Hải cẩu là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa và phân loại hải cẩu

Hải cẩu là nhóm động vật có vú sống ở biển, thuộc phân bộ Pinnipedia trong bộ ăn thịt (Carnivora). Chúng là động vật bán thủy sinh, sống chủ yếu ở các vùng biển lạnh và ôn đới. Hải cẩu không phải là một loài riêng lẻ mà là tên gọi chung cho các loài trong họ Phocidae, còn được gọi là “true seals” – hải cẩu thật sự, để phân biệt với sư tử biển (họ Otariidae) và hải mã (họ Odobenidae).

Hải cẩu có hình thái đặc trưng với cơ thể hình thoi, vây sau không thể xoay về phía trước nên khi trên cạn, chúng di chuyển bằng cách lượn người. Đặc điểm nhận dạng chính giữa hải cẩu và các họ hàng trong Pinnipedia là hải cẩu không có tai ngoài nhô ra. Theo National Geographic, trong số hơn 30 loài thuộc phân bộ này, có khoảng 19 loài thuộc họ Phocidae.

Ba họ trong phân bộ Pinnipedia gồm:

• Phocidae: hải cẩu thật sự (true seals)
• Otariidae: sư tử biển và hải cẩu có tai (eared seals)
• Odobenidae: hải mã (walrus)

Đặc điểm hình thái học và sinh lý học

Cơ thể hải cẩu được bao phủ bởi một lớp lông ngắn và lớp mỡ dưới da dày từ 5–15 cm, giúp cách nhiệt hiệu quả trong môi trường nước lạnh. Cấu trúc cơ thể dạng thủy động học với đầu tròn, không có tai ngoài, lỗ mũi đóng mở được, giúp giảm tối đa lực cản khi bơi. Chi sau dài và hợp nhất thành vây, chi trước nhỏ, có móng và được dùng chủ yếu để điều hướng.

Hải cẩu có khả năng lặn sâu và nhịn thở dài nhờ hệ thống sinh lý học chuyên biệt. Chúng có lượng myoglobin cao trong cơ giúp dự trữ oxy, dung tích phổi linh hoạt, và khả năng giảm nhịp tim khi lặn (bradycardia). Những đặc điểm này giúp một số loài như hải cẩu voi phương bắc lặn sâu hơn 1500 m và giữ hơi trên 1 giờ.

Lượng oxy tổng có thể sử dụng trong mỗi lần lặn được tính bằng công thức:
$O_2^{total} = O_2^{blood} + O_2^{muscle} + O_2^{lungs}$
Trong đó:

• $O_2^{blood}$: oxy hòa tan trong máu, chiếm khoảng 60%
• $O_2^{muscle}$: oxy trong myoglobin, chiếm khoảng 30%
• $O_2^{lungs}$: oxy trong phổi, chỉ chiếm 10%

Phân bố địa lý và môi trường sống

Hải cẩu phân bố rộng rãi tại các đại dương phía Bắc và Nam bán cầu, đặc biệt ở các vùng biển lạnh như Bắc Băng Dương, Nam Cực, biển Bắc, biển Okhotsk và vùng biển cận Bắc Cực. Một số loài như Phoca vitulina (hải cẩu cảng) sinh sống ở nhiều vùng biển ôn đới ven bờ. Các loài như Pusa hispida (hải cẩu vòng) sống chủ yếu trên băng nổi Bắc Cực và phụ thuộc vào băng để sinh sản.

Hải cẩu cần môi trường yên tĩnh, ít con người để nghỉ ngơi và sinh sản. Chúng thường chọn các bãi đá ngoài khơi, đảo hoang, các bãi cát ven biển và cả các tảng băng trôi. Sự phụ thuộc vào môi trường băng khiến một số loài cực kỳ nhạy cảm với biến đổi khí hậu và hiện tượng băng tan sớm.

