Ô nhiễm hiếm khi giết sạch một loài trong một lần. Cách nó làm loài biến mất thường âm thầm hơn: một hoá chất tích tụ dần qua chuỗi thức ăn, đến loài ở đỉnh chuỗi thì đủ nồng độ để làm vỏ trứng mỏng đi, gây suy thận hay rối loạn sinh sản. Quần thể suy giảm qua từng mùa sinh sản, và khi người ta nhận ra thì nhiều loài đã ở sát bờ vực.
Câu chuyện kinh điển nhất là thuốc trừ sâu DDT và các loài chim săn mồi ở Bắc Mỹ, châu Âu giữa thế kỷ XX, với phần kết đáng chú ý: khi hoá chất bị hạn chế, nhiều quần thể hồi phục. Bài này đi từ cơ chế khuếch đại sinh học tới câu chuyện DDT, đối chiếu với hai trường hợp cùng logic — thuốc thú y với kền kền Nam Á và chì trong đạn với kền kền California — rồi điểm qua các dạng ô nhiễm khác.
Khuếch đại sinh học: vì sao loài ở đỉnh chuỗi thức ăn chịu nặng nhất
Một số hoá chất bền, khó phân huỷ và tan trong mỡ — như DDT và sản phẩm phân huỷ của nó là DDE, một số hợp chất thuỷ ngân hữu cơ, PCB — không bị đào thải nhanh khỏi cơ thể mà tích lại trong mô mỡ. Khi sinh vật nhỏ bị ăn, lượng hoá chất trong nó chuyển sang sinh vật lớn hơn. Mỗi bậc trong chuỗi thức ăn, nồng độ lại cao hơn bậc trước. Hiện tượng này gọi là khuếch đại sinh học.
Hệ quả là một nồng độ rất thấp trong nước hoặc trong đất — thấp đến mức không gây hại rõ cho sinh vật phù du hay côn trùng — có thể trở thành nồng độ cao trong cơ thể cá lớn, rồi cao hơn nữa trong chim ăn cá, chim săn mồi, thú biển. Loài ở đỉnh chuỗi thường lại là loài sinh sản chậm, quần thể nhỏ, nên chịu thiệt hại nặng nhất.
Hiểu cơ chế này giúp lý giải vì sao những loài săn mồi như chim ưng, đại bàng, bồ nông, hải cẩu thường là "chuông báo động" sớm cho ô nhiễm hoá chất bền vững. Nó cũng giải thích vì sao các công ước quốc tế về chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ tập trung vào nhóm hoá chất có ba đặc tính: bền, tích tụ sinh học và độc.
DDT và chim săn mồi: từ "Mùa xuân im lặng" đến sự trở lại
DDT được dùng rộng rãi từ sau Chiến tranh thế giới thứ hai để diệt côn trùng trong nông nghiệp và phòng chống sốt rét. Đến thập niên 1950–1960, các nhà điểu học ở Bắc Mỹ và châu Âu ghi nhận những loài chim săn mồi như chim cắt lớn (Falco peregrinus), đại bàng đầu trắng, ưng biển và bồ nông nâu suy giảm mạnh. Chim cắt lớn biến mất khỏi nhiều vùng sinh sản ở miền đông nước Mỹ.
Nghiên cứu sau đó tìm ra cơ chế: DDE, sản phẩm phân huỷ của DDT, cản trở quá trình đưa canxi vào vỏ trứng. Vỏ trứng mỏng đi, vỡ khi chim bố mẹ ấp, nên dù chim trưởng thành vẫn sống, quần thể hầu như không có con non thay thế. Đây là ví dụ rõ về cách ô nhiễm làm loài suy giảm mà không gây chết hàng loạt trước mắt.
Năm 1962, nhà sinh học Rachel Carson xuất bản cuốn "Mùa xuân im lặng" (Silent Spring), đưa tác hại của thuốc trừ sâu tới công chúng rộng rãi và góp phần thúc đẩy phong trào môi trường hiện đại. Mỹ cấm phần lớn việc dùng DDT năm 1972; nhiều nước khác cũng hạn chế, và Công ước Stockholm năm 2001 đưa DDT vào danh sách chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ, chỉ cho phép dùng có kiểm soát cho phòng chống véc-tơ truyền bệnh.
Phần kết của câu chuyện là một trong những thành công lớn của bảo tồn: cùng với chương trình nhân nuôi và thả lại, chim cắt lớn và đại bàng đầu trắng phục hồi mạnh; đại bàng đầu trắng được đưa ra khỏi danh sách loài nguy cấp của Mỹ năm 2007.
