Câu hỏi tại sao vùng nhiệt đới lại có đa dạng sinh học cao hơn những đới khí hậu khác là một trong những yếu tố truyền kiếp nhất thử thách những nhà tự nhiên học .
Nhà tự nhiên học người Đức Alexander von Humboldt viết năm 1807: “Chúng ta càng tiến gần đến vùng nhiệt đới, thì sự đa dạng của cấu trúc, hình thức và sự pha trộn các sắc màu cũng như sự trẻ trung vĩnh viễn và sức sống hữu cơ càng lớn“. Ở vùng nhiệt đới, có nhiều loài thực vật, động vật và nấm hơn ở bất kỳ khu vực khác nào, và sự tập trung đó giảm dần khi bạn di chuyển càng xa đường xích đạo.
Hiện tượng này gọi là “độ dốc đa dạng sinh học theo vĩ độ”. Và khoa học đang cố đưa ra vài giả thuyết cho nguyên do của nó.
Giả thuyết cho đa dạng sinh học của vùng nhiệt đới
Theo Andrew Dobson, giáo sư sinh thái học bệnh tật và bảo tồn tại Đại học Princeton, có 3 giả thuyết chính để lý giải tại sao những khu vực nhiệt đới lại rất đa dạng sinh học và nhiều lý giải khác hoàn toàn có thể đóng một vai trò nào đó .
Giả thuyết năng lượng
Giả thuyết tiên phong dựa vào nguồn năng lượng. Theo đó, khu vực nhiệt đới về thực chất có nhiều nhiệt năng và quang năng từ ánh sáng mặt trời hơn và khi tích hợp với lượng mưa cùng dinh dưỡng trong đất, thực vật sẽ sinh trưởng tốt hơn .
Một khu rừng mưa nhiệt đới ở Thailand .
Và một khi thực vật sinh trưởng tốt thì đồng nghĩa là nguồn thức ăn cho động vật cũng trở nên dồi dào, giúp chúng tồn tại và sinh sản. Trong khi đó, theo Dodson giải thích, ở các vùng cực và cận cực, Mặt Trời “đi vắng” suốt nửa năm do góc nghiêng của Trái Đất, dẫn đến việc thiếu vắng năng lượng cho phát triển.
Từ quan điểm tiến hóa, sự tăng trưởng đa dạng chủng loại của thực vật dẫn đến sự phong phú của động vật hoang dã. Dobson lý giải khi thực vật càng tăng trưởng, đồng nghĩa tương quan với động vật hoang dã ăn cỏ càng phong phú. Mà động vật hoang dã ăn cỏ phong phú, nhiều mẫu mã thì quân địch chính của chúng là động vật hoang dã ăn thịt cũng theo đó tăng trưởng .Mức độ tương tác này trên mạng lưới thức ăn – với thực vật và nấm, động vật hoang dã ăn cỏ và động vật hoang dã ăn thịt – dẫn đến ” tỷ suất hình thành loài mới “, tại đó một loài mới khởi đầu trở nên độc lạ với tổ tiên tiến hóa của nó .
Những kỷ băng hà trước đây không ảnh hưởng tác động nhiều đến vùng nhiệt đới .
Giả thuyết lịch sử dân tộc
Giả thuyết thứ 2 là vùng nhiệt đới là những môi trường tự nhiên truyền kiếp hơn, không bị gián đoạn bởi những đợt ngừng hoạt động lớn như trong những kỷ băng hà, vì thế những loài có thời hạn tiến hóa lâu hơn. Hầu hết đa dạng sinh học thời nay đã tăng trưởng trong 200 triệu năm qua, nhưng nó đã bị ảnh hưởng tác động bởi nhiều kỷ băng hà .Dobson cho biết, sự lan rộng ra và co lại của những tảng băng ở 2 cực ” vô hiệu trọn vẹn sự sống khỏi những khu vực Cực Bắc ( và Cực Nam ) “. Sự sống tiếp nối ở vùng nhiệt đới, liên tục tăng trưởng và đa dạng hóa, trong khi sự sống ở những cực phải tái lập .Trong khi đó, đa dạng sinh học ở nhiệt đới không hề di cư đến những vùng lạnh hơn của Trái Đất. Do càng có nhiều loài tập trung chuyên sâu trong môi trường tự nhiên nhiệt đới, chúng thích nghi với khí hậu ấm và sau đó phải vật lộn để thích nghi khí hậu lạnh hơn ở những vùng khí hậu cao, Dobson cho hay .
Giả thuyết về giới hạn
Giả thuyết thứ 3 tương quan đến số lượng giới hạn của sự phong phú. Lý thuyết này cho rằng những môi trường tự nhiên khác nhau có ” năng lực mang lại sự nhiều mẫu mã của những loài khác nhau ” và hoàn toàn có thể hiểu là số lượng giới hạn đó ở nhiệt đới cao hơn những đới khí hậu khác, David Storch, giáo sư sinh thái học tại Đại học Charles ở Prague, cho biết .
