Lưu ý của biên tập viên: Câu chuyện này đã được cập nhật lúc 11:20 sáng E.D.T. vào thứ Sáu, ngày 17 tháng 5
Biến các hạt ánh sáng thành thông tin thị giác là công việc khó khăn và cơ thể bạn dựa vào oxy để hoàn thành công việc. Điều này đúng cho dù bạn đi bộ trên hai chân hoặc bơi qua biển với tám người.
Trên thực tế, theo một nghiên cứu gần đây trên Tạp chí Sinh học Thực nghiệm, lượng oxy có sẵn cho động vật không xương sống biển như mực, cua và bạch tuộc có thể quan trọng hơn nhiều so với tầm nhìn của chúng so với suy nghĩ trước đây. Trong nghiên cứu, được công bố trực tuyến vào ngày 24 tháng 4, các nhà nghiên cứu đã thấy hoạt động võng mạc giảm đáng kể ở bốn loài ấu trùng biển (hai con cua, bạch tuộc và mực) khi động vật tiếp xúc với môi trường oxy giảm trong ít nhất 30 phút.
Đối với một số loài, ngay cả mức oxy giảm rất nhỏ dẫn đến mất thị lực gần như ngay lập tức, cuối cùng gây ra mù gần như hoàn toàn trước khi oxy được điều chỉnh trở lại.
Theo tác giả nghiên cứu chính Lillian McCormick, một ứng cử viên tiến sĩ tại Viện Hải dương học Scripps ở La Jolla, California, một số dạng suy giảm thị lực có thể là một thực tế hàng ngày đối với các loài này, di cư giữa bề mặt bão hòa oxy và đại dương của nó. độ sâu (oxy thấp) trong thói quen cho ăn hàng ngày của chúng. Và khi nồng độ oxy trong đại dương tiếp tục giảm trên toàn cầu, một phần do biến đổi khí hậu, những rủi ro đối với những sinh vật này có thể tăng lên.
"Tôi lo ngại rằng biến đổi khí hậu sẽ làm cho vấn đề này trở nên tồi tệ hơn", McCormick nói với Live Science, "và suy giảm thị lực có thể xảy ra thường xuyên hơn ở biển."
Chọc một con cephalepad vào mắt
Đối với nghiên cứu mới, McCormick và nhóm của cô đã điều tra mực ống thị trường (Doryteuthis opalescens), bạch tuộc hai điểm (Bạch tuộc bimaculatus), cua cá ngừ (Các hành tinh của Pleuroncodes) và cua đá duyên dáng (Metacarcinus gracilis). Những loài này đều là người địa phương ở Thái Bình Dương ngoài khơi Nam California, và tất cả chúng đều tham gia vào một thói quen lặn hàng ngày được gọi là di cư dọc. Ban đêm, chúng bơi gần mặt nước để kiếm ăn; Ban ngày, chúng xuống độ sâu lớn hơn để trốn khỏi mặt trời (và những kẻ săn mồi đói khát mà nó mang lại).
Khi những sinh vật này di chuyển lên xuống cột nước, lượng oxy thay đổi đáng kể. Đại dương được lấp đầy với oxy gần bề mặt, nơi không khí và nước gặp nhau, và ít bão hòa hơn đáng kể với oxy ở độ cao 165 feet (50 mét) bên dưới bề mặt, nơi nhiều động vật giáp xác và động vật thân mềm ẩn náu trong ngày.
Để tìm hiểu xem những thay đổi oxy hàng ngày này có ảnh hưởng đến thị giác của động vật hay không, McCormick đã gắn các điện cực nhỏ vào mắt của mỗi một ấu trùng thử nghiệm của cô, không có cái nào dài hơn 0,15 inch (4 mm). Những điện cực này đã ghi lại hoạt động điện trong mắt của mỗi ấu trùng khi võng mạc của nó phản ứng với ánh sáng - "giống như EKG, nhưng đối với mắt bạn thay vì trái tim của bạn", McCormick nói.
Mỗi ấu trùng sau đó được đặt trong một bể nước và nhìn vào một ánh sáng rực rỡ trong khi mức oxy của nước giảm dần. Mức độ giảm từ mức bão hòa không khí 100%, mức oxy bạn mong muốn tìm thấy ở bề mặt đại dương, xuống mức bão hòa khoảng 20%, thấp hơn so với những gì họ hiện đang trải nghiệm. Sau 30 phút trong điều kiện oxy thấp này, nồng độ oxy đã tăng trở lại 100%.
Trong khi mỗi loài trong số bốn loài cho thấy khả năng chịu đựng hơi khác nhau, cả bốn loài đã giáng một đòn rõ rệt vào tầm nhìn khi tiếp xúc với môi trường oxy thấp. Nhìn chung, hoạt động võng mạc của mỗi ấu trùng giảm từ 60% đến 100% trong điều kiện oxy thấp. Một số loài, đặc biệt là mực ống thị trường và cua đá, tỏ ra nhạy cảm đến mức chúng bắt đầu mất thị lực ngay khi các nhà nghiên cứu bắt đầu giảm oxy trong bể.
"Khi tôi đạt đến mức oxy thấp nhất, những con vật này gần như bị mù", McCormick nói.
Tin tốt là mất thị lực là vĩnh viễn. Trong vòng một giờ sau khi trở về môi trường oxy bão hòa hoàn toàn, tất cả ấu trùng đã lấy lại ít nhất 60% thị lực, với một số loài có chức năng 100%.
Bị mù trong nước
Có khả năng là do Thái Bình Dương tự nhiên trải qua rất nhiều điều kiện oxy thấp gần Nam California, những loài này rất nhạy cảm với một số dạng suy giảm thị lực mỗi ngày, McCormick nói. (Tuy nhiên, cần phải có nhiều nghiên cứu hơn để biết chắc chắn.) Hy vọng, McCormick nói thêm, những loài có nguy cơ này đang phát triển các hành vi tránh né một cách tự nhiên để chúng bơi đến các vùng có oxy cao hơn trên đại dương khi bị suy giảm thị lực nghiêm trọng.
Tuy nhiên, McCormick cho biết, quá trình khử oxy nhanh do biến đổi khí hậu có thể khiến các loài này khó thích nghi hơn. Theo một nghiên cứu năm 2017 trên tạp chí Nature, tổng lượng oxy trong đại dương đã giảm 2% trên toàn cầu trong 50 năm qua và được dự báo sẽ giảm thêm 7% vào năm 2100. Biến đổi khí hậu là một yếu tố quan trọng thúc đẩy những điều này mất mát, nghiên cứu tự nhiên tìm thấy, đặc biệt là ở phần trên của đại dương, nơi ấu trùng McCromick nghiên cứu có xu hướng dành phần lớn cuộc sống của họ.
Sự khử oxy do nóng lên này - kết hợp với các lực tự nhiên như mô hình lưu thông gió và nước làm cho nồng độ oxy gần bề mặt không nhất quán trong khu vực - có thể khiến các sinh vật dễ bị tổn thương hơn mất thị lực khi chúng cần nhất. Động vật có nguy cơ có thể trở nên kém hiệu quả hơn trong việc săn tìm thức ăn gần bề mặt và có thể bỏ lỡ những dấu hiệu tinh vi của kẻ săn mồi ở giữa chúng, McCormick nói. Đó là một khả năng nghiệt ngã - tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định mức độ mất thị lực liên quan đến oxy mà nó thực sự phải chịu trước khi những sinh vật này mắc phải những sai lầm có hại.
"Nếu tôi lấy kính áp tròng ra ở nhà và đi bộ xung quanh, tôi có thể bị đau ngón chân, nhưng tôi sẽ vượt qua", McCormick nói. "Câu hỏi tiếp theo là, suy giảm võng mạc bao nhiêu bằng với một sự thay đổi trong hành vi thị giác?"
Lưu ý của biên tập viên: Câu chuyện này đã được cập nhật để điều chỉnh việc đo lường ấu trùng. Chúng nhỏ hơn 0,15 inch, không phải 1,5 inch, dài. Câu chuyện cũng được cập nhật để lưu ý rằng động vật không xương sống biển thường không trải qua 20% bão hòa oxy trong môi trường bình thường của chúng.