Diclofenac và kền kền Nam Á: một loại thuốc, một lối khác vào chuỗi thức ăn
Câu chuyện thứ hai lặp lại logic của DDT ở một nơi khác. Trong thập niên 1990, các loài kền kền chi Gyps ở Ấn Độ, Pakistan và Nepal chết hàng loạt; trong khoảng một thập kỷ, một số loài giảm hơn 95%. Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature năm 2004 xác định thủ phạm là diclofenac, một thuốc chống viêm giảm đau dùng cho gia súc: kền kền ăn xác gia súc vừa được điều trị bằng thuốc này và bị suy thận cấp. Chỉ một tỉ lệ nhỏ xác có tồn dư thuốc cũng đủ làm quần thể sụp đổ, vì mỗi con kền kền ăn rất nhiều xác trong đời và sinh sản chậm.
Điểm đáng chú ý về mặt cơ chế là ở đây không cần khuếch đại sinh học qua nhiều bậc: chỉ một bước từ gia súc sang loài ăn xác là đủ, vì kền kền đặc biệt nhạy cảm với loại thuốc này. Sau khi các nước Nam Á cấm diclofenac thú y và khuyến khích một thuốc thay thế đã được thử nghiệm là an toàn, tốc độ suy giảm chậm lại. Câu chuyện đầy đủ về các loài kền kền, vai trò "dọn vệ sinh" của chúng và tình trạng hiện nay được kể trong bài riêng ở danh mục loài nguy cấp trên thế giới.
Chì trong xác thú và kền kền khoang cổ California
Câu chuyện thứ ba ít được biết ở Việt Nam nhưng rất rõ về cơ chế: kền kền khoang cổ California (Gymnogyps californianus), loài chim bay trên cạn có sải cánh thuộc loại lớn nhất Bắc Mỹ. Đến giữa thập niên 1980, quần thể hoang dã chỉ còn rất ít; năm 1987, cá thể hoang dã cuối cùng được bắt về, và toàn bộ loài khi đó chỉ còn 27 con, tất cả trong cơ sở nhân nuôi. Ngoài tự nhiên, loài tạm thời không còn.
Nhờ nhân nuôi, kền kền khoang cổ California được thả lại từ đầu thập niên 1990 và số lượng tăng lên nhiều lần. Nhưng mối đe doạ lớn nhất với chim đã thả lại không phải săn bắt hay mất rừng mà là ngộ độc chì: chim ăn xác thú bị bắn hoặc phần nội tạng bỏ lại sau khi săn, trong đó còn mảnh đạn chì. Chì tích tụ gây tổn thương thần kinh và tiêu hoá; nhiều con phải được bắt lại định kỳ để xét nghiệm máu và điều trị.
Bang California sau đó đã chuyển dần sang bắt buộc dùng đạn không chì khi săn. Bài học ở đây gắn với hai câu chuyện trên: một sản phẩm dùng cho mục đích khác — thuốc trừ sâu, thuốc thú y, đạn — đi vào chuỗi thức ăn theo con đường không ai tính trước, và loài ăn xác, ăn thịt ở đỉnh chuỗi là loài trả giá. Nó cũng cho thấy một loài có thể được cứu khỏi bờ vực nhưng vẫn phụ thuộc lâu dài vào sự chăm sóc của con người nếu nguyên nhân gốc chưa được gỡ bỏ hẳn.
Các dạng ô nhiễm khác và cách chúng tác động tới loài
Ngoài hoá chất bền, nhiều dạng ô nhiễm khác ảnh hưởng tới động vật hoang dã. Bảng dưới đây tóm tắt các dạng thường được nhắc trong tài liệu bảo tồn.
| Dạng ô nhiễm | Loài bị ảnh hưởng | Cơ chế |
|---|---|---|
| Phân bón dư thừa, nước thải | Cá, tôm, san hô, thực vật thuỷ sinh | Phú dưỡng, tảo nở hoa, thiếu ô-xy tạo "vùng chết" |
| Thuốc bảo vệ thực vật | Côn trùng thụ phấn, chim ăn côn trùng, ếch nhái | Gây độc trực tiếp hoặc làm cạn nguồn thức ăn |
| Kim loại nặng (thuỷ ngân, chì) | Chim săn mồi, chim nước, thú biển | Tích tụ trong mô, tổn thương thần kinh và sinh sản |
| Rác nhựa và lưới bỏ | Rùa biển, chim biển, thú biển | Nuốt phải, mắc kẹt, ngạt |
| Ánh sáng nhân tạo ban đêm | Rùa con mới nở, chim di cư, côn trùng | Lạc hướng, kiệt sức, va vào công trình |
| Tiếng ồn dưới nước | Cá voi, cá heo | Cản trở giao tiếp, định vị, gây căng thẳng |
Điểm chung là ô nhiễm thường không đứng một mình mà cộng hưởng với các áp lực khác. Một quần thể chim nước đã mất nửa diện tích đầm lầy sẽ chịu đựng ô nhiễm kém hơn một quần thể có nơi sống rộng và sạch. Chi tiết về rác nhựa và lưới ma ở biển được bàn trong danh mục biển, sông và đất ngập nước.