Môi trường có nhiều tài nguyên hơn giúp động vật đa dạng hơn, đặc biệt khi một số loài cạnh tranh với nhau. Tuy nhiên, sự gia tăng về sản lượng thực vật cũng không làm tăng số lượng loài nếu dựa trên giả thuyết này. Storch nói: “Vấn đề không chỉ là về năng suất và số lượng tài nguyên, mà còn về sự biến động của tài nguyên trong môi trường“.
Một điều cần quan tâm là mặc dầu vùng nhiệt đới có tỷ suất Open loài mới cao, nhưng tỷ suất tuyệt chủng cũng thế. Lý giải cho hiện tượng kỳ lạ này : Khi đa dạng sinh học cao tập trung chuyên sâu trong một khu vực nhất định với nguồn lực về thực phẩm, dinh dưỡng … nhất định, thì những quần thể của mỗi loài phải thu hẹp về dân số .Chưa kể, những loài khác nhau trong cùng hệ sinh thái đó sẽ tương tác, cạnh tranh đối đầu lẫn nhau, dẫn đến năng lực tuyệt chủng của những loài yếu thế hơn. Giả thuyết này được tương hỗ bởi giả thuyết thứ 2 kể trên khi cho rằng vùng nhiệt đới vừa là ” cái nôi ” sản sinh những loài mới, vừa là ” kho lưu trữ bảo tàng ” tàng trữ vô số loài đã tuyệt chủng .
Những ngoại lệ khó giải thích
Khó khăn là ở chỗ quy tắc ” độ dốc đa dạng sinh học theo vĩ độ ” không phải luôn đúng. Có một số ít ví dụ đi ngược lại xu thế. Một số loài động vật hoang dã, ví dụ điển hình như chim cánh cụt, sống dựa vào nguồn thức ăn dồi dào ở vùng nước lạnh ngắt Nam Cực .
Storch nói: “Một số loài có nguồn gốc xa xích đạo và chúng không có đủ thời gian để mở rộng vào vùng nhiệt đới“. Nói cách khác, sự đa dạng trong các nhóm động thực vật nhất định vẫn có thể xuất hiện tại các cực lạnh giá.
Tương tự, có sự đa dạng hơn về một số loài nhất định ở vùng khí hậu ôn đới hoặc hàn đới so với các cực của Trái đất. Ví dụ, cây hạt trần “bị giới hạn ở các vùng lạnh hơn do sự cạnh tranh của cây lá rộng. Một số nhóm bị lấn át, về cơ bản bị các đối thủ cạnh tranh đẩy ra khỏi vùng nhiệt đới“.
Việc buộc phải thích nghi với khí hậu ôn hòa hoặc hàn đới gây ra sự đa dạng sinh học khác nhau trong việc tạo ra những phụ loài ( mức phân loại thấp hơn loài trong sinh học ). Theo Storch, trong khi những vùng nhiệt đới là nơi sinh sống của nhiều loài riêng biệt, rất khác nhau, nhiều điều tra và nghiên cứu báo cáo giải trình sự đa dạng hóa cao của những phụ loài ở vĩ độ cao hơn .
Nghịch lý về sinh vật ký sinh
Một nhóm sinh vật tạo ra nghịch lý trong giả thuyết về độ dốc đa dạng theo vĩ độ là giun ký sinh; sự đa dạng trong các loại ký sinh trùng tăng lên khi bạn di chuyển xa khỏi đường xích đạo. Số lượng loài cao ở vùng nhiệt đới có nghĩa là mức độ phong phú tương đối của chúng giảm vì chúng đều cạnh tranh nhau, vì vậy mật độ quần thể của loài và phạm vi loài (khoảng cách địa lý mà chúng bao phủ) nhỏ hơn nhiều so với ở ôn đới. khu vực hoặc ở Bắc Cực.
Dobson cho biết : ” Quần thể vật chủ càng lớn, thì càng hoàn toàn có thể tương hỗ nhiều ký sinh trùng hơn và nhiều loài ký sinh hơn. Nếu mức độ phong phú thấp hơn nhưng quần thể sinh vật chủ đó lớn hơn, thì chúng hoàn toàn có thể tương hỗ sự phong phú ký sinh lớn hơn “. Hơn nữa, size loài lớn hơn và độ bao trùm diện tích quy hoạnh lớn của mỗi loài tại ôn đới cũng như cận nhiệt càng giúp ký sinh có điều kiện kèm theo ngày càng tăng đa dạng sinh học .Do đó, theo Dobson, một khu vực có tổng đa dạng sinh học thấp hơn bằng cách nào đó lại hoạt động giải trí như một ” máy bơm sản sinh loài “, tạo ra nhiều loại giun ký sinh hơn bất kể nơi nào khác trên quốc tế .
Nguồn: LS
