất.
Tại phòng thí nghiệm của mình, Ritchie đang cố gắng tìm ra loài vi khuẩn đã kháng lại các tác nhân gây bệnh và cách thức chúng có thể làm như vậy. Những nghiên cứu này có thể tiết lộ nhiều điều cơ bản về sức đề kháng của loài san hô. Chúng cũng đồng thời hứa hẹn về liệu pháp dùng vi khuẩn Probiotic chống lại bệnh dịch đang được kiểm nghiệm. Ritchie nhấn mạnh rằng loài vi khuẩn có khả năng sản sinh ra kháng thể này sống trong trong hệ sinh thái san hô. Chúng vốn đã tồn tại an toàn trong môi trường nuôi trồng thủy sản với chức năng kiểm soát mầm bệnh tại các trang trại nuôi cá hồi ở Atlantic.
Trong khi đó, Christina Kellogg, một nhà vi trùng học môi trường, địa chất học của Mỹ ở St. Petersburg, Florida (Mỹ) và Eugene Rosenberrg, giáo sư ngành vi trùng học và công nghệ sinh học của Đại học Tel Aviv (Isarel) đã độc lập nghiên cứu một biện pháp tiếp cận khác. Biện pháp này chủ yếu dựa vào thể thực khuẩn, một loại không giống với kháng sinh phổ rộng, tức là chỉ giết chết duy nhất một loại vi khuẩn nào đó. Rosenburrg tuyên bố đã tìm ra 2 loại có thể giết chết mầm bệnh của san hô bao gồm cả vi khuẩn gây bệnh tẩy trắng. Căn cứ vào các phát hiện này, ông đã kết luận rằng một ngày nào đó liệu pháp sử dụng thể thực khuẩn này sẽ hạn chế được bệnh cho loài san hô.
Dù được cổ vũ, song phương pháp dùng thể thực khuẩn cũng đặt ra những vấn đề về tác dụng phụ của nó. Theo Ritchie “Chắc chắn không phải chỉ có một hoặc một vài thể sinh bệnh gây ra mà có rất nhiều loại vi khuẩn lợi dụng đi vào những thể san hô yếu, từ đó tăng khả năng gây bệnh. Thể thực khuẩn được đặc định cho một loại vi khuẩn nhất định, bởi thế các nhà nghiên cứu sẽ phải cách ly và cấy thể thực khuẩn vào từng thể gây bệnh cho san hô. Quá trình này là không thể thực hiện được”.
Một số các nhà nghiên cứu có tiếng của Úc vẫn còn tranh cãi về khả năng và mức độ an toàn của phương pháp chữa bệnh cho san hô trên. Paul Marshall, giám đốc Nhóm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu và Công viên Biển Great Barrier ở Townsvile của Úc đã nói: “Lịch sử đã chứng kiến sự thất bại thảm hại và thường xuyên của các hình thức can thiệp sinh học và sinh thái học. Tham gia mà không hiểu biết gì vào các quá trình sinh học của hệ sinh thái sẽ còn gây nguy hiểm hơn là hạn chế nó.”
Hoegh-Guldberg cũng tin rằng những can thiệp sinh học sẽ không có tác dụng bởi theo ông, nguyên nhân gây bệnh cho san hô không phải chỉ là các loại thể sinh khuẩn sơ cấp theo như Rosenberg và nhiều người khác nhận định. Thay vào đó, bệnh của san hô đã diễn ra ở cấp độ nhiễm khuẩn thứ hai, khi hiện tượng sốc nhiệt đã dẫn tới việc biến vi khuẩn vô hại trở thành các thể gây bệnh.
Chính vì vậy, Hoegh-Guldberg giữ quan điểm cho rằng cả khi xác định được liệu pháp trị bệnh thì việc sử dụng chúng cũng là phi thực tế và khiến nguồn tài nguyên rơi vào tình trạng nguy hiểm. Ông cũng nhấn mạnh rằng san hô trên thế giới ước tính bao phủ gần 300.000 km2 và vì thế gần như không có tương lai cho liệu pháp này. Không có cách nào để giải quyết tình trạng nguy kịch này của loài san hô, ngoại trừ điều quan trọng và cấp bách mà chúng ta cần làm là giảm lượng khí nhà kính thải vào khí quyển.