Bài học rút ra
DDT, diclofenac và đạn chì có chung một điểm làm giới bảo tồn lo ngại: cả hai đều là những sản phẩm được tạo ra vì mục đích có ích, đã được dùng rộng rãi trước khi ai đó kiểm tra tác động lên động vật hoang dã. Từ đó, nguyên tắc thận trọng ngày càng được nhấn mạnh trong đánh giá hoá chất và thuốc thú y: cần thử nghiệm tác động lên các loài không phải mục tiêu, đặc biệt là loài ở đỉnh chuỗi thức ăn.
Điểm chung thứ hai là có cách sửa. Trong cả ba trường hợp, khi nguyên nhân được xác định rõ và có chính sách hạn chế, nhiều quần thể đã bắt đầu hồi phục. Đây là một khác biệt quan trọng so với mất sinh cảnh: rừng đã mất cần hàng chục năm để phục hồi, nhưng ngừng một hoá chất có thể mang lại kết quả trong vài thế hệ chim.
Ở Việt Nam, các loài kền kền hiện rất hiếm gặp; sự suy giảm của chúng ở Đông Dương được giới nghiên cứu gắn nhiều hơn với việc mất nguồn thức ăn khi thú móng guốc lớn bị săn hết và với ngộ độc, hơn là với diclofenac như ở Nam Á. Đó là lời nhắc rằng cùng một nhóm loài, ở hai vùng khác nhau, có thể biến mất vì những nguyên nhân khác nhau — và giải pháp phải đi theo đúng nguyên nhân.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao DDT làm vỏ trứng chim mỏng đi?
DDE, sản phẩm phân huỷ của DDT, tích tụ trong cơ thể chim và cản trở quá trình đưa canxi vào vỏ trứng. Vỏ mỏng dễ vỡ khi chim bố mẹ ấp, nên quần thể không có đủ con non thay thế dù chim trưởng thành vẫn sống. Chim săn mồi bị ảnh hưởng nặng nhất do khuếch đại sinh học.
Khuếch đại sinh học là gì?
Là hiện tượng nồng độ một chất độc bền và tan trong mỡ tăng dần qua từng bậc của chuỗi thức ăn. Sinh vật nhỏ chứa ít, loài ăn chúng tích nhiều hơn, loài ở đỉnh chuỗi như chim săn mồi, thú biển tích nhiều nhất. Vì vậy những loài này thường là dấu hiệu cảnh báo sớm về ô nhiễm.
Vì sao đạn chì nguy hiểm cho chim ăn xác?
Đạn chì vỡ thành nhiều mảnh nhỏ trong xác con thú bị bắn. Chim ăn xác hoặc ăn phần nội tạng bị bỏ lại nuốt phải các mảnh này; chì hấp thụ vào máu gây tổn thương thần kinh, tiêu hoá và có thể gây chết. Ở California, ngộ độc chì là mối đe doạ lớn với kền kền khoang cổ đã được thả lại.
Ô nhiễm khác mất sinh cảnh ở điểm nào khi nói về phục hồi?
Rừng hay đầm lầy đã mất cần nhiều thập kỷ để phục hồi, còn với ô nhiễm, khi nguồn gây hại được xác định và loại bỏ, quần thể có thể hồi phục trong vài thế hệ, như chim săn mồi sau lệnh cấm DDT. Điều kiện là hoá chất không còn tồn đọng quá lâu trong môi trường.
DDT hiện nay còn được sử dụng không?
DDT bị cấm hoặc hạn chế ở hầu hết các nước cho mục đích nông nghiệp. Theo Công ước Stockholm, DDT chỉ được phép dùng có kiểm soát trong phòng chống véc-tơ truyền bệnh như muỗi truyền sốt rét, ở những nơi chưa có giải pháp thay thế phù hợp.
Ánh sáng đèn có hại cho động vật hoang dã thế nào?
Rùa biển con mới nở định hướng ra biển nhờ phía chân trời sáng hơn; đèn ven biển khiến chúng bò ngược vào đất liền và chết. Chim di cư ban đêm bị ánh đèn đô thị thu hút, va vào nhà cao tầng. Côn trùng bị hút vào đèn và chết hàng loạt. Giảm đèn không cần thiết và che chắn hướng chiếu giúp hạn chế tác hại.