Nghiên cứu gen hé lộ nguy cơ suy giảm nguồn lợi cá tuyết Thái Bình Dương

Cá tuyết Thái Bình Dương đóng vai trò then chốt trong hệ sinh thái biển, vừa là loài săn mồi vừa là nguồn thức ăn cho nhiều sinh vật khác, đồng thời là đối tượng khai thác thương mại quan trọng của nghề cá Alaska. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, quần thể loài cá này đã suy giảm mạnh. Nhiều nghiên cứu cho rằng các đợt sóng nhiệt biển xuất hiện với tần suất và cường độ ngày càng cao là nguyên nhân chính, đặc biệt ảnh hưởng đến các giai đoạn sống sớm như phôi và ấu trùng.

Trong nghiên cứu công bố năm 2024, các nhà khoa học tại Trung tâm Khoa học Nghề cá Alaska của NOAA đã nuôi cá tuyết từ giai đoạn phôi đến ấu trùng trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát. Ấu trùng được tiếp xúc với ba mức nhiệt độ nước khác nhau (3°C, 6°C và 10°C), đồng thời đặt trong môi trường nước biển có độ axit hiện tại và mức axit hóa cao hơn, tương ứng với kịch bản biến đổi khí hậu vào cuối thế kỷ XXI.

Kết quả cho thấy nhiệt độ nước đóng vai trò quyết định đến tỷ lệ sống sót của ấu trùng. Ở nhiệt độ cao hơn, tỷ lệ tử vong tăng vọt, bất kể mức độ axit hóa của nước biển. Ngược lại, axit hóa đại dương không trực tiếp gây tử vong hàng loạt, mà tác động của nó thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của ấu trùng.

Phân tích gen cho thấy có hai cơ chế chính khiến ấu trùng cá tuyết chết nhiều khi nhiệt độ tăng. Thứ nhất là tình trạng thiếu hụt năng lượng. Nước ấm làm tăng tốc độ trao đổi chất, sinh trưởng và phát triển, khiến nhu cầu năng lượng của ấu trùng tăng nhanh. Thứ hai là phản ứng viêm và miễn dịch, khi nhiệt độ cao kích hoạt các con đường sinh học tiêu tốn nhiều năng lượng. Sự kết hợp của hai yếu tố này nhanh chóng làm cạn kiệt nguồn dự trữ lipid (chất béo) – yếu tố sống còn đối với ấu trùng trong giai đoạn đầu đời. Trong nhiều trường hợp, ấu trùng rơi vào tình trạng “chết đói” dù môi trường vẫn có thức ăn.

Trong khi đó, axit hóa đại dương được ghi nhận là ảnh hưởng đến khả năng hấp thu chất béo ở ruột, khiến ấu trùng gầy hơn. Dù không gây tử vong trực tiếp trong điều kiện thí nghiệm, tác động này có thể làm giảm khả năng sống sót ngoài tự nhiên, nơi nguồn thức ăn không ổn định. Với môi trường nước lạnh, ấu trùng cá tuyết có xu hướng tăng sản xuất enzyme và protein để bù đắp cho các phản ứng sinh hóa diễn ra chậm hơn, song tốc độ tăng trưởng vẫn bị hạn chế.

Các nhà khoa học cho rằng những gen được xác định trong nghiên cứu này có thể giúp giải thích vì sao một số quần thể cá tuyết thích nghi tốt hơn với biến đổi khí hậu. Một số quần thể có thể sở hữu đặc điểm di truyền giúp tăng khả năng chịu đựng nhiệt độ cao, nước lạnh hoặc môi trường sinh sản bị axit hóa.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu tiếp tục làm thay đổi điều kiện đại dương, việc hiểu rõ phản ứng sinh lý và di truyền của cá tuyết Thái Bình Dương không chỉ có ý nghĩa khoa học, mà còn là cơ sở quan trọng để dự báo trữ lượng, xây dựng chính sách quản lý và bảo vệ bền vững một trong những nghề cá quan trọng nhất của Alaska trong tương lai.