Ảnh hưởng nhiệt độ và dầu thô đến hô hấp của cá hồng Mỹ

Việc tiếp xúc với hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) sau sự cố tràn dầu đã được phát hiện gây ra các tác động tiêu cực như suy giảm hô hấp, hạn chế vận chuyển oxy đồng thời làm giảm đáng kể sự phát triển và hoạt động của tim cũng như tốc độ trao đổi chất tối đa (MMR) và phạm vi hiếu khí (AS) ở nhiều loài trong các giai đoạn sống khác nhau.

Tuy nhiên, dầu thô không phải là yếu tố gây căng thẳng duy nhất ảnh hưởng đến khả năng hô hấp mà còn phải kể đến nhiệt độ môi trường được biết là nguyên nhân làm tăng đáng kể nhu cầu trao đổi chất trong cơ thể cá. Mặc dù điều này không đúng với tất cả các loài, đặc biệt là các loài có khả năng chịu nhiệt tối ưu nhưng bất kỳ sự sai lệch nào cũng có thể dẫn đến suy giảm hô hấp và khả năng trao đổi oxy ở cá. 

Các nhà nghiên cứu đã đưa ra hai giả thuyết rằng: 1) Khi nhiệt độ môi trường thay đổi với chiều hướng tăng lên có thể khiến cho sự suy giảm hô hấp ở cá diễn ra mạnh mẽ hơn và 2) Liệu mức độ suy giảm hô hấp do dầu gây ra ở cá hồng Mỹ có tương tác với sự thay đổi nhiệt độ hay không?

Do đó, nghiên cứu này được thực hiện để đánh giá các tác động kết hợp của việc tiếp xúc với hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) ở dầu thô, sự thích nghi khi nhiệt độ thay đổi, sự trao đổi chất cùng với khả năng hô hấp, chịu đựng tình trạng thiếu oxy của cá hồng Mỹ (Sciaenops ocellatus) ở bốn mức nhiệt độ khác nhau lần lượt là 18^oC, 22^oC, 25^oC, 28^oC trong 3 tuần. Những nhiệt độ này nằm trong phạm vi chịu nhiệt tự nhiên của cá hồng Mỹ. Sau đó, cá hồng Mỹ phải trải qua phơi nhiễm hỗn hợp dầu-nước biển trong 24 giờ và nước biển sạch (đối chứng). Tiến hành thu mẫu và phân tích những chỉ tiêu cần thiết sau khi kết thúc thử nghiệm.

Như dự đoán, kết quả phân tích cho thấy rằng những cá thể cá khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hơn có tỷ lệ trao đổi chất tăng đáng kể so với những cá thể ở nhiệt độ thấp hơn, dẫn đến suy giảm nhanh ngưỡng oxy hấp thu vào và làm chậm khả năng phục hồi sau căng thẳng, tương tự khi cá hồng Mỹ phơi nhiễm với dầu thô. Sự thiếu hụt oxy sau khi tiếp xúc với dầu thô cũng được tìm thấy ở một số loài khác như Cá nục heo cờ (Coryphaena hippurus).

Nghiên cứu đã chứng minh, nhiệt độ càng cao thì tác động của dầu lên tốc độ trao đổi chất của cá càng mạnh. Ảnh South Carolina Coastal Resources

Nhiệt độ càng cao cho thấy tác động của dầu lên tốc độ trao đổi chất của cá càng mạnh trong khi khả năng chịu đựng tình trạng thiếu oxy sẽ giảm.  Điều này dẫn đến những tác động tiêu cực đến sức chịu đựng căng thẳng của cá hồng Mỹ. Thật thú vị khi thấy rằng, nhiệt độ thấp hơn có thể cung cấp mức độ bảo vệ tương đối chống lại sự tiếp xúc cấp tính của dầu. Nguyên nhân có thể là vì nhiệt độ thấp dẫn đến tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn, do đó làm giảm tốc độ và giảm sự hấp thu, khuếch tán của hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) gây độc ở dầu qua mang của cá. 

Nhìn chung, kết quả từ nghiên cứu này xác định tác động đáng kể của nhiệt độ và dầu thô lên tốc độ trao đổi chất và hô hấp của cá hồng Mỹ. Tương tác giữa sự thay đổi nhiệt độ và sự tiếp xúc với dầu đã được quan sát thấy, tỷ lệ hồi phục sau căng thẳng giảm đáng kể. Mặc dù những kết quả này không phủ rộng kéo dài toàn bộ phạm vi chịu nhiệt có thể sinh sống được của cá hồng Mỹ, nhưng chúng cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng sự thay đổi nhiệt độ khi hiện tượng phơi nhiễm dầu xảy ra có những tác động nhất định đến mức độ suy giảm chức năng tim mạch do thiếu hụt oxy. 

Nguồn:  Ackerly, K. L., & Esbaugh, A. J. (2021). The effects of temperature on oil-induced respiratory impairment in red drum (Sciaenops ocellatus) [online], viewed 5 Octorber 2021, from:< https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2021.105773>.