Một nghiên cứu mới cho thấy sự gia tăng carbon dioxide của các đại dương có thể khiến cá lo lắng.
Ảnh tín dụng: Viện Hải dương học Scripps
Một nghiên cứu mới kết hợp sinh lý biển, khoa học thần kinh, dược lý và tâm lý học hành vi đã tiết lộ một kết quả đáng ngạc nhiên từ sự gia tăng của sự hấp thụ carbon dioxide trong các đại dương: cá lo lắng.
Một cơ sở ngày càng có nhiều bằng chứng khoa học đã chỉ ra rằng sự hấp thụ carbon dioxide do con người tạo ra vào các đại dương trên thế giới đang khiến nước bề mặt giảm độ pH, gây ra sự gia tăng độ axit. Axit hóa đại dương này được biết là phá vỡ sự phát triển của vỏ và bộ xương của một số động vật biển nhất định nhưng những hậu quả khác như tác động hành vi phần lớn chưa được biết đến.
Các nhà nghiên cứu đã theo dõi sự di chuyển của cá trong vùng nước có tính axit cao, được trình bày ở trên trong một bản đồ nhiệt của phong trào.
Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Hội Hoàng gia B (Khoa học sinh học), các nhà khoa học tại Viện Hải dương học Scripps tại Đại học UC San Diego và MacEwan ở Edmonton, Canada, lần đầu tiên cho thấy mức độ axit tăng làm tăng sự lo lắng ở cá đá non, một loài thương mại quan trọng ở California. Sử dụng một hệ thống phần mềm theo dõi dựa trên máy ảnh, các nhà nghiên cứu đã so sánh một nhóm cá đá kiểm soát được giữ trong nước biển bình thường với một nhóm khác ở vùng nước có mức độ axit cao phù hợp với những gì được dự đoán vào cuối thế kỷ. Họ đã đo từng sở thích của nhóm để bơi trong khu vực sáng hoặc tối của bể thử nghiệm, đây là một thử nghiệm được biết đến đối với sự lo lắng ở cá. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cá đá non chưa trưởng thành bình thường liên tục di chuyển giữa vùng sáng và tối của bể. Tuy nhiên, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng cá dùng thuốc gây lo âu (gây mê) thích vùng tối hơn và hiếm khi mạo hiểm với ánh sáng. Do đó, ưu tiên tối là biểu hiện của sự lo lắng gia tăng ở cá đá non.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cá đá tiếp xúc với điều kiện đại dương bị axit hóa trong một tuần cũng thích khu vực tối của bể, cho thấy chúng lo lắng hơn đáng kể so với các đối tác nước biển bình thường. Cá đá tiếp xúc với điều kiện đại dương bị axit hóa vẫn lo lắng thậm chí một tuần sau khi được đặt trong nước biển với nồng độ carbon dioxide bình thường. Chỉ sau ngày thứ mười hai trong nước biển bình thường, con cá lo lắng mới hành xử giống như nhóm kiểm soát và tiếp tục hành vi bình thường.
Các nhà nghiên cứu cho biết sự lo lắng bắt nguồn từ các hệ thống cảm giác của cá và đặc biệt là các thụ thể GABAA Hồi (gamma-aminobutyric acid A), cũng liên quan đến mức độ lo lắng của con người. Tiếp xúc với nước bị axit hóa dẫn đến thay đổi nồng độ các ion trong máu (đặc biệt là clorua và bicarbonate), làm đảo ngược dòng ion thông qua các thụ thể GABAA. Kết quả cuối cùng là một sự thay đổi trong hoạt động của tế bào thần kinh được phản ánh trong các phản ứng hành vi thay đổi được mô tả trong nghiên cứu này.
Martín Tresguerres, một nhà sinh vật học biển và đồng tác giả nghiên cứu của Scripps, vì họ tiết lộ một tác động tiêu cực tiềm tàng của axit hóa đại dương đối với hành vi của cá có thể ảnh hưởng đến động lực dân số bình thường và thậm chí có thể ảnh hưởng đến nghề cá. Mùi
Tresguerres nói rằng hành vi lo lắng là mối lo ngại đối với cá đá non vì chúng sống trong môi trường rất năng động như rừng tảo bẹ và cánh đồng tảo bẹ có điều kiện ánh sáng và bóng râm thay đổi.
Tresguerres cho biết, nếu hành vi mà chúng tôi quan sát được trong phòng thí nghiệm áp dụng cho tự nhiên trong điều kiện axit hóa đại dương, điều đó có thể có nghĩa là cá đá non có thể dành nhiều thời gian hơn ở các khu vực bóng mờ thay vì khám phá xung quanh. Điều này sẽ có tác động tiêu cực do giảm thời gian tìm kiếm thức ăn, hoặc thay đổi hành vi phân tán, trong số những người khác.
Việc thay đổi chức năng thụ thể GABAA ở cá tiếp xúc với axit hóa đại dương ban đầu được mô tả bởi Phil Munday (Đại học James Cook, Úc), Göran Nilsson (Đại học Oslo) và các cộng tác viên, người đã phát hiện ra rằng axit hóa đại dương làm suy giảm khứu giác ở cá hề nhiệt đới. Nghiên cứu của Hamilton, Holcombe và Tresguerres bổ sung hành vi lo lắng vào danh sách các chức năng sinh học dễ bị axit hóa đại dương trong tương lai và đây là lần đầu tiên mô tả tác động của axit hóa đại dương đối với sinh lý và hành vi của cá California.
Khoa học thần kinh hành vi trong cá là một lĩnh vực tương đối chưa được khám phá, nhưng chúng ta biết rằng cá có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ nhận thức phức tạp về học tập và trí nhớ. Trevor James Hamilton, nhà sinh học thần kinh tại Đại học MacEwan, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết, sự lo lắng gia tăng ở cá đá có thể tác động bất lợi đến nhiều khía cạnh trong hoạt động hàng ngày của chúng.
Tresguerres lưu ý rằng các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm không thể mô hình hóa hoàn toàn sự tiến triển ổn định của mức độ axit sẽ thấy trong tự nhiên trong nhiều năm và nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, kết quả của chúng tôi cho thấy axit hóa đại dương có thể ảnh hưởng đến một khía cạnh quan trọng của hành vi cá.
Ngoài Tresguerres và Hamilton, Adam Holcombe của Đại học MacEwan đồng tác giả nghiên cứu.
Thông qua Viện Hải dương học Scripps