Thông tin phân bố theo từng loài có thể tra cứu qua cơ sở dữ liệu của IUCN Red List và MarineBio Conservation Society. Dưới đây là bảng mô tả môi trường sống của một số loài tiêu biểu:

Loài	Vùng phân bố	Môi trường đặc trưng
Phoca vitulina	Bắc Đại Tây Dương, Thái Bình Dương	Bãi cát ven biển, cảng, sông ngòi
Pusa hispida	Bắc Cực	Băng nổi quanh năm
Monachus monachus	Địa Trung Hải	Hang đá ven biển, ít người

Tập tính sinh học và hành vi

Hải cẩu là loài ăn thịt với chế độ ăn phong phú bao gồm cá, mực, động vật giáp xác và đôi khi chim biển. Chúng săn mồi chủ yếu bằng cách lặn sâu, sử dụng khả năng định vị nhờ râu cảm ứng rất nhạy để phát hiện con mồi trong điều kiện nước đục hoặc tối hoàn toàn. Một số loài có hành vi săn mồi theo đàn, đặc biệt trong mùa di cư cá.

Hải cẩu thường sống đơn lẻ hoặc theo nhóm nhỏ, nhưng vào mùa sinh sản chúng tụ tập thành đàn lớn trên cạn. Các con đực trưởng thành tranh giành lãnh thổ và con cái bằng cách kêu lớn, đe dọa hoặc đánh nhau. Nhiều loài có tập tính đa thê, một con đực giao phối với nhiều con cái trong một mùa sinh sản.

Thời gian mang thai từ 9–11 tháng, trong đó có giai đoạn trì hoãn làm tổ (delayed implantation) giúp đồng bộ hóa thời gian sinh với điều kiện môi trường thuận lợi. Con non thường được bú sữa giàu chất béo từ mẹ trong thời gian ngắn – chỉ vài ngày đến vài tuần – trước khi tự lập. Điều này phản ánh chiến lược sinh tồn hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt.

Tiến hóa và mối quan hệ họ hàng

Hải cẩu là một nhánh trong phân bộ Pinnipedia, thuộc bộ Carnivora, có nguồn gốc tiến hóa từ các động vật ăn thịt sống trên cạn, có khả năng bơi lội. Các nghiên cứu di truyền và hóa thạch cho thấy tổ tiên của hải cẩu tách khỏi các họ hàng gần nhất như gấu và chồn khoảng 20–25 triệu năm trước, trong thời kỳ Oligocene muộn đến Miocene sớm.

Pinnipedia chia thành ba họ: Phocidae (hải cẩu thật sự), Otariidae (sư tử biển, hải cẩu tai) và Odobenidae (hải mã). Trong đó, Phocidae là nhóm có nhiều đặc điểm cổ xưa nhất: không có tai ngoài, vây sau không thể quay về phía trước để đi trên cạn, và di chuyển bằng cách trườn thay vì đi bằng tứ chi như sư tử biển. Điều này phản ánh một hướng tiến hóa tập trung tối ưu hóa cho việc bơi lặn thay vì khả năng di chuyển trên cạn.

Bảng so sánh đặc điểm tiến hóa giữa ba họ trong Pinnipedia:

Đặc điểm	Phocidae	Otariidae	Odobenidae
Tai ngoài	Không có	Có	Không có
Vây sau quay về trước	Không	Có	Không
Di chuyển trên cạn	Khó khăn	Dễ dàng	Chậm chạp
Đặc trưng nổi bật	Bơi giỏi, lặn sâu	Di chuyển linh hoạt	Ngà lớn, sống bầy đàn

Vai trò sinh thái và trong chuỗi thức ăn

Hải cẩu là mắt xích trung gian hoặc bậc cao trong chuỗi thức ăn biển. Chúng tiêu thụ một lượng lớn sinh vật nhỏ như cá, mực, cua, giúp điều hòa số lượng và duy trì cân bằng hệ sinh thái biển. Với tốc độ tiêu thụ thức ăn cao, một cá thể trưởng thành có thể ăn 4–6% khối lượng cơ thể mỗi ngày, tương đương 5–15 kg cá.

Ở chiều ngược lại, hải cẩu cũng là con mồi của các loài săn mồi cấp cao như cá voi sát thủ (Orcinus orca), cá mập trắng lớn (Carcharodon carcharias), và gấu Bắc Cực (Ursus maritimus). Những mối quan hệ này tạo nên chuỗi liên kết sinh học chặt chẽ trong hệ sinh thái vùng lạnh và ôn đới.

Theo các nghiên cứu của NOAA, biến động về số lượng hải cẩu có thể ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn lợi hải sản và các quần thể săn mồi cấp cao. Một sự suy giảm mạnh ở quần thể hải cẩu có thể gây mất cân bằng sinh học ở quy mô khu vực.

