Nước có tính axit: cá dễ bị động vật ăn thịt

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy rằng, hành vi của cá ở rạn san hô có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự gia tăng nồng độ carbon dioxide trong đại dương.

Đây là công trình nghiên cứu đầu tiên phân tích suy giảm cảm giác của cá bởi CO₂, ở những nơi có pH tương tự, những mô hình dự báo trước những biến đổi khí hậu trong thế kỷ này.

Danielle Dixson, trợ lý giáo sư tại Trường sinh vật học thuộc Viện Công nghệ Georgia ở Atlanta cho biết: "Những phát hiện trong kết quả kiểm tra ở phòng thí nghiệm của chúng tôi cho thấy "Không có sự khác biệt giữa cá được điều trị bằng CO₂ trong phòng thí nghiệm với các thử nghiệm trên các giác quan hóa học so với cá bắt được và kiểm tra từ các rạn san hô có CO₂.

"Philip Munday, đến từ Đại học James Cook, Australia, là tác giả chính của nghiên cứu. Công trình này được hỗ trợ bởi Viện Khoa học Hàng hải Úc, một nhánh của Hiệp hội nghiên cứu và thăm dò Địa lý Quốc gia và Trung tâm nghiên cứu ARC.

Độ pH của nước trên bề mặt đại dương bình thường khoảng 8.14 . Nghiên cứu mới đã kiểm tra cá từ một rạn san bong bóng, nơi CO₂ tự nhiên rò rỉ ở Papua New Guinea, nơi có độ pH trên trung bình là 7.8. Theo Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), với khí thải nhà kính hiện nay, mô hình dự báo khí hậu cho vùng nước bề mặt đại dương sẽ có pH 7,8 vào năm 2100.

Nghiên cứu trước đây đã từng suy đoán rằng axit hóa đại dương có thể không gây hại đến cá, nếu chúng ta có thể thay đổi đệm đệm bicarbonate trong môi trường nước. Munday và Dixson là những người đầu tiên cho thấy các hệ thống cảm giác của cá bị suy giảm trong điều kiện axit hóa đại dương trong phòng thí nghiệm.

"Cá có thể ngửi thấy nhưng chúng không thể phân biệt giữa các tín hiệu hóa học", Dixson nói.

Carbon dioxide thải vào không khí và được hấp thụ vào nước biển, tại nơi nó hòa tan và làm giảm độ pH của nước. Nước có tính axit ảnh hưởng đến hành vi của cá bằng cách làm gián đoạn một thụ thể đặc hiệu trong hệ thần kinh được gọi là GABAA, hiện diện trong hầu hết các sinh vật biển với một hệ thống thần kinh.

Nghiên cứu môi trường sống rạn san hô, chúng tôi thấy rằng những thay đổi hành vi bởi CO₂ gây ra, tương tự như quan sát trong nghiên cứu mới, tỷ lệ tử vong tăng từ việc bị ăn thịt hơn cao gấp năm lần ở cá mới được giải quyết.

Cá có thể nhận biết một con cá khác để ăn thịt hoặc tránh xa khi nước có chứa mùi. Trong các thí nghiệm ở phòng thí nghiệm của Dixson, cá đối chứng được lựa chọn ở nước bình thường và nước có sự sự tăng mùi, kẻ thù sẽ chọn nước có mùi bình thường. Nhưng cá lớn lên ở nước có tính axit hóa với carbon dioxide, cá sẽ dành nhiều thời gian trong nước để ăn động vật có mùi hấp dẫn.

Nghiên cứu mới tìm thấy, cá chưa trưởng thành sống nơi khí carbon dioxide bị rò rỉ và chúng được đưa lên một chiếc thuyền để thử nghiệm hành vi suy giảm ăn các loài động vật, giống như cá con được nuôi tương tự như trong phòng thí nghiệm ở các cấp độ CO₂ khác nhau.

Cá ở rạn san hô bong bóng cũng mạnh bạo hơn. Trong một thí nghiệm, nhóm nghiên cứu tiến hành đo lường bằng cách nào mà đến nay cá thay đổi nơi trú ẩn và sau đó tạo ra một sự xáo trộn để gửi cá trở về nơi trú ẩn ban đầu. Cá ở nơi rò rỉ CO₂ nổi lên từ nơi trú ẩn sớm hơn so với cá đối chứng ít nhất sáu lần sau khi sự xáo trộn.

Mặc dù những tác động của CO₂ ảnh hưởng đến hành vi của cá, nhưng chỉ mang tính tương đối, ít có sự khác biệt về độ phong phú loài, thành phần loài và sự phong phú tương đối của cá được tìm thấy giữa nơi rò rỉ khí CO₂ và các rạn san hô được kiểm soát.

"Các loài cá trao đổi chất giống nhau giữa các rạn san hô được kiểm soát và các rạn san hô có CO₂," Dixson nói. "Tại thời điểm này, chúng tôi mới chỉ nhìn thấy ảnh hưởng trên hành vi của chúng."

Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy rằng số lượng các loài cá săn mồi lớn thấp hơn tại nơi rò rỉ CO₂ so với các rạn san hô được kiểm soát, có thể bù đắp việc tăng nguy cơ tử vong do hành vi bất thường của cá, các nhà nghiên cứu cho biết.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ kiểm tra xem cá có thể thích ứng hay thích nghi với vùng nước có tính axit. Lần đầu tiên, họ sẽ xác định xem cá con sinh ra tại rạn san hô bong bóng là những cá thể sống ở đó như cá trưởng thành, hoặc nếu cá con từ rạn san hô được kiểm soát đang bơi đến rạn san hô bong bóng.

Nghiên cứu được công bố trực tuyến vào ngày 13 tháng 4 trên tạp chí Nature Climate Change.