Rêu cổ thời khủng long đối mặt với nguy cơ biến mất do biến đổi khí hậu

Tiến hóa để tồn tại trong môi trường khắc nghiệt của dãy Himalaya, nhưng giờ đây rêu Takakia đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng.

Dưới áp lực từ loài khủng long thống trị Trái Đất cách đây 165 triệu năm, rêu Takakia vẫn sống sót và phát triển mạnh mẽ. Khi dãy Himalaya hình thành từ sự va chạm của mảng lục địa Ấn và Á khoảng 65 triệu năm trước, loại rêu cổ này cũng điều chỉnh để phát triển trên đỉnh cao chưa từng có.

Trong một môi trường mới, lạnh lẽo nhưng nắng ấm, rêu đã thích nghi và tồn tại đến ngày nay. Tuy nhiên, giống rêu Takakia này đang đối diện với nguy cơ suy thoái, một phần do biến đổi khí hậu.

“Mọi người thường nói về khủng long và thích thú với chúng. Nhưng loại rêu này đã chứng kiến cả thời khủng long lẫn thời hiện đại”, Ralf Reski, chuyên gia sinh học tại Đại học Freiburg, nhấn mạnh về thực vật sống từ thời cổ đại.

Loài rêu Takakia, gần 400 năm tuổi, đã phân nhánh thành hai loài, Takakia ceratophylla và Takakia lepidozioides, sống ở vùng cao nguyên Tibet. Chúng cũng được tìm thấy ở Alaska và British Columbia, nhưng không ai biết cách chúng xuất hiện ở đây.

Để khám phá thêm về loài thực vật cổ xưa này, Reski và nhóm nghiên cứu đã quyết định leo lên dãy Himalayas, đến độ cao 4.000 mét so với mực nước biển để đến ngôi nhà 'mới' của hai loài rêu trong chi Takakia.

Những Nhà Thích Ứng Nhanh

Trong lĩnh vực thực vật học, có một danh từ gọi là 'bryophyte', chỉ đến nhóm thực vật như rêu, rêu tản, và trước đó không rõ rằng chi Takakia thuộc nhóm bryophyte nào.

Tuy nhiên, theo báo cáo về giải mã gen mới được đăng trên tạp chí Cell, các nhà nghiên cứu đã xác định rằng loài rêu cổ đại này thuộc nhóm hiếm gặp, thậm chí nó mang trong mình lượng gen tiến hóa nhanh nhất trong số các loài thực vật mà chúng ta biết đến.

Dựa trên cả dữ liệu hóa thạch của rêu Takakia có niên đại 165 triệu năm, Reski và nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tái tạo hành trình tiến hóa của chi rêu cổ đại. Takakia đặc biệt vì vẻ ngoài của nó dường như không thay đổi qua hàng triệu năm tiến hóa; hầu hết cấu trúc của rêu vẫn nguyên vẹn, thậm chí Takakia không có sự thay đổi về lỗ thở suốt hàng triệu năm qua.

Tuy nhiên, khi xem xét kỹ hơn, các nhà khoa học đã xác định được 121 gen đã tiến hóa một cách nhanh chóng, giúp Takakia sống sót trong môi trường khắc nghiệt. Gen của loài rêu cổ đại chứa những biến thể cho phép chúng tạo ra sự đa dạng, và số lượng gen tiến hóa nhanh gấp đôi so với các loài rêu khác trong vùng Tibet (như Herbertus sendtenri) cho đến nay.

Những nhà khoa học đã nhận định rằng, khi môi trường sống của Takakia dâng lên độ cao vào khoảng 50 triệu năm trước - khi dãy Himalaya dần cao lên, rêu bị đẩy vào hoàn cảnh khắc nghiệt, phải sống cùng tuyết và bức xạ cực tím mạnh mẽ. Đó là lúc Takakia quyết định thích nghi để tồn tại. Một trong những cách mà Takakia đã chọn để đối phó với môi trường là tăng lượng lipid trong tế bào, giúp chúng chống lại bức xạ từ Mặt Trời.

Không thể tránh khỏi ánh sáng mặt trời chói chang

Trong thời đại hiện đại, rêu Takakia đang đối mặt với những thách thức lớn.

Trong hơn một thập kỷ qua, mật độ rêu Takakia đã giảm 1,6% mỗi năm, nhanh hơn mọi loài rêu bản địa khác. Con số này khiến Takakia ceratophylla trở thành một trong những loài rêu sắp nguy cấp theo Sách Đỏ (danh sách bảo tồn và đa dạng loài).

Theo nhà nghiên cứu Reski, các sinh vật đã tiến hóa để thích nghi với những điều kiện sống hiếm gặp sẽ bị ảnh hưởng đặc biệt khi môi trường đã thích nghi với chúng thay đổi. So với tuổi đời hàng trăm triệu năm của Takakia, hiện tượng ấm lên toàn cầu có thể xem là một thay đổi đột ngột. Dữ liệu từ năm 2010-2021 cho thấy: mật độ Takakia giảm khi nhiệt độ toàn cầu tăng (trung bình) 0,5 độ C mỗi năm.

Tuy nhiên, theo chuyên gia Lalita Calabria, nhiệt độ không phải là yếu tố duy nhất gây ra sự giảm mật độ Takakia. Cây rêu thuộc nhóm bryophyte rất nhạy cảm với các thay đổi trong môi trường sống, bao gồm cả chất lượng không khí và độ ẩm. Ông Reski đồng ý với quan điểm này, và cho rằng nhóm nghiên cứu cần có thêm dữ liệu để xác định chính xác nguyên nhân khiến mật độ của loài rêu cổ đại giảm dần theo thời gian.

Liên quan đến những gen Takakia đã được giải mã, chúng sẽ trở thành tài liệu quý giá để so sánh với các quần thể rêu ở các vùng ngoài Tibet, và càng trở nên quý báu hơn khi Takakia đang dần gần đến thời kỳ tuyệt chủng.

Trong tương lai, Reski và đồng nghiệp sẽ tiếp tục nghiên cứu về rêu Takakia cả trong và ngoài vùng Tibet để tìm ra các biện pháp bảo tồn hiệu quả. “Vì rêu này hiếm có và phân bố không rộng lớn, [việc] tạo ra sự nhấn mạnh vào bảo tồn loài sẽ hiệu quả hơn”, bà Calabria chia sẻ. 

Theo Nature