Ô nhiễm nhựa đang trở thành vấn đề ngày càng nghiêm trọng tại nhiều hệ sinh thái rạn san hô. Tuy nhiên, chưa có nhiều thông tin làm rõ tác động này. Phần lớn các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào san hô trưởng thành và sự tương tác giữa chúng với các hạt nhựa, thay vì giai đoạn ấu trùng hay các hóa chất rò rỉ từ nhựa vào nước.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã cho ấu trùng san hô của hai loài tiếp xúc với bốn loại hóa chất từ nhựa khác nhau và phát hiện chúng gây tác động tiêu cực đến khả năng định cư của ấu trùng.
Khi ánh trăng non mờ ảo phủ lên vịnh Kāneʻohe, Oʻahu, hàng triệu đốm nhỏ li ti nổi lên từ rạn san hô và xoáy trong cột nước. Những đốm này là các túi trứng và tinh trùng của san hô, phản ứng với chu kỳ mặt trăng và các tín hiệu hóa học trong môi trường nước để xác định thời điểm thụ tinh và nơi định cư cho giai đoạn phát triển tiếp theo.
Vị trí của quần đảo Hawaii gần Vùng rác thải Thái Bình Dương (Pacific Garbage Patch) khiến những túi sinh sản này thường phải chia sẻ không gian với vi nhựa - những hạt nhỏ nguy hại có thể làm gián đoạn các tín hiệu hóa học tự nhiên. Hầu hết các nghiên cứu trước đây về san hô và vi nhựa tập trung vào tác động lên san hô trưởng thành khi chúng nuốt hoặc hấp thụ hạt nhựa. Rất ít nghiên cứu xem xét các giai đoạn ấu trùng hoặc ảnh hưởng của nước bị ô nhiễm bởi các hóa chất rò rỉ từ nhựa.
Một khối san hô ở vịnh Kāneʻohe, Oʻahu. Ảnh: Ocean Image Bank/Toby Matthews.
Keiko Wilkins là một nhà sinh học chuyên nghiên cứu về san hô và hiện đang công tác tại Đại học Hawaiʻi ở Mānoa. Bà cho rằng tác động của leachate (hóa chất rò rỉ từ nhựa) đến quá trình sinh sản của san hô rất phức tạp. Nghiên cứu mới nhất của bà đã được công bố trên Frontiers in Marine Science, mô tả cách leachate ảnh hưởng đến hai giai đoạn khác nhau trong quá trình sinh sản của san hô. “Những tác động mà chúng tôi ghi nhận ở giai đoạn thụ tinh và ở giai đoạn ấu trùng định cư rất khác nhau”, bà Wilkins cho biết.
San hô sinh sản hữu tính theo hai cách: phát tán trứng - tinh trùng (spawning) hoặc ấp trong cơ thể (brooding). Ở loài phát tán, san hô giải phóng trứng và tinh trùng vào nước để thụ tinh bên ngoài; trong khi ở loài ấp, chúng thải ra ấu trùng đã được thụ tinh bên trong cơ thể. Theo nghiên cứu trước đây của Wilkins, leachate từ nhựa làm giảm tỷ lệ thụ tinh ở cả hai phương thức
Bà Wilkins đã đánh giá tác động của leachate lên giai đoạn thứ hai của quá trình sinh sản - khi ấu trùng tìm bề mặt an toàn để bám vào và bắt đầu phát triển. Đây là giai đoạn đặc biệt dễ tổn thương đối với các rạn san hô, bởi nếu ấu trùng không thể định cư thành công, chúng sẽ không thể hình thành và duy trì cấu trúc rạn san hô.
Trứng và tinh trùng san hô (Orbicella faveolata) nổi lên từ một rạn san hô ở Miami, Florida. Ảnh: Liv Williamson/Revive & Restore.
Wilkins đã cho cả các loài san hô phát tán (spawning) và san hô ấp (brooding) tiếp xúc với dung dịch leachate được tạo ra từ những loại nhựa thường thấy trong rác thải ở Hawaiʻi. Nhìn chung, việc tiếp xúc với leachate khiến tỷ lệ ấu trùng định cư của cả hai nhóm san hô giảm xuống, nhưng tác động lên ấu trùng của loài san hô phát tán nghiêm trọng hơn. Leachate từ polyethylene độc hại hơn đối với cả hai loài so với leachate từ nylon và polypropylene. Mức độ ảnh hưởng thay đổi tùy theo loài, loại hóa chất leachate và thời điểm trong nghiên cứu. Đây là những yếu tố mà Wilkins cho rằng cần tiếp tục được khám phá trong tương lai. Đáng chú ý, ở một số loài san hô ấp, tỷ lệ định cư của ấu trùng lại tăng khi tiếp xúc với leachate từ polyethylene mật độ cao (HDPE).
