Gắn thẻ theo dõi động vật săn mồi ở Thái Bình Dương

Các nhà khoa học nhận thấy, tồn tại 2 khu vực lớn ở biển Bắc Thái Bình Dương vốn là miền đất hứa cho các sinh vật biển, thu hút một mảng đa dạng của các động vật ăn thịt trong các mô hình phân bố được dự đoán theo mùa. Kết quả thu được từ dự án gắn thẻ theo dõi cho các động vật săn mồi ở biển Thái Bình Dương (TOPP) được công bố trên Tạp chí Nature, số ra ngày 22 tháng 6 năm 2011.

Tại miền đông của biển Bắc Thái Bình Dương, dòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương tách ra thành: dòng hải lưu California chảy về phía nam dọc theo bờ Tây nước Mỹ, và hải lưu Alaska chảy về phía bắc. Vì thế, khu vực Bắc Thái Bình Dương có một ranh giới giữa dòng hải lưu cận Bắc Cực nước lạnh và dòng hải lưu cận nhiệt đới ấm hơn, cả hai đều là điểm nóng thu hút những động vật săn mồi lớn trên biển, theo kết quả của nghiên cứu trên.

"Đây là hai khu vực vốn có nguồn thực phẩm phong phú nhất, và tất cả động vật săn mồi đều bị hấp dẫn bởi nguồn thực phẩm quá dồi dào, hai khu vực này có thể nói ví von giống như là đồng cỏ ở Đại dương", theo đồng tác giả Daniel Costa, giáo sư sinh thái và nghiên cứu sinh học tiến hoá, làm việc tại đại học California, Santa Cruz, Hoa Kỳ. "Chúng tôi gắn thẻ cho hơn 20 loài bao gồm: cá voi, cá ngừ, Hải âu lớn, cá mập và rùa,... và chúng ta có thể biết được ở đâu và khi nào các động vật săn mồi này xuất hiện, cung cấp những thông tin có giá trị cho những nỗ lực nhằm quản lý và bảo vệ các giống loài quý hiếm và hệ sinh thái..."

Các nhà nghiên cứu thuộc dự án TOPP, theo dõi sự di chuyển của các động vật săn mồi hàng đầu, bao gồm cả cá voi xanh.

Các dữ liệu mới thu nhập được là kết quả của cả thập kỷ nỗ lực thực hiện Dự án TOPP nhằm theo dõi trong lâu dài về sự di chuyển của những động vật săn mồi hàng đầu ở biển Thái Bình Dương. Cung cấp một bức tranh đáng chú ý về con đường di cư và môi trường sống quan trọng cho các loài này. Dự án TOPP đã được hình thành bởi Costa và Barbara Block, làm việc tại Trạm hàng hải Hopkins, Đại học Stanford, Hoa Kỳ. Họ hợp tác với Steven Bograd, làm việc tại Trung tâm Hải dương học Alaska NOAA; Randy Kochevar, làm việc tại Hồ cá khổng lồ ở Vịnh Monterey, và những người khác để khởi động dự án TOPP vào năm 2000. Mặc dù thông tin về một số loài cá được gắn thẻ đã được đăng tải trên một số tạp chí trước đây, nhưng Nature là tạp chí đầu tiên đăng tải tất cả thông tin về 23 loài động vật săn mồi sống ở đại dương được gắn thẻ: cách di cư và khả năng thích nghi với các môi trường sống khác nhau của chúng.

"Đây là ấn phẩm đầu tiên liên kết tất cả các chi tiết lại với nhau ở một nơi", theo Costa, người đã giám sát theo dõi các động vật biển có vú, chim và rùa. "Chúng tôi đã tập hợp được một đội ngũ lớn các nhà điều tra nghiên cứu về sự đa dạng các loài sinh vật ở đại dương và tìm hiểu tập tính sinh sống của chúng. Trước đây, chưa từng có dự án khảo sát nhiều loài sinh vật đại dương trên một quy mô lớn như này..."

Các nhà nghiên cứu sử dụng nhiều công nghệ để theo dõi sự di cư của các loài khác nhau. Thiết bị gắn thẻ điện tử tinh vi được phát triển cho phép theo dõi chi tiết, từng địa điểm sinh sống của các động vật săn mồi lớn ở đại dương, cũng như giúp theo dõi các biến đổi môi trường như: nhiệt độ nước, độ mặn, và chiều sâu. Nhìn chung, các dự án đã triển khai 4.306 thẻ điện tử trên 23 loài động vật săn mồi lớn ở đại dương, thu về một số lượng lớn các dữ liệu đang được các nhà khoa học phân tích.

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ nước có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự di cư theo mùa của nhiều loài động vật săn mồi lớn ở đại dương. Điều này đặc biệt hiển nhiên trong hệ sinh thái đại dương, được xác định bởi vùng biển California có khí hậu mát mẻ, và dòng hải lưu giàu chất dinh dưỡng chảy về phía nam dọc theo bờ Tây nước Mỹ. Tương quan giữa sự di chuyển của các động vật săn mồi ở đại dương và của các phép đo nhiệt độ bề mặt nước biển thông qua vệ tinh cho thấy, sự nóng lên theo mùa ở miền Nam có thể kích hoạt sự di cư của nhiều động vật săn mồi ở đại dương về phía bắc, trong khi nhiệt độ lạnh hơn ở phía Bắc lại kích hoạt sự di cư của nhiều động vật săn mồi ở đại dương về phía Nam.

Đây là bước tiến đầu tiên hướng tới việc sử dụng vệ tinh quan sát đại dương để dự đoán của các điều kiện và nơi những động vật săn mồi ở đại dương sinh sống. Dự đoán chính xác các khu vực mà những động vật săn mồi ở đại dương sinh sống trong các lưu vực Thái Bình Dương rộng lớn là mục tiêu của dự án TOPP, và đây vẫn là một trong những khía cạnh quan trọng nhất trong hoạt động nghiên cứu liên tục của các nhà nghiên cứu kể khi dự án này được bắt đầu vào năm 2000. "Khi biết chính xác nơi động vật săn mồi ở đại dương sinh sống, chúng ta có thể quản lý tốt hơn các nguồn lực và tương lai của các giống loài ở đại dương", Block nói. "Khả năng quan sát và dự đoán các điều kiện biển nơi các loài cá sinh sống có thể sẽ là nền tảng cho các khái niệm về quản lý hệ sinh thái".

Nhiều động vật săn mồi ở đại dương sống suốt đời ở vùng biển California, trong khi những con khác lại chọn cách di chuyển trên khắp Thái Bình Dương để đến vùng biển có nguồn thức ăn phong phú hơn, với sự đa dạng và dồi dào hơn của các con mồi như: loài nhuyễn thể, cá mòi, cá cơm và mực ống. Chẳng hạn, loài rùa biển luýt khổng lồ sinh sống ở vùng biển California có thể di chuyển đến từ Papua New Guinea, chim Hải Âu đến từ New Zealand, trong khi cá ngừ và rùa caretta lại đến từ vùng Biển Nhật Bản. "Đây là một tính năng vô cùng quan trọng mà động vật một số động vật bản địa còn giữ lại cho đến nay, chẳng hạn như sư tử biển California, sống suốt đời trong vùng biển California", Costa nói.

Điểm nóng khác là Khu vực chuyển tiếp Bắc Thái Bình Dương (NPTZ), kéo dài qua Bắc Thái Bình Dương, từ Nhật Bản đến tiểu bang Washington, Hoa Kỳ. Điều này giống như một ranh giới thời tiết trong đại dương, nơi dòng nước biển ấm áp và mát mẻ gặp gỡ hòa lẫn với nhau. Khu vực chuyển tiếp NPTZ đóng vai trò như là một hành lang di cư Đông - Tây và là khu vực tìm kiếm thức ăn lý tưởng cho hải cẩu voi, cá mập, Hải âu lớn, cá ngừ và các loài động vật ăn thịt khác ở đại dương.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng những dữ liệu mới thu thập được từ Dự án TOPP, để theo dõi và kiểm tra phân vùng môi trường sống của các giống loài có mối liên quan chặt chẽ với nhau. Chẳng hạn, loài cá ngừ thích nghi tốt với sự thay đổi của nhiệt độ môi trường nước, và những sở thích tương quan với sự khác biệt sinh lý giữa các giống loài khác nhau trong đại dương. Ngoài việc phát triển các kỹ thuật và công nghệ theo dõi mới, các nhà nghiên cứu phải quản lý bộ dữ liệu đồ sộ và tổng hợp các loại dữ liệu cho phân tích cuối cùng. Một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Dalhousie, ở Halifax, Canada, đã đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích các dữ liệu. "Số lượng đồng tác giả của nghiên cứu thể hiện sự phức tạp của việc nghiên cứu các loài động vật săn mồi ở đại dương, với sự trợ giúp của nhiều công cụ hiện đại và bộ dữ liệu đồ sộ", Costa nói.

Ngoài Block và Costa, các đồng tác giả của nghiên cứu này bao gồm: Ian Jonsen, Arlis Winship, và Greg Breed của Đại học Dalhousie, Canada; Salvador Jorgensen, James Ganong, Alan Swithenbank, và Mike Castleton của Đại học Stanford; Scott Shaffer của San Jose State University; Steven Bograd, Elliott Hazen, Dave Foley, Heidi Dewar, và Scott Benson của Trung tâm Hải dương học Alaska NOAA; Autumn-Lynn Harrison, Michael Weise, và Bill Henry của Đại học UC Santa Cruz, Hoa Kỳ; Bruce Mate của Đại học bang Oregon, Hoa Kỳ và Kurt Schaefer của Ủy ban Cá ngừ nhiệt đới khu vực Bắc – Nam Mỹ.

Dự án TOPP là một trong số 17 dự án điều tra về đời sống của các sinh vật ở đại dương. Đây là nỗ lực của 80 quốc gia trên thế giới, nhằm thực hiện tham vọng trong 10 năm đánh giá và giải thích tính đa dạng và sự phong phú của các loài sinh vật sống trong đại dương. Dự án TOPP được cấp kinh phí bởi Quỹ tài trợ: Moore, Packard, và Sloan; với sự hỗ trợ kinh phí bổ sung từ cơ quan nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ, Trung tâm Hải dương học Alaska NOAA, đời sống biển JIP-OPG, và Quỹ tài trợ của Hồ cá khổng lồ ở Vịnh Monterey.