Như một kịch bản Hollywood: Sự tiến hóa của cá mập trong bối cảnh nhiệt độ tăng cao

Kịch bản nghe có vẻ như bước ra từ một kịch bản Hollywood, nhưng nó có cơ sở khoa học: Các nhà nghiên cứu về sự tiến hóa của cá mập khẳng định rằng do nhiệt độ biển tăng lên hơn 100 triệu năm trước, cá mập đã trở nên lớn hơn và nhanh hơn, từ đó phát triển thành những loài săn mồi mạnh mẽ mà chúng ta biết đến ngày nay. Trong một bài viết được công bố tháng trước trên tạp chí chuyên ngành Current Biology, các nhà khoa học đã báo cáo rằng họ đã đo kích thước vây và chiều dài cơ thể của 500 loài cá mập tuyệt chủng và còn sống, rồi so sánh các dữ liệu này với thông tin từ cây tiến hóa của cá mập. Kết quả của họ cho thấy một số loài cá mập đã rời khỏi đáy biển vào khoảng 122 triệu năm trước trong thời kỳ kỷ Phấn trắng và tiến vào vùng nước mở. Sự di chuyển này có thể đã thay đổi cấu trúc vây và cơ thể của chúng, dẫn đến những thay đổi trong kích thước và khả năng bơi lội của chúng. Một sự hiểu lầm phổ biến là tất cả cá mập đều giống như những quái vật mạnh mẽ, khát máu và thon gọn từ "Hàm cá mập" (hoặc thậm chí trong những cơn lốc và trên đường phố, như thấy trong "Sharknado") bơi gần bề mặt biển. Hầu hết cá mập luôn sống ở tầng đáy, nghĩa là chúng sinh sống ở đáy biển. Trái ngược với các loại cá mập tự do bơi ở vùng nước trống, cá mập tầng đáy không phải bơi liên tục để thở; chúng có thể nghỉ ngơi trên đáy biển. Tuy nhiên, sự cần thiết phải thở có thể là tác nhân quan trọng đã thúc đẩy một số loài cá mập di chuyển cao hơn trong cột nước. Các nhà nghiên cứu cho rằng các đáy biển của thời kỳ kỷ Phấn trắng ở một số khu vực đã trở nên thiếu oxy nghiêm trọng. Với tổ tiên của nhiều loài cá mập hiện đại, đã đến lúc rời bỏ đáy biển để sống sót và phát triển. Các dấu hiệu về sự thay đổi môi trường sống này và các loài nào sống sót trong môi trường nào được thể hiện rõ qua sự thay đổi kích thước vây ngực của các loài cá mập tầng đáy và cá mập tự do bơi ở vùng nước trống. "Hầu hết các loài cá mập tự do bơi có xu hướng có các vây kéo dài, trong khi cá mập sống ở tầng đáy có các vây cục mịch hơn," Lars Schmitz, giáo sư sinh học tại Claremont McKenna College ở California và đồng tác giả của bài viết, cho biết. Phillip Sternes, một nhà nghiên cứu cá mập ở California và đồng tác giả, so sánh vây ngực với cánh của một chiếc máy bay. "Cánh dài và hẹp" – giống như cánh của một chiếc máy bay thương mại – "cải thiện tỷ lệ nâng so với lực cản và do đó giảm tiêu thụ nhiên liệu của bạn," ông nói. Ngược lại, "cánh ngắn và to của một máy bay chiến đấu không phù hợp cho du hành đường dài, nhưng chúng có thể quay vòng ngay tại chỗ." Điều này cũng giống với cá mập: vây ngực dài hơn có thể giúp việc bơi lội của các loài cá mập lớn trở nên hiệu quả hơn, một sự thích nghi quan trọng cho các loài mà việc thở hiện đòi hỏi phải bơi liên tục. Nhưng chưa dừng lại ở đó: sự ấm lên của các đại dương trong thời kỳ kỷ Phấn trắng lên khoảng 28 độ C cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ của cá mập. Để so sánh, nhiệt độ trung bình ngày nay là khoảng 20 độ C. Cá mập và các loài cá khác, giống như hầu hết các động vật, phụ thuộc vào nhiệt độ để cơ bắp của chúng hoạt động. "Khi cơ bắp của bạn được làm ấm, chúng sẽ co lại nhanh hơn," Timothy Higham, đồng tác giả và giáo sư tại Đại học California, Riverside giải thích. Điều này có thể dẫn đến việc tăng tốc độ, khiến cho cá mập tiến vào các vùng nước mở hơn để săn bắt con mồi bơi nhanh và tránh các loài săn mồi biển khác đã tuyệt chủng trong thời kỳ kỷ Phấn trắng. Những sự thích nghi này có vẻ có lợi. Tuy nhiên, trong bối cảnh của sự ấm lên toàn cầu ngày nay, câu hỏi đặt ra là liệu những thay đổi như vậy cũng có thể được nhìn thấy ở các loài cá mập hiện tại hay không. Liệu chúng có thể trở nên lớn hơn và nhanh hơn không? Mặc dù sự ấm lên toàn cầu hàng triệu năm trước đã giới thiệu những sự thích nghi tiến hóa quan trọng cho một số loài cá mập, Higham nhấn mạnh rằng sự biến đổi khí hậu nhanh chóng hiện nay có thể gây hại cho cuộc sống trong đại dương. "Các loài động vật khác, các sinh vật không phải là cá mập, đã bị tàn phá tuyệt đối," ông nói. Trong khi một số loài cá mập thích nghi với đại dương thời kỳ kỷ Phấn trắng, điều này cũng dẫn đến sự tuyệt chủng của nhiều loài động vật khác. Allison Bronson, thành viên khoa của Đại học Bách khoa California State, Humboldt, người không tham gia vào nghiên cứu, đồng ý. "Sự gia tăng của các vùng thiếu oxy biển và những biến đổi khí hậu, thường đi kèm với tình trạng axit hóa đại dương, đã dẫn đến các cuộc tuyệt chủng hàng loạt tồi tệ nhất trong lịch sử Trái Đất," bà nói và thêm rằng "tốc độ thay đổi ngày nay thực sự là chưa từng có.