Tại sao sinh vật dưới biển sâu có thể to lớn một cách dị thường?

Không lâu trước đây, trang New York Times đã đăng tải một video thú vị và kỳ lạ được quay dưới mực nước sâu ở Vịnh Mexico. Trong video, thứ dường như là một vật thể thon dài vươn từ bóng tối về phía một mồi nhử phát sáng được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu. Khi sinh vật này vươn cơ thể ra, người ta có thể nhìn thấy một bộ các xúc tu dài và không ngừng chuyển động trước khi nó biến mất trở lại vào bóng tối bao la.

• 

• 

Con mực khổng lồ dài hơn 3 mét này mới chỉ là một con non, nhưng nó vẫn lớn hơn gấp nhiều lần bất kỳ con mực nào ở gần mặt nước. Trong nhiều trường hợp được ghi nhận, các loài sống ở biển sâu có xu hướng to lớn hơn nhiều so với họ hàng sống ở vùng biển nông của chúng. Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao lại như vậy chưa?

Vùng biển sâu có chức năng tương tự như một hòn đảo.

Trong một nghiên cứu năm 2006, nhà sinh vật học Craig R. McClain và cộng sự kiểm tra độ dốc từ vùng biển nông đến độ sâu bằng cách sử dụng hệ quy chiếu của một kiểu lãnh thổ trên cạn, đó là những hòn đảo ngoài đại dương. Đảo, tách biệt với đất liền, chủ yếu phát triển sự đa dạng sinh học bản địa bằng cách đa dạng hóa một số ít sinh vật sống và di cư đến đó. Hạn chế về tài nguyên thiên nhiên, đối thủ cạnh tranh và động vật săn mồi, phần lớn động vật trên đảo tuân theo một kiểu quy tắc sinh tồn và tiến hóa gọi là Quy tắc Đảo, ở đó các sinh vật thân nhỏ có xu hướng phát triển lớn hơn, như trường hợp của rùa Galapagos khổng lồ.

Biển sâu cũng có nguồn tài nguyên hạn chế và bị tách biệt với phần còn lại của đại dương. Sau một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt thời kỳ Đại Tân sinh, phần lớn các động vật biển sâu trước đây từng là những loài cư ngụ ở vùng nước nông. Nói tóm lại, theo McClain và cộng sự, biển sâu có chức năng tương tự như một hòn đảo.

So sánh các sinh vật thuộc lớp chân bụng (nhóm động vật thân mềm như là ốc sên hay sên trần) ở các độ sâu khác nhau, nhóm nghiên cứu kết luận rằng nhiều chi (hoặc các đơn vị phân loại khác) sống ở tầng biển sâu của loài này thực sự tuân theo Quy tắc Đảo. Một trong những lớp chân bụng nhỏ nhất, họ hàng với những loài tương tự ở gần mặt nước, sống ở vùng biển sâu. Nhưng cũng có những loài sinh vật biển sâu khổng lồ có họ hàng với các loài nhỏ hơn ở vùng biển nông, chẳng hạn như loài sâu biển khổng lồ, một sinh vật có kích thước bằng một con tôm hùm, trong khi loài này ở vùng nước nông hiếm khi có kích thước quá 3-5cm.

McClain và cộng sự cho rằng nhìn chung, hiện tượng này là do sự sụt giảm tài nguyên sẵn có tại môi trường biển sâu. Vì phần lớn tài nguyên ở biển sâu có được là nhờ nguồn tài nguyên dồi dào ở vùng nước nông, nhưng nhiều nguồn năng lượng bị hao hụt đi trong khi chìm xuống dưới. Vì thế, nguồn tài nguyên ở biển sâu ít đi.

Để giải thích cho kích cỡ khổng lồ của những loài sinh vật, các nhà nghiên cứu cho rằng kích thước cơ thể lớn hơn có thể chịu đựng tốt hơn thời kỳ đói kém hoặc khả năng bao quát khoảng cách lớn hơn để tìm kiếm những con mồi vốn đã khan hiếm, vì thế phù hợp với môi trường thiếu thốn tài nguyên.

Các nhà nghiên cứu khác cho rằng trong trường hợp không có nhiều động vật ăn thịt có khả năng ăn các sinh vật lớn hơn, các loài sinh vật có cơ hội để tiến hóa đến kích thước cơ thể to hơn. (Loài săn mồi nguy hiểm nhất của mực, cá nhà táng, phải di chuyển từ bề mặt để ăn thịt chúng.) Nhiệt độ lạnh dần khi xuống sâu trong lòng đại dương kích thích sự tăng trưởng chậm lại, điều có thể góp phần vào việc giúp kích thước cơ thể trở nên to lớn. Nhưng dù nhỏ hay lớn, sự tiến hóa đang lựa chọn kích thước cơ thể thích nghi tốt nhất để tồn tại ở biển sâu tối tăm.