Fri07102020

Last update03:54:59 AM GMT

Hồ Baikal: Bảo vệ một hệ sinh thái độc đáo

Amphipods của loài Eulimnogammarus verrucosus phản ứng tiêu cực với nhiệt độ cao hơn và chất gây ô nhiễm như cadmium.

1112017_16

Nguồn ảnh: V. Pavlichenko, ISU

Hồ Baikal được hình thành từ 25 đến 30 triệu năm trước và chứa khoảng 20% ​​lượng nước ngọt chưa lọc trên trái đất. Với khoảng 23.000 km khối lượng, lượng nước của nó thậm chí còn lớn hơn mực nước biển Baltic. Hồ Baikal không chỉ là hồ lâu đời và lớn nhất trên trái đất, mà còn sâu hơn 1.500 mét nữa. Nó cũng có thể là một trong những nơi lạnh nhất: nhiệt độ nước trung bình gần bờ chỉ khoảng 6 ° C. Tiến sĩ Till Luckenbach, nhà nghiên cứu sinh thái học thuộc Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Helmholtz (UFZ) cho biết: "Nước có độ tinh thể cao, hàm lượng muối và chất dinh dưỡng thấp và giàu oxy rất cao, ngay cả ở đáy của hồ. .

Trong quá trình lịch sử tiến hóa, những điều kiện đặc biệt này ở Hồ Baikal đã tạo ra một động vật duy nhất. Khoảng 80% trong số 2.600 loài sinh sống ở Hồ Baikal là loài đặc hữu - nói cách khác chúng không được tìm thấy ở bất cứ nơi nào khác trên trái đất, cho thấy chúng đã thích nghi rất tốt với điều kiện khắc nghiệt.

Tuy nhiên, liệu các động vật của Hồ Baikal vẫn còn rất đa dạng và độc đáo trong những năm tới là không chắc chắn. Hồ nằm trong một khu vực trong đó sự nóng lên toàn cầu đặc biệt đáng chú ý. Trong 50 năm qua, nhiệt độ bề mặt trung bình của hồ Baikal đã tăng gần 1,5 ° C. "Và nó vẫn đang tăng lên," Luckenbach nói. "Kể từ khi các điều kiện môi trường ở hồ Baikal vẫn ổn định trong một thời gian dài, những thay đổi này rất ấn tượng. " Trong Nhóm nghiên cứu Helmholtz của Nga LaBeglo, lãnh đạo dự án Luckenbach và nhóm của ông từ UFZ đã làm việc trong sáu năm qua với các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Irkutsk, AWI ở Bremerhaven và Đại học Leipzig để tìm ra những hậu quả của các điều kiện môi trường đã thay đổi như nhiệt độ nước tăng và ô nhiễm hóa học đối với khu hệ độc đáo của Hồ Baikal. Hai amphipods bản địa của chiEulimnogammarus đang được sử dụng như là các sinh vật mô hình. Amphipods thực hiện một chức năng sinh thái quan trọng trong nước: họ phân hủy chất hữu cơ, do đó giữ nước sạch sẽ, và làm thức ăn cho cá. Vai trò then chốt trong mạng lưới thực phẩm làm cho họ trở thành những sinh vật mô hình quan trọng cho các nhà sinh thái học.

