Động vật chuyển chế độ ăn khi khí hậu biến đổi

Một nghiên cứu mới do đại học Florida thực hiện cho thấy động vật có vú biến đổi chế độ ăn dựa trên các biến đổi môi trường do khí hậu, điều này đối lập với giả định rằng động vật có vú vẫn duy trì thói quen ăn uống của chúng dù khí hậu toàn cầu nóng lên.

Dưới sự chỉ đạo của nhà cổ sinh vật học chuyên nghiên cứu động vật có xương sống Larisa DeSantis thuộc Bảo tàng lịch sử tự nhiên Florida, các nhà nghiên cứu đã phân tích chiếc răng hóa thạch của động vật có vú tìm được ở hai địa điểm đặc trưng cho hai kiểu khí hậu khác nhau ở Florida: một là thời kỳ băng giá cách đây khoảng 1,9 triệu năm, còn một kiểu khác là giai đoạn gian băng ấm hơn cách đây khoảng 1,3 triệu năm. Các nhà nghiên cứu nhận thấy sự ấm lên của thời kỳ gian băng đã gây ra các biến đổi lớn trong chế độ ăn của nhóm động vật sinh sống ở cả hai địa điểm. Nghiên cứu được công bố trên số ra ngày 3 tháng 6 tạp chí PloS ONE dành cho các nhà khoa học cùng lĩnh vực.

DeSantis cho biết: “Khi con người làm mẫu sự phân bố động vật có vú trong tương lai, họ nhận định rằng những đặc điểm của động vật có vú ngày nay sẽ vẫn được duy trì trong tương lai”.

Đồng tác giả Robert Feranec – người phụ trách khoa cổ sinh vật học có xương sống tại Bảo tàng New York – nói rằng các nhà khoa học không thể dự đoán các loài sẽ như thế nào nếu chỉ dựa trên sinh thái hiện tại của chúng. Ông cho biết: “Nghiên cứu này đã chỉ ra rõ ràng có nhiều điều phức tạp hơn là chúng ta tưởng”.

Hai địa điểm nghiên cứu đều nằm trên bờ vịnh Gulf của Florida, chúng đã được khai quật mở rộng. Trong giai đoạn băng giá mực nước biển thấp cũng gần gấp đôi bề rộng của Florida. Nhưng vì Florida ở vĩ độ thấp nên không có phiến băng nào hình thành trong giai đoạn này. Mặc dù không có băng ở Florida, hai địa điểm khai quật cũng cho thấy sự biến đổi sinh thái lớn ở giữa hai giai đoạn.

Cả hai địa điểm đều có một số nhóm động vật chung, điều này cho phép DeSantis, Feranec và Bruce MacFadden – cũng là người phụ trách khoa cổ sinh vật học có xương sống tại bảo tàng Florida – biết được động vật có vú và môi trường của chúng đã phản ứng với sự ấm lên ở giai đoạn gian băng như thế nào.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích đồng vị ôxy và cacbon trong lớp men răng để hiểu được chế độ ăn của các loài động vật cỡ trung bình đến lớn, trong đó có linh dương gạc nhiều nhánh, nai, lạc đà không bướu, heo vòi, ngựa, voi răng mấu, voi ma mút và loài gomphothere – một nhóm động vật giống voi đã tuyệt chủng.

Chiếc răng ngựa hóa thạch (Equus) giúp các nhà khoa học phát hiện sự biến đổi theo mùa trong chế độ ăn của động vật. Con ngựa này sống cách đây 1,9 triệu năm trong thời kỳ băng giá tại Florida. Một bài báo do các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Florida thực hiện đăng trên tạp chí PloS ONE phát hiện ra rằng động vật có vú cổ đại thay đổi chế độ ăn do hiện tượng nóng lên toàn cầu trong quá khứ. (Ảnh: Mary Warrick, PLoS ONE)

Sự khác biệt trong cách quang hợp của thực vật đã mang lại cho chúng tỉ lệ đồng vị cacbon khác biệt. Ví dụ, cây và cây bụi xử lý cácbon đioxit khác so với cỏ sinh sôi trong mùa khí hậu ấm áp, khiến chúng có tỷ lệ đồng vị cácbon khác nhau. Sự khác biệt này cũng được kết tụ trong lớp men răng của động vật có vú, cho phép các nhà khoa học xác định chế độ ăn của những loài vật đã tuyệt chủng. Tỷ lệ đồng vị thấp hơn cho thấy chúng ăn cây lá, còn tỷ lệ đồng vị cao hơn chứng tỏ chúng đã ăn cỏ.

Các loài động vật ở địa điểm băng giá phần lớn ăn lá cây cao và cây bụi, còn cùng những loài vật đó ở địa điểm kia vào thời kỳ gian băng lại trở thành những kẻ ăn tạp hơn, chúng chén cả cỏ nữa. Sự gia tăng chế độ ăn có cỏ ở những loài động vật này và các loài động vật giống voi chỉ ra rằng đồng cỏ Florida có lẽ đã mở rộng vào thời kỳ gian băng.

Men răng có chứa các dấu hiệu hóa học của thực vật và nước mà một con vật ăn vào, cho phép các nhà cổ sinh vật học hiểu được chế độ ăn và đặc điểm khí hậu có liên quan mặc dù quá khứ đã trôi qua hàng triệu năm. Để tìm được những dấu hiệu đó, các nhà nghiên cứu phải chạy các mẫu men răng qua khối phổ kế.

DeSantis cùng các cộng sự đã phân tích mẫu men răng từ 15 chiếc răng hóa thạch. Hai trong số các mẫu này đã mang lại cái nhìn về sự biến đổi của chế độ ăn và khí hậu trong một khoảng thời gian cố định.

Bà nói: “Đây là một trong những điều thú vị về chiếc răng của động vật có vú. Chúng ta có thể thực sự nhìn vào sự đa dạng của khí hậu trong mỗi năm và trong cả hàng triệu năm trước”.

Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của hóa thạch trong việc hiểu biết các biến đổi sinh thái lâu dài. Trong khi các nghiên cứu sinh thái về những ảnh hưởng ngày nay chỉ có thể bao trùm một khoảng thời gian hạn chế, “nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng hóa thạch để tìm hiểu các loài động vật có vú và các loài động vật khác phản ứng với biến đổi khí hậu trong quá khứ như thế nào, đồng thời giúp chúng ta có được hiểu biết sâu rộng hơn về cách chúng biến đổi trong tương lai”.

Tham khảo:

DeSantis LRG, Feranec RS, MacFadden BJ (2009) Effects of Global Warming on Ancient Mammalian Communities and Their Environments. PLoS ONE 4(6): e5750. doi:10.1371/journal.pone.0005750, http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0005750
Source: Public Library of Science