Rãnh Mariana, phần sâu nhất của đại dương trên thế giới, là một trong những môi trường bí ẩn nhất trên Trái đất. Bất chấp áp suất cực lớn, nhiệt độ đóng băng và bóng tối hoàn toàn, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nhiều loài động vật ở rãnh Mariana phát triển mạnh ở đó.
Những loài sinh vật biển sâu này tiết lộ cách cuộc sống có thể thích nghi với một số điều kiện khắc nghiệt nhất có thể tưởng tượng được, chứng minh rằng ngay cả những góc tối nhất của Trái đất cũng chứa đầy sinh vật biển khắc nghiệt.
Rãnh Mariana sâu đến mức nào?
Nằm ở phía tây Thái Bình Dương, rãnh Mariana kéo dài hơn 1.500 dặm và giảm xuống độ sâu khoảng 36.000 feet (gần 11.000 mét) tại Challenger Deep. Để so sánh, nếu đỉnh Everest được đặt bên trong rãnh, đỉnh của nó vẫn ở độ sâu hơn một dặm dưới nước.
Áp suất ở những độ sâu này lớn hơn 1.000 lần so với mực nước biển, trong khi nhiệt độ chỉ lơ lửng trên mức đóng băng. Không có ánh sáng mặt trời xuyên qua vùng sâu này, nhưng các loài đại dương sâu chuyên biệt không chỉ tồn tại mà còn hình thành một hệ sinh thái tự duy trì độc lập với sự sống trên bề mặt.
Những loại động vật sống trong rãnh Mariana?
Các nhà khoa học sử dụng tàu lặn robot đã phát hiện ra nhiều loại động vật ở rãnh Mariana đáng ngạc nhiên, từ các sinh vật cực nhỏ đến cá và động vật giáp xác trong suốt. Nhiều người thích nghi với bóng tối và áp lực bằng cách mất sắc tố và thị giác, thay vào đó dựa vào phát quang sinh học hoặc tín hiệu hóa học.
Các động vật phổ biến bao gồm amphipod, loài giáp xác nhỏ giống tôm chịu được áp lực cực lớn và xenophyophores, những sinh vật đơn bào khổng lồ phát triển rộng vài inch. Hải sâm, cá ốc và sứa ma cũng cư trú trong rãnh, tạo thành một cộng đồng sinh vật biển cực kỳ mong manh nhưng kiên cường.
Loài cá sống sâu nhất từng được tìm thấy là gì?
Cá ốc Mariana (Pseudoliparis sweii) giữ kỷ lục là loài sống sâu sắc nhất động vật có xương sống từng được quan sát, được tìm thấy ở độ sâu hơn 26.000 feet dưới bề mặt. Xương mềm, da trong suốt và không có túi khí khiến nó hoàn toàn thích hợp để sống sót dưới áp lực đáng kinh ngạc.
Thay vì tích cực bơi lội tìm kiếm con mồi, loài ốc sên này lướt sát đáy biển, ăn các loài giáp xác nhỏ và động vật không xương sống.
Hóa học cơ thể của nó bao gồm các enzyme chịu áp lực để bảo vệ các chức năng quan trọng của tế bào. Việc phát hiện ra loài cá này chứng tỏ rằng đời sống động vật có xương sống có thể phát triển mạnh hàng dặm dưới bề mặt đại dương, xác định lại sự hiểu biết của các nhà khoa học về các loài sinh vật biển sâu.
Có sinh vật khổng lồ ở rãnh Mariana không?
Trong khi truyền thuyết nói về những cư dân biển quái dị, không có bằng chứng xác minh nào về những kẻ săn mồi khổng lồ từng xuất hiện.
Tuy nhiên, một số loài động vật ở rãnh Mariana vẫn phát triển lớn hơn nhiều so với họ hàng ở vùng nước nông của chúng. Hiện tượng này, được gọi là hiện tượng khổng lồ dưới biển sâu, có thể được nhìn thấy ở những loài lưỡng cư dài tới 1 foot và ở những con sứa khổng lồ trôi nổi trong làn nước đen.
Những cảnh tượng khác bao gồm cá lươn và các sinh vật lạ, sền sệt được camera dưới biển sâu ghi lại. Mặc dù không phải là quái vật thần thoại, nhưng những ví dụ lớn về sinh vật biển cực đoan này cho thấy quá trình tiến hóa có thể định hình kích thước cơ thể dưới điều kiện áp suất cao và nhiệt độ thấp như thế nào.
Làm thế nào sinh vật sống sót dưới đại dương sâu thẳm?
Sự sống sót trong rãnh phụ thuộc vào sự thích nghi sinh học đáng chú ý. Nhiều loài ở đại dương sâu có cơ thể mềm dẻo, chứa đầy nước và dễ dàng nén lại. Tế bào của chúng tạo ra các phân tử gọi là piezolytes, giúp ổn định các protein có thể bị phá hủy dưới áp lực.
Không có ánh sáng mặt trời, các hệ sinh thái này dựa vào quá trình tổng hợp hóa học hơn là quang hợp. Vi khuẩn chuyển đổi các hóa chất từ vật chất phân hủy và các miệng phun thủy nhiệt thành năng lượng, tạo thành nền tảng của mạng lưới thức ăn của rãnh.