Những mối đe dọa và tình trạng bảo tồn

Hải cẩu hiện đang phải đối mặt với nhiều mối đe dọa từ các hoạt động của con người và biến đổi khí hậu. Tình trạng băng tan nhanh tại Bắc Cực khiến các loài hải cẩu phụ thuộc vào băng như Pusa hispida mất nơi sinh sản và nghỉ ngơi. Sự gia tăng giao thông biển, ô nhiễm dầu, và rác thải nhựa cũng gây tác động tiêu cực đến môi trường sống của chúng.

Nguy cơ mắc lưới đánh cá (bycatch) là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu cho hải cẩu. Hơn nữa, tại một số khu vực, hải cẩu vẫn bị săn bắt để lấy da và mỡ, dù các hiệp ước quốc tế đã hạn chế hoặc cấm hoạt động này. Các chương trình bảo tồn và giám sát quần thể đang được thực hiện ở nhiều quốc gia nhằm bảo vệ loài.

Theo IUCN Red List, tình trạng bảo tồn của các loài hải cẩu:

Loài	Tình trạng	Nguy cơ chính
Pusa caspica (hải cẩu Caspi)	Endangered (EN)	Ô nhiễm, suy giảm nguồn thức ăn
Monachus monachus (hải cẩu Địa Trung Hải)	Critically Endangered (CR)	Mất môi trường sống, săn bắt
Phoca vitulina (hải cẩu cảng)	Least Concern (LC)	Ô nhiễm, bycatch

Tương tác với con người và nghiên cứu

Hải cẩu có mối liên hệ lâu đời với con người. Từ hàng nghìn năm trước, chúng đã được người dân vùng biển săn bắt để lấy da, thịt và dầu mỡ. Tuy nhiên, trong thế kỷ XX và XXI, các công ước quốc tế như Công ước CITES và hiệp ước về động vật biển có vú đã giúp giảm thiểu đáng kể nạn săn bắt thương mại.

Ngày nay, hải cẩu trở thành đối tượng nghiên cứu sinh học và y học rất quan trọng. Khả năng lặn sâu, giữ hơi thở dài và điều hòa tuần hoàn ở hải cẩu được nghiên cứu để hiểu rõ hơn về sinh lý học hô hấp, áp dụng trong y học lặn, hồi sức cấp cứu và điều trị rối loạn tuần hoàn.

Trong lĩnh vực bảo tồn, các dự án gắn thẻ vệ tinh (satellite tagging) cho phép theo dõi di cư, hành vi săn mồi và thay đổi theo mùa. Một số trung tâm cứu hộ hải cẩu cũng huấn luyện cá thể để phục vụ giáo dục, nghiên cứu hành vi, hoặc hỗ trợ lực lượng hải quân trong nhiệm vụ dò mìn dưới nước.

Các loài phổ biến và bảng phân biệt

Dưới đây là bảng tổng hợp thông tin một số loài hải cẩu điển hình:

Loài	Tên khoa học	Vùng phân bố	Tình trạng bảo tồn
Hải cẩu cảng	Phoca vitulina	Bắc Đại Tây Dương, Thái Bình Dương	Least Concern (LC)
Hải cẩu vòng	Pusa hispida	Bắc Cực	Least Concern (LC)
Hải cẩu Địa Trung Hải	Monachus monachus	Địa Trung Hải	Critically Endangered (CR)
Hải cẩu Caspi	Pusa caspica	Biển Caspi	Endangered (EN)

Tài liệu tham khảo

1. National Geographic. Seal Facts. Link
2. IUCN Red List of Threatened Species. Link
3. MarineBio Conservation Society. Link
4. NOAA Fisheries – Marine Mammal Program. Link
5. Berta A., Sumich J. (2015). Marine Mammals: Evolutionary Biology. Academic Press.
6. Reynolds JE, Perrin WF, Reeves RR, Montgomery S, Ragen TJ. (2005). Marine Mammal Research: Conservation Beyond Crisis. Johns Hopkins University Press.
7. Hammill MO, Lydersen C, Ryg M, Kovacs KM. (1991). Behavioural and physiological adaptations in juvenile grey seals (Halichoerus grypus) during the post-weaning fast. Canadian Journal of Zoology, 69(11), 2853–2859.