Tiến sĩ Ryan Heneghan, nhà nghiên cứu Khoa học Toán học của Trường Đại học Công nghệ Queensland QUT, đã dẫn đầu nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Climate Change, bao gồm sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ Đại học Queensland, Đại học Tasmania, Đại học New South Wales NSW và CSIRO.
Họ đã mô hình hóa tác động của biến đổi khí hậu đối với động vật phù du, một nhóm động vật cực nhỏ phong phú và cực kỳ đa dạng chiếm khoảng 40% sinh khối biển của thế giới.
Động vật phù du là mối liên kết chính giữa thực vật phù du - chuyển đổi ánh sáng mặt trời và chất dinh dưỡng thành năng lượng giống như thực vật trên cạn - và cá. Động vật phù du bao gồm các nhóm như loài nhuyễn thể ở Nam Cực - nguồn thức ăn chính của cá voi - và thậm chí cả sứa.
Tiến sĩ Heneghan cho biết: “Mặc dù động vật phù du phong phú, đa dạng và đóng vai trò quan trọng thiết yếu của trong việc truyền năng lượng từ thực vật phù du sang cá, nhưng kiến thức về điều gì hình thành nên thành phần của các cộng đồng động vật phù du trên khắp các đại dương trên thế giới là tương đối hạn chế. Đây là một thách thức, vì nếu động vật phù du bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu, điều này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với khả năng cô lập khí thải carbon của đại dương và năng suất của nghề cá”.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình hệ sinh thái biển toàn cầu để xem xét tác động của biến đổi khí hậu đối với các nhóm động vật phù du chính, từ động vật phù du đơn bào, loài nhuyễn thể và tất cả các loài sứa.
Tiến sĩ Heneghan cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng mô hình này để dự đoán những thay đổi trong cộng đồng động vật phù du nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu, sau đó đánh giá xem những thay đổi này có thể ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng chế độ ăn của cá nhỏ – những kẻ săn mồi chính của động vật phù du. Chúng tôi nhận thấy biến đổi khí hậu trong tương lai thúc đẩy sự thay đổi thành phần của cộng đồng động vật phù du trên hầu hết các đại dương trên thế giới. Những thay đổi này chủ yếu là do giảm kích thước của thực vật phù du dưới tác động của biến đổi khí hậu.”
Các nhà nghiên cứu nhận thấy các cộng đồng động vật phù du trong tương lai sẽ ngày càng bị chi phối bởi các nhóm ăn thịt, chẳng hạn như chaetognath (trùng mũi tên, là một ngành sâu ăn thịt biển là một thành phần chủ yếu của sinh vật phù du trên toàn thế giới), và các nhóm keo, chẳng hạn như động vật biển salp và ấu trùng, gây thiệt hại cho các loài giáp xác nhỏ ăn tạp như nhuyễn thể và chân chèo.
Tiến sĩ Heneghan cho biết: “Trong các đại dương, năng lượng được truyền từ các sinh vật phù du cực nhỏ sang cá và cá voi bằng cách săn mồi dựa trên kích thước – những sinh vật lớn ăn những sinh vật nhỏ”.
Giống như cá voi xanh ăn nhuyễn thể, động vật biển salp và ấu trùng ăn con mồi nhỏ hơn chúng hàng triệu lần, có nghĩa là không giống như các động vật phù du lớn hơn khác bị cá ăn, chúng có thể tiếp cận trực tiếp với thực vật phù du nhỏ hơn để làm thức ăn. Kết quả là, salps và ấu trùng cung cấp một lối tắt hiệu quả để chuyển năng lượng từ thực vật phù du nhỏ ngày càng chiếm ưu thế sang cá.
Tiến sĩ Heneghan cho biết: “Lối tắt này bù đắp một phần sự gia tăng số bước từ thực vật phù du đến cá do thực vật phù du bị thu hẹp và gia tăng ở động vật phù du ăn thịt. Tuy nhiên, các nhóm này ở dạng keo, có khoảng 5% lượng carbon chứa trong động vật phù du ăn tạp như nhuyễn thể và giáp xác chân chèo. Kết quả là, mô hình của chúng tôi dự đoán rằng chất lượng chế độ ăn của cá nhỏ có thể suy giảm trên các khu vực rộng lớn của các đại dương trên thế giới, điều này sẽ làm trầm trọng thêm sự suy giảm sinh khối cá do biến đổi khí hậu. Sự suy giảm này có thể lên tới 10%.”
Tiến sĩ Heneghan cho biết việc chuyển sang chế độ ăn cá nhiều chất keo hơn đã được quan sát thấy trong một đợt nắng nóng gần đây ở biển Bắc Thái Bình Dương.
Ông nói: “Nhiệt độ cao hơn đã làm giảm sản lượng thực vật phù du, từ đó làm giảm tỷ lệ loài nhuyễn thể đậm đặc carbon, được thay thế bằng động vật phù du dạng keo. Kết quả là, các loài cá nhỏ trong khu vực chuyển sang chế độ ăn nhiều chất keo hơn, khiến trọng lượng và độ phong phú của chúng giảm đi. Kết quả mô hình của chúng tôi cho thấy việc chuyển sang chế độ ăn nhiều chất keo hơn cho cá nhỏ có thể trở nên phổ biến hơn trong tương lai do sự nóng lên của đại dương”.
Đối với xã hội loài người, điều này có thể có ý nghĩa sâu rộng trên toàn cầu, vì theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc, nghề cá là một dịch vụ hệ sinh thái quan trọng trị giá 150 tỷ USD mỗi năm và cung cấp hơn 20% protein động vật trong chế độ ăn cho 3,3 tỷ người, và hỗ trợ sinh kế cho 60 triệu người.