Các động vật ở rãnh Mariana lớn hơn, chẳng hạn như amphipod và isopod, ăn những mảnh vụn hữu cơ mưa phùn ổn định được gọi là “tuyết biển”, trong khi những loài khác phụ thuộc vào vi khuẩn cộng sinh để nuôi dưỡng.
Các nhà khoa học gần đây đã khám phá ra điều gì?
Thăm dò của mương đã tăng tốc trong những năm gần đây nhờ những tiến bộ trong công nghệ biển sâu. Nhiệm vụ của các tổ chức như NOAA, Viện Đại dương Schmidt và chuyến lặn một mình năm 2012 của nhà làm phim James Cameron đã tạo ra dữ liệu và cảnh quay có giá trị về sinh vật biển cực đoan.
Những cuộc thám hiểm này đã tiết lộ những loài cá ốc, động vật lưỡng cư và động vật không xương sống trong mờ mới vỡ vụn dưới áp suất giảm khi được đưa lên bề mặt.
Các nghiên cứu di truyền từ các mẫu trầm tích đã phát hiện ra hàng nghìn loài vi sinh vật chưa được biết đến trước đây, chứng minh rằng rãnh này có một hệ sinh thái rộng lớn và phần lớn vẫn chưa được khám phá.
Mỗi khám phá mới giúp mở rộng hiểu biết của các nhà khoa học về động vật ở rãnh Mariana và giúp cải tiến các lý thuyết về cách sự sống tiến hóa để tồn tại dưới áp suất khủng khiếp và điều kiện gần như đóng băng.
Tại sao nghiên cứu các vấn đề về rãnh Mariana
Nghiên cứu về các loài sinh vật biển sâu có tầm quan trọng khoa học rộng rãi. Nghiên cứu các enzyme và cơ chế sinh học độc đáo của chúng có thể dẫn đến những đổi mới trong y học, công nghệ sinh học và khoa học vật liệu.
Một số protein chịu áp lực từ những sinh vật này đang được thử nghiệm để sử dụng trong phát triển thuốc và sản xuất công nghiệp.
Ngoài sự tò mò về mặt khoa học, sự hiểu biết về sinh vật biển cực đoan nhấn mạnh sự cần thiết phải bảo vệ môi trường sống dưới biển sâu.
Ô nhiễm, vi hạt nhựa và tiềm năng khai thác dưới biển sâu gây ra những mối đe dọa thực sự ngay cả đối với các hệ sinh thái xa xôi như rãnh. Bảo vệ những môi trường mong manh này là điều cần thiết để bảo tồn đa dạng sinh học có thể mang lại lợi ích cho cả thiên nhiên và nhân loại.
Thế giới ẩn giấu của sinh vật biển cực đoan
Rãnh Mariana vẫn là minh chứng cho khả năng phục hồi của cuộc sống. Trong độ sâu nghiền nát của nó, các loài động vật ở rãnh Mariana tiếp tục chịu đựng, thích nghi và tiến hóa, thường không bị con người nhìn thấy và không bị ảnh hưởng. Mỗi cuộc thám hiểm đều tiết lộ những loài sinh vật biển sâu mới giúp giải thích sự sống vẫn tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt nhất trên Trái đất.
Nghiên cứu về rãnh nhắc nhở chúng ta rằng đa dạng sinh học của hành tinh vượt xa những gì mắt thường có thể nhìn thấy. Trong bóng tối vĩnh cửu lạnh lẽo của biển sâu, sinh vật biển cực đoan vẫn phát triển mạnh mẽ, mang đến vô số bí ẩn đang chờ được khám phá.
Câu hỏi thường gặp
1. Con người có thể đến thăm rãnh Mariana không?
Chỉ có một số ít người từng đạt đến điểm sâu nhất bằng cách sử dụng tàu lặn được thiết kế đặc biệt có khả năng chịu được áp lực rất lớn. Tàu ngầm hoặc thợ lặn thông thường không thể sống sót trong điều kiện khắc nghiệt.
2. Tại sao rãnh Mariana lại quan trọng đối với khoa học?
Nó giúp các nhà khoa học nghiên cứu cách cuộc sống thích nghi với môi trường khắc nghiệt và cung cấp những hiểu biết sâu sắc về địa chất, hệ thống khí hậu của Trái đất và sự sống ngoài Trái đất tiềm năng.
3. Có núi lửa hoặc miệng phun ở rãnh Mariana không?
Đúng vậy, một số miệng phun thủy nhiệt và núi lửa bùn giải phóng các khoáng chất và hóa chất hỗ trợ hệ sinh thái vi sinh vật độc đáo.
4. Làm thế nào để các nhà khoa học nghiên cứu các loài sinh vật biển sâu mà không làm hại chúng?
Họ sử dụng các phương tiện vận hành từ xa và thùng chứa mẫu bảo quản áp suất để ghi lại cảnh quay và thu thập dữ liệu mà không đưa các loài dễ vỡ lên bề mặt.
Nguồn ScienceTimes