Những thách thức trước mắt
Trong khi hầu hết mọi người đều đồng ý rằng hạn chế khí nhà kính là giải pháp tốt nhất cho san hô thì Miller lại cho rằng mục tiêu trước mắt là ngăn ngừa các tác nhân gây sốc và làm kiệt sức san hô mỗi ngày. Đó là sự ô nhiễm từ các hoạt động phát triển, kéo theo các chất thải đổ ra biển. Vì như vậy, san hô sẽ phải dành năng lượng vốn bị hạn chế nhằm đuổi những chất cặn bẩn ra khỏi mình thay cho việc dùng nó để kiếm thức ăn. Hơn nữa, ấu trùng san hô có thể sinh sôi và định cư trên những chất thải đó và cùng trên đó loài tảo dại có thể sinh sôi, cản trở sự phát triển của san hô.
Tiến sĩ Heidi Schuttenberg, Đại học James Cook tại Queensland, Úc quả quyết rằng chiến dịch quản lý dải đá ngầm được Cục Quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) và các cơ quan khác ủng hộ đã phần nào hạn chế tác động của con người trong thời kì san hô suy thoái. Điều này có thể giúp san hô giữ được năng lượng cần thiết để vượt qua bệnh tật đang hoành hành.
Cùng chia sẻ quan điểm đó, Marshall và Schuttenberg cho rằng quá trình bảo vệ phải đặc biệt hướng tới những rạn san hô phục hồi nhanh với tiềm năng sinh sôi mạnh trong dài hạn. Hai ông đều cho rằng khả năng sống sót khi bị tẩy trắng là yếu tố quyết định giúp san hô có thể phục hồi. Thêm vào đó, còn một nhân tố quan trọng khác được các nhà khoa học gọi là khả năng liên kết, bao gồm khả năng tiếp cận các dòng hải lưu lạnh ở sâu dưới đáy biển vốn mang theo mình rất nhiều ấu trùng san hô từ các “nguồn đá ngầm”.
Trên toàn thế giới, các khu bảo tồn biển (MPA) là một trong những công cụ đắc lực được các chính phủ sử dụng để bảo vệ nguồn tài nguyên biển đang bị đe dọa. Theo bản điều tra công bố ngày 26/06/2003 của tiến sĩ Carnilo More thuộc Viện Hải Dương Học Scripps tại San Diego, bang California, Mỹ thì 20% rạn san hô trên thế giới nằm trong MPA và điều này đòi hỏi phải đưa ra các biện pháp bảo vệ khác nhau giữa các quốc gia và các khu vực bảo tồn. MPA hiện vẫn bị quản lý lỏng lẻo và thiếu hiệu quả, đặc biệt là công tác hạn chế đánh bắt.
Cá đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe của các dải đá san hô, chẳng hạn loài cá vẹt chuyên ăn tảo sinh sôi trên bề mặt san hô giúp tạo không gian cho ấu trùng san hô cư trú. Hiện nay khi số lượng sinh vật sống ở khu vực đá ngầm đã bị giảm mạnh do đánh bắt quá mức, cá vẹt lại càng đóng vai trò quan trọng hơn. Tuy nhiên, trớ trêu rằng đã có lúc chúng bị coi là loài vô giá trị cần loại bỏ.
Có một thực tế là các doanh nghiệp khó mà chấp nhận được chi phí cho việc kìm hãm sự suy thoái hay giúp phục hồi các rạn san hô, cho dù họ là một phần của các tác động gây ra sự suy thoái san hô. Người ta dễ dàng phớt lờ tình trạng hiện nay của san hô bởi nó là nguồn tài nguyên nằm sâu dưới mặt nước biển, ngoài tầm mắt, và có lẽ với nhiều người, cũng nằm ngoài mối quan tâm.