“Một trong những thứ mà chúng tôi tìm thấy trong nhựa là các hóa chất gây rối loạn nội tiết (endocrine-disrupting chemicals). Điều này khiến san hô bị rối loạn hoàn toàn, và cũng làm trứng lẫn tinh trùng mất phương hướng” - nhà sinh học biển Bob Richmond cho biết. Hiện ông Richmond là giáo sư nghiên cứu và giám đốc Phòng thí nghiệm Biển Kewalo tại Đại học Hawaiʻi ở Mānoa.
Một ấu trùng san hô đã định cư trong nghiên cứu của Wilkins. Ảnh: Keiko Wilkins/Đại học Hawaiʻi tại Mānoa.
Một loài san hô phát tán (Acropora millepora) đang phóng thích trứng. Ảnh: Coral Project/Horniman Museum and Gardens.
Nhà khoa học Wilkins cho biết các tín hiệu hóa học từ leachate có thể gây nhầm lẫn theo nhiều hướng. Một số tín hiệu có thể kích hoạt phản ứng căng thẳng khiến ấu trùng định cư sớm hơn bình thường. Những tín hiệu khác lại có thể khiến ấu trùng hiểu sai rằng điều kiện môi trường đang thuận lợi cho việc định cư. Bà cho biết cần có thêm nghiên cứu để xác định chính xác thành phần của những tín hiệu hóa học này.
Theo nhà khoa học Bob Richmond, việc hiểu được tác động của nhựa lên những giai đoạn sớm nhất trong vòng đời của san hô là yếu tố then chốt để đảm bảo các rạn san hô không chỉ có khả năng chịu đựng áp lực mà còn có thể tự phục hồi thông qua sinh sản hữu tính. “Ý nghĩa của sinh sản hữu tính là duy trì sự đổi mới di truyền, bởi ta không bao giờ biết được tác nhân gây căng thẳng tiếp theo sẽ là gì” - ông nói, dựa trên 51 năm kinh nghiệm nghiên cứu san hô. “Mỗi khi tôi thấy một rạn san hô toàn là những cá thể lớn, già nua mà không có san hô non xuất hiện. Đó là điều khiến tôi lo lắng nhất.”
Allyson DeMerlis là một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Miami (Florida), đồng thời là người người chuyên nghiên cứu phản ứng của san hô trước các tác nhân gây căng thẳng môi trường, nhưng không tham gia vào nghiên cứu mới này. Theo DeMerlis, Nghiên cứu này có thể truyền cảm hứng cho các nghiên cứu tương tự về quần thể san hô ngoài Hawaiʻi.
Vi nhựa trong nước tại vịnh Kailua, cách vịnh Kāneʻohe, Oʻahu vài dặm về phía nam. Ảnh: Ken G. Kosada/Lethal Lens Photography.
Những đống nhựa được thu gom sau khi tình nguyện viên sàng lọc vi nhựa từ nước và cát ở vịnh Kailua, cách vịnh Kāneʻohe, Oʻahu vài dặm về phía nam. Ảnh: Ken G. Kosada/Lethal Lens Photography.
“Chúng ta đều biết vi nhựa là một vấn đề đối với môi trường, nhưng nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu then chốt cho thấy chúng còn có tác động hóa học. Chỉ cần tồn tại trong nước cũng có thể gây hại cho san hô về lâu dài,” nhà khoa học DeMerlis cho biết, bà nói thêm: “Đây là nghiên cứu rất thú vị, nhưng cũng thực sự đáng lo ngại”.
Các nhà khoa học thừa nhận rằng nhiệt độ đại dương tăng là mối đe dọa lớn nhất đối với các rạn san hô trên toàn cầu. Tuy nhiên, họ cho rằng ô nhiễm nhựa đang trở thành vấn đề toàn cầu ngày càng nghiêm trọng, gây thêm thách thức cho san hô và cần được tiếp tục nghiên cứu sâu hơn.