Các nghiên cứu về sự nhạy cảm về nhiệt độ của cá bơn Baikal được thực hiện tại Đại học Irkutsk cho thấy một loài ( E. cyaneus ) có thể chịu đựng được nhiệt độ nước khoảng 20oC, có thể xảy ra vào mùa hè gần bờ hồ. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng E. cyaneus tạo ra một mức độ liên tục của cái gọi là protein sốc nhiệt, bảo vệ các phân tử protein quan trọng trong cơ thể mà nếu không sẽ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao. Các loài khác, E. verrucosus, tạo ra ít protein gây sốc nhiệt hơn và thay vào đó di chuyển đến các vùng sâu, mát hơn của hồ để thoát khỏi nhiệt độ nước cao. Luckenbach cho biết: "Nếu nhiệt độ nước tăng do biến đổi khí hậu, điều này có thể gây hậu quả sâu xa không chỉ đối với từng loài cá mà còn đối với sự cân bằng của hệ sinh thái đã phát triển trong một thời gian dài. "Trong trường hợp của E. cyaneus , nhiệt độ tối đa mà các loài có thể chịu được trong thời gian dài đôi khi có thể đạt được vào mùa hè - một sự gia tăng nhiệt độ nữa sẽ là cực kỳ quan trọng.Nếu E. verrucosus phải di chuyển đến vùng sâu hơn hơn là hiện nay, loài sẽ phải cạnh tranh nhiều hơn với những con ếch sống ở đó để kiếm nguồn thực phẩm. "

Trong nghiên cứu của họ, được xuất bản gần đây trong Khoa học và Công nghệ Môi trường , một nhóm các nhà nghiên cứu từ UFZ, AWI và Đại học Irkutsk đã điều tra xem hai loài amphipod này phản ứng như thế nào đối với ô nhiễm hoá học trong nước. Các động vật đã bị phơi nhiễm với kim loại nặng cadmium, nó đóng vai trò như một chất độc điển hình. Mặc dù nước ở Hồ Baikal vẫn chưa bị ô nhiễm, cadmium là một chất gây ô nhiễm môi trường tương đối thường xuyên nhưng độc tính của nó lại làm cho hệ sinh thái trở nên vô cùng khó hiểu. Có vẻ như Lake Baikal có thể thấy sự gia tăng ô nhiễm kim loại nặng. Chi lưu lớn nhất của sông, sông Selenga, ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải khai thác mỏ từ Mông Cổ và qua không khí, các chất gây ô nhiễm đến hồ từ khu vực công nghiệp xung quanh Irkutsk.

Các phản ứng của amphipod đã được quan sát thấy trong phòng thí nghiệm. Tiến sĩ Lena Jakob, một nhà sinh thái học tại AWI giải thích : "Các loài nhỏ hơn E. cyaneus hấp thụ chất ô nhiễm nhanh hơn và do đó chết ở các nồng độ ô nhiễm thấp hơn trong nước, người đã tiến hành thí nghiệm tại Hồ Baikal. "Chúng tôi cũng quan sát thấy E. verrucosus làm chậm quá trình trao đổi chất của nó thậm chí với nồng độ cadmium thấp. Đây là một dấu hiệu cảnh báo bởi vì các động vật có thể tránh cho ăn khi điều này xảy ra, không tái sản xuất và có xu hướng giảm các con săn mồi do giảm thậm chí mức độ ô nhiễm hóa học thấp ở mức thấp nhưng liên tục ở Hồ Baikal cũng có thể gây ảnh hưởng lớn đến từng loài và hệ sinh thái nói chung ".

Trong một nghiên cứu khác, các nhà nghiên cứu UFZ cùng với các chuyên gia tin sinh học từ Đại học Leipzig đã thu thập được những hiểu biết đầu tiên về bộ gen của E. verrucosus . Nó là đáng ngạc nhiên lớn - khoảng ba lần kích thước bộ gen của con người. Dữ liệu hệ gen sẽ được sử dụng làm cơ sở cho việc điều tra thêm các chiến lược thích ứng sinh lý trong các điều kiện môi trường khác nhau. Theo Luckenbach: "Chúng tôi muốn làm sáng tỏ hơn về lĩnh vực này, hiểu được mức sinh lý tốt hơn và tìm hiểu xem liệu còn có những cơ chế khác giúp các sinh vật có thể chịu được những ảnh hưởng của thay đổi khí hậu và sự phơi nhiễm với các chất gây ô nhiễm, muốn có thể dự đoán hệ sinh thái có thể thay đổi như thế nào. "

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170726103013.htm

(TT DLQH&ĐT TNN)


Newer news items:
Older news items: