Giống rêu sống sót từ thời khủng long đứng trước nguy cơ tuyệt chủng vì biến đổi khí hậu

Nằm dưới sức nặng của những loài khủng long từng thống trị Trái Đất 165 triệu năm về trước, rêu thuộc chi Takakia vẫn quang hợp và hô hấp mà không hề hấn gì. Khi hai mảng lục địa Ấn và Á xô vào nhau khoảng 65 triệu năm về trước rồi tạo nên dãy Himalaya, giống rêu cổ đại cũng theo đất đá mà đạt tới đỉnh cao chưa từng có.

Trong một môi trường mới, lạnh lẽo nhưng đầy nắng, rêu thích nghi và tồn tại cho tới ngày nay. Thế nhưng giống rêu thuộc chi Takakia này đang trên bờ vực suy thoái, nguyên nhân được cho là do biến đổi khí hậu.

“Ai cũng nói về khủng long và hứng thú với chúng. Nhưng thứ rêu này đã chứng kiến khủng long đến và đi”, Ralf Reski, chuyên gia công nghệ sinh học công tác tại Đại học Freiburg, nêu nhận định về loài thực vật sống từ thời cổ đại.

Suốt 165 triệu năm qua, ngoại hình rêu thuộc chi Takakia dường như không thay đổi - (Ảnh: Xuedong Li).

Chi thực vật gần 400 năm tuổi Takakia phân nhánh thành hai loài, Takakia ceratophylla và Takakia lepidozioides, sinh trưởng ở vùng cao nguyên Tibet. Chúng còn xuất hiện tại Alaska và British Columbia, thế nhưng không ai rõ cách hai loài rêu này xuất hiện tại đây.

Để tìm hiểu thêm về loài thực vật cổ xưa, Reski và các cộng sự đã quyết định leo lên Himalayas, tới độ cao 4.000 mét so với mặt nước biển để tới được ngôi nhà “mới” của hai loài rêu thuộc chi Takakia.

Những kẻ biết thích ứng nhanh

Trong ngành thực vật học tồn tại pháp danh “bryophyte”, dùng để chỉ nhóm thực vật như rong, rêu, rêu tản, và trước đây giới khoa học không rõ chi Takakia thuộc nhóm bryophyte nào.

Tuy nhiên, theo báo cáo giải mã gene mới được đăng tải trên tạp chí Cell, các nhà nghiên cứu khẳng định loài rêu cổ đại thuộc nhóm hiếm thấy, thậm chí mang trong mình lượng gene tiến hóa nhanh nhiều bậc nhất trong những loài thực vật mà chúng ta biết.

Dựa trên cả hóa thạch của rêu Takakia có niên đại 165 triệu năm tuổi, Reski và các cộng sự đã tái dựng thành công hành trình tiến hóa của chi rêu cổ đại. Takakia một phần đặc biệt bởi lẽ vẻ ngoài của chúng dường như không đổi suốt hàng triệu năm tiến hóa; hầu hết cấu trúc của rêu vẫn y nguyên, thậm chí Takakia vẫn không tiến hóa thêm lỗ thở suốt hàng triệu năm qua.

Nhưng khi nhìn sâu vào bên trong, các nhà khoa học xác định được 121 gene đã tiến hóa một cách nhanh chóng, giúp Takakia tồn tại trong môi trường khắc nghiệt. gene của loài rêu cổ đại chứa những đột biến cho phép chúng tạo ra những biến thể khác nhau, và số lượng gene tiến hóa nhanh cao hơn gấp đôi những loài rêu khác ở địa phương Tibet (đơn cử như Herbertus sendtenri).

Dãy Himalaya, ngôi nhà của Takakia - (Ảnh: NYT).

Các nhà khoa học nhận định, khi môi trường sống của Takakia bị đưa lên cao vào khoảng 50 triệu năm về trước - khi dãy Himalaya dần cao lên, rêu đột nhiên bị đẩy vào hoàn cảnh lạnh lẽo, phải sống cùng tuyết và lượng bức xạ cực tím lớn. Đó là lúc Takakia quyết định thích ứng để sinh tồn. Một trong những cách Takakia chọn để đối phó với môi trường là tăng lượng lipid trong tế bào, giúp chúng chống chọi được với bức xạ từ Mặt trời.

Chạy trời không khỏi nắng to

Trong thời hiện đại, rêu Takakia gặp rắc rối lớn.

Trong hơn một thập kỷ qua, mật độ rêu Takakia giảm 1,6% sau mỗi năm, nhanh hơn mọi loài rêu bản địa khác. Con số thấp khiến T. ceratophylla nằm trong diện “sắp nguy cấp” của Sách đỏ (danh sách toàn diện về tình trạng bảo tồn và đa dạng loài).

Takakia đang nằm trong sách đỏ - (Ảnh: Xuedong Li).

Theo lời nhà nghiên cứu Reski, những sinh vật tiến hóa để thích nghi với những điều kiện sống hiếm thấy sẽ đặc biệt bị ảnh hưởng khi môi trường chúng đã thích nghi thay đổi. So với tuổi đời tính đến trăm triệu năm của rêu Takakia, thì hiện tượng nóng lên toàn cầu có thể coi là một thay đổi đột ngột. Số liệu thu được trong giai đoạn 2010-2021 cho thấy: mật độ Takakia giảm khi nhiệt độ toàn cầu tăng (trung bình) 0,5 độ C mỗi năm.

Nhưng theo lời chuyên gia Lalita Calabria, nhiệt độ không phải yếu tố duy nhất khiến mật độ Takakia giảm. Thực vật thuộc nhóm bryophyte vốn nhạy cảm với các thay đổi trong môi trường sống, đơn cử như chất lượng không khí và độ ẩm. Ông Reski đồng tình với nhận định trên, khi cho rằng nhóm nghiên cứu cần thêm dữ liệu để xác định chính xác lý do mật độ loài rêu cổ đại giảm dần theo từng năm.

Còn về những gene Takakia đã giải mã được, chúng sẽ trở thành tư liệu quý để so sánh với những quần thể rêu ở những khu vực ngoài Tibet, và càng quý giá hơn khi Takakia tiến ngày một gần tới thời điểm tuyệt chủng.

Trong tương lai, Reski và các cộng sự sẽ tiếp tục làm việc với rêu Takakia trong và ngoài Tibet để tìm ra phương án bảo tồn hiệu quả. “Bởi lẽ rêu này rất hiếm và phân bổ không nhiều, [nỗ lực] kêu gọi bảo tồn loài sẽ thuyết phục hơn”, bà Calabria cho hay.