Các yếu tố môi trường có thể đẩy nhanh quá trình tuyệt chủng

Nói chung, hiện tượng tuyệt chủng số loài động vật đang là một quá trình tự nhiên. Vì một số lý do, tỷ lệ ước tính đến 99.9% các loài đã từng sinh sống trên trái đất ngày nay đã tuyệt chủng.

Tuy nhiên, lý do tại sao các loài bị tuyệt chủng thì rất phức tạp, khác nhau và có nhiều sự thay đổi. Kể từ khi con người xuất hiện trên Trái đất 100,000 năm trước, thì tỷ lệ tuyệt chủng có dấu hiệu tăng lên mạnh – theo ước tính tăng đến 1.000 lần- đặt con người vào giữa tình trạng tuyệt chủng thời hiện đại được gọi là sự kiện tuyệt chủng Holocene.

Tại sao dân số các loài trên trái đất lại bị tuyệt chủng? Đó là một câu hỏi khó hầu như không có lời đáp. Các nhà sinh thái học, sinh vật học, vật lý học và các chuyên gia khác đang tiến hành điều tra nguyên nhân của sự tuyệt chủng để cố gắng tìm ra các yếu tố liên quan bên trong, điều này thì vô cùng cần thiết cho việc cải thiện quá trình quản lý bảo tồn thiên nhiên.

Gần đây, một nhóm những nhà vật lý học đã nghiên cứu về việc những tiếng động ngẫu nhiên vào môi trường (từ các yếu tố như khí hậu và các nguồn khác) có ảnh hưởng như thế nào tới tình trạng dân số tuyệt chủng ngày càng nhanh, sự kiện này được các nhà khoa học gọi là “thời kỳ tuyệt chủng” (MTE). Các nhà vật lý học Alex Kamenev và Boris Shklovskii của trường đại học Minnesota cùng với Baruch Meerson của trường đại học Jerusalem đã cho xuất bản nghiên cứu của họ trên tạp chí Physical Review Letters.

Theo các nhà khoa học giải thích, tiếng động trong môi trường được coi như là yếu tố làm ảnh hưởng đến tỷ lệ sinh và tử của các loài, đôi khi làm giảm kích thước dân số và đẩy nhanh sự biến mất của chúng. Các nghiên cứu lý thuyết trước đây đã giả định rằng tiếng động môi trường là màu “trắng” – có nghĩa là, sự thay đổi ngẫu nhiên của môi trường đều không tương tác với nhau. Nhưng gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thêm sự thay đổi môi trường thực sự đang diễn ra thì lại có mối quan hệ tương tác lẫn nhau, hoặc “có màu” hơn màu trắng.

Chim bồ câu, từng là loại chim phổ biến nhất tại Bắc Mỹ, đã bị săn bắn cho tới tuyệt chủng vào giữa những năm 1800s và 1900s. (Ảnh: Tổ chức nghiên cứu tiến hoá trực sinh ở chim Bồ Câu (1920)).

“Theo cảm nhận bao quát hơn, tiếng động trong môi trường bao gồm cả những sự thay đổi bất thường của môi trường liên quan đến đến thay đổi về dân số,” Meerson đã nói trong tạp chí PhysOrg.com như vậy. “Ví dụ như sự thay đổi về nhiệt độ, hạn hán, lũ lụt, bệnh tật và tình trạng ăn thịt lẫn nhau.” Nếu những sự biến đổi ngẫu nhiên này trong môi trường không tương tác với nhau, thì chúng sẽ có thể được miêu tả theo mẫu âm thanh trắng. Tuy nhiên, những thay đổi trong môi trường thực tế thì lại luôn ảnh hưởng đến nhau. Ví dụ, trong thời kỳ dịch bệnh, những con vật săn mồi có thể xuất hiện trong một thời gian nhất định. Và cứ như thế, mẫu âm thanh trắng sẽ dần chuyển sang mẫu âm thanh màu.

Meerson và các cộng sự của ông đã đưa ra câu hỏi về việc màu sắc của âm thanh môi trường ảnh hưởng đến tỷ lệ tuyệt chủng của các loài như thế nào, vấn đề này đã không được khám phá trong nhiều năm liền. Họ nhận thấy rằng âm thanh môi trường càng yếu thì sự tuyệt chủng càng diễn ra nhanh. Nói chung, kích thước dân số loài càng lớn, dân số loài đó càng có cơ hội tồn tại lâu hơn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng màu sắc âm thanh có thể thay đổi mối quan hệ tỷ lệ này, phụ thuộc vào mức độ âm thanh tương tác với nhau lâu thế nào.

Meerson nhận xét: “Kết quả quan trọng nhất có được từ nghiên cứu này đó là âm thanh môi trường có khả năng thúc đẩy nguy cơ tuyệt chủng của dân số các loài. Trong số những ngạc nhiên này có một sự dự báo về việc thay đổi môi trường (được phản ánh qua sự độc lập thời gian về tỷ lệ sinh và tử của các loài) dẫn đến sự tuyệt chủng của loài. Hoá ra rằng sự thay đổi này phụ thuộc rất lớn vào màu sắc âm thanh.”

Trong một thời gian tương tác dài của âm thanh môi trường, kích thước dân số loài hầu như không có ảnh hưởng gì đến thời kỳ MTE, do lúc đó nó còn đủ mạnh. Trong tình hình này, kích thước dân số đang dần dần giảm xuống. Màu sắc âm thanh không trực tiếp gây ra sự tuyệt chủng, nhưng nó làm cho dân số thay đổi bất thường. Theo đó, với những thay đổi bất thường bất lợi làm cho loài yếu dần đến khi tuyệt chủng (ví dụ như do sự giảm đi khả năng sinh sản), rất có thể làm cho dân số loài đó biến mất hoàn toàn.

Mặt khác, trong khoảng thời gian tương tác ngắn của âm thanh môi trường, thời kỳ MTE đã thay đổi kích thước dân số theo tỷ lệ hàm mũ. Với âm thanh được tương tác trong khoảng thời gian ngắn mà đã có thể gây ra một thảm hoạ cho dân số như vậy, như việc làm giảm tỷ lệ sinh tới mức mà không có cách nào để cứu vãn dân số nữa.

Nói chung, các nhà vật lý hy vọng vào việc hiểu được sự thay đổi môi trường tương tác với nhau có thể dẫn đến tình trạng tuyệt chủng như thế nào sẽ giúp họ biết được hậu quả sắp tới đối với hệ sinh thái và việc bảo tồn các loài. Trong thời kỳ giữa kỷ nguyên tuyệt chủng này, việc hiểu biết được yếu tố động lực trong quá trình tuyệt chủng có thể giúp con người nhận thức đầy đủ hơn về việc chính họ đang làm ảnh hưởng đến sự thay đổi dân số thiên nhiên như thế nào.