Trong nhiều năm qua, nhiều nhà sinh thái học đã lập luận rằng khi hiện tượng nóng lên toàn cầu gia tăng, tự nhiên sẽ thay đổi nhanh hơn. Logic có vẻ khá đơn giản. Nhiệt độ tăng cao và sự dịch chuyển các vùng khí hậu sẽ buộc các loài phải rời khỏi một số khu vực trong khi mở ra các môi trường sống mới ở những nơi khác, dẫn đến sự tuyệt chủng cục bộ nhanh hơn và sự xâm chiếm nhanh chóng của các loài khác. Về lý thuyết, các hệ sinh thái sẽ được tái cấu trúc với tốc độ ngày càng nhanh.

Tuy nhiên, nghiên cứu mới từ Đại học Queen Mary London (QMUL), được công bố trên tạp chí Nature Communications, đã thách thức giả định đó.

Sau khi xem xét một cơ sở dữ liệu khổng lồ toàn cầu về các cuộc khảo sát đa dạng sinh học bao gồm các hệ sinh thái biển, nước ngọt và đất liền trong thế kỷ qua, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra xu hướng ngược lại. Tốc độ thay thế các loài trong môi trường sống địa phương, được gọi là "tỷ lệ thay thế loài", không tăng lên. Thay vào đó, nó đã chậm lại đáng kể.

Tiến sĩ Emmanuel Nwankwo, tác giả chính của nghiên cứu, mô tả sự thay đổi này như sau: "Thiên nhiên hoạt động như một cỗ máy tự sửa chữa, liên tục thay thế các bộ phận cũ bằng các bộ phận mới. Nhưng chúng tôi phát hiện ra rằng cỗ máy này hiện đang dần ngừng hoạt động."

Sự nóng lên toàn cầu và tốc độ thay thế loài chậm hơn

Các nhà nghiên cứu tập trung vào những thay đổi kể từ những năm 1970, khi nhiệt độ bề mặt toàn cầu bắt đầu tăng nhanh hơn và các biến đổi môi trường trở nên rõ rệt hơn. Họ so sánh tỷ lệ thay thế loài, tức là tốc độ một loài thay thế loài khác, trước và sau giai đoạn ấm lên nhanh chóng này.

Nếu biến đổi khí hậu là nguyên nhân chính, thì tỷ lệ thay thế sinh vật lẽ ra phải tăng lên. Thay vào đó, phân tích cho thấy rằng trong các khoảng thời gian ngắn từ 1 đến 5 năm, tỷ lệ thay thế nhìn chung lại giảm. Mô hình này xuất hiện trên nhiều hệ sinh thái khác nhau, từ quần thể chim trên cạn đến sự sống dưới đáy đại dương.

Giáo sư Axel Rossberg, đồng tác giả tại Đại học Queen Mary London, cho biết: "Chúng tôi rất ngạc nhiên về mức độ ảnh hưởng mạnh mẽ của nó. Tỷ lệ luân chuyển nhân viên thường giảm khoảng một phần ba."

Vai trò của động lực hệ sinh thái nội tại

Để hiểu được kết quả bất ngờ này, nhóm nghiên cứu đã xem xét vượt ra ngoài các tác động khí hậu bên ngoài và nghiên cứu cách các hệ sinh thái tự tổ chức bên trong. Phát hiện của họ cho thấy rằng các cộng đồng sinh thái không chỉ đơn thuần phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ. Thay vào đó, chúng thường hoạt động trong cái gọi là giai đoạn "Đa điểm hấp dẫn", một khái niệm được nhà vật lý lý thuyết Guy Bunin dự đoán vào năm 2017.

Trong giai đoạn đa điểm hấp dẫn này, các loài liên tục thay thế lẫn nhau do tương tác sinh học nội tại, ngay cả khi điều kiện môi trường vẫn ổn định. Quá trình này có thể giống như một trò chơi oẳn tù tì khổng lồ, không ngừng diễn ra, trong đó không có loài nào thống trị lâu dài. Nghiên cứu mới cung cấp bằng chứng thực tế mạnh mẽ cho thấy giai đoạn đa điểm hấp dẫn này tồn tại và đóng vai trò trung tâm trong việc định hình hệ sinh thái.

Mất mát đa dạng sinh học và suy thoái môi trường

Nếu những động lực nội tại này thường duy trì sự vận động của hệ sinh thái, tại sao tỷ lệ thay thế lại đang chậm lại?

Các nhà nghiên cứu cho rằng sự suy thoái môi trường và sự thu hẹp số lượng loài trong khu vực có thể là nguyên nhân. Trong một hệ sinh thái "giai đoạn thu hút đa dạng" khỏe mạnh, một nguồn loài rộng lớn trong khu vực cung cấp một dòng chảy ổn định các loài mới tiềm năng. Điều này duy trì chu kỳ thay thế hoạt động.

Nhưng khi các hoạt động của con người tàn phá môi trường sống và làm giảm đa dạng sinh học trên khắp các khu vực, số lượng loài có khả năng xâm chiếm giảm đi. Với số lượng loài có sẵn để di chuyển vào ít hơn, tốc độ thay thế cũng chậm lại.

Tiến sĩ Nwankwo nhận xét: "Trong các nghiên cứu khác, chúng ta thấy những dấu hiệu rõ ràng cho thấy tác động của con người gây ra sự chậm lại của chu kỳ luân chuyển. Điều này thật đáng lo ngại."

Các phát hiện cho thấy rằng những hệ sinh thái trông có vẻ ổn định không nhất thiết là những hệ sinh thái khỏe mạnh. Sự chậm lại trong việc thay đổi loài ở cấp độ địa phương thực chất có thể báo hiệu rằng đa dạng sinh học đang bị suy giảm trên quy mô lớn hơn, làm suy yếu các quá trình tự nhiên vốn thường giữ cho hệ sinh thái năng động và kiên cường.