Tuyệt chủng là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa tuyệt chủng

Tuyệt chủng là hiện tượng sinh học khi một loài sinh vật không còn bất kỳ cá thể sống nào tồn tại trên Trái Đất, nghĩa là dòng di truyền của loài đó bị chấm dứt hoàn toàn. Theo định nghĩa của Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN), một loài được xác nhận là tuyệt chủng khi không phát hiện được bất kỳ cá thể nào trong một khoảng thời gian hợp lý, dù đã khảo sát kỹ trong phạm vi sống lịch sử của loài.

Khái niệm tuyệt chủng bao gồm không chỉ việc mất đi một loài cụ thể, mà còn là sự gián đoạn vĩnh viễn của mối quan hệ sinh thái, chức năng sinh học và giá trị di truyền mà loài đó đại diện. Tuyệt chủng là một quá trình diễn ra tự nhiên trong tiến hóa, nhưng tốc độ hiện tại đã vượt xa mức bình thường do ảnh hưởng từ các hoạt động của con người.

IUCN phân loại các loài sinh vật thành nhiều mức độ nguy cơ tuyệt chủng, bao gồm: Ít nguy cấp (LC), Sắp nguy cấp (NT), Nguy cấp (VU), Cực kỳ nguy cấp (EN), và Tuyệt chủng trong tự nhiên (EW), tuyệt chủng toàn cầu (EX). Danh sách đỏ của IUCN (iucnredlist.org) là công cụ quan trọng trong giám sát và bảo tồn đa dạng sinh học.

Phân loại các hình thức tuyệt chủng

Tuyệt chủng không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với sự biến mất hoàn toàn của một loài trên toàn cầu. Các nhà sinh học chia nhỏ quá trình này thành các hình thức cụ thể để phân tích và đánh giá mức độ nghiêm trọng cũng như phương pháp can thiệp.

Các dạng tuyệt chủng phổ biến:

• Tuyệt chủng toàn bộ (Global extinction): Không còn cá thể nào tồn tại ở bất kỳ đâu trên thế giới. Đây là dạng tuyệt chủng không thể phục hồi.
• Tuyệt chủng cục bộ (Local extinction): Một loài biến mất tại khu vực nhất định nhưng vẫn còn tồn tại ở nơi khác. Đây là dấu hiệu cảnh báo nguy cơ tuyệt chủng quy mô lớn.
• Tuyệt chủng chức năng (Functional extinction): Loài còn tồn tại với số lượng quá ít để duy trì vai trò sinh thái hoặc sinh sản hiệu quả, không thể phục hồi quần thể tự nhiên.

Ví dụ: loài tê giác Java hiện chỉ còn khoảng dưới 80 cá thể trong tự nhiên, phân bố ở một khu bảo tồn duy nhất tại Indonesia. Dù chưa tuyệt chủng toàn bộ, nhưng nó đang ở trạng thái tuyệt chủng chức năng và dễ bị xóa sổ bởi bất kỳ biến cố môi trường nào.

Lịch sử các sự kiện tuyệt chủng lớn

Trong lịch sử Trái Đất, các nhà cổ sinh vật học xác định được ít nhất năm sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lớn, được gọi là "Big Five". Những sự kiện này đã làm biến mất hơn 70% tổng số loài sinh vật tồn tại vào thời điểm đó, phần lớn do thay đổi môi trường cực đoan như phun trào núi lửa quy mô lớn, va chạm thiên thạch, thay đổi dòng hải lưu, hoặc biến động khí hậu toàn cầu.

Tên sự kiện	Thời gian (triệu năm trước)	Tỷ lệ loài tuyệt chủng	Nguyên nhân chính
Cuối kỷ Ordovic	445	~85%	Băng hà, thay đổi mực nước biển
Cuối kỷ Devon	375	~75%	Giảm oxy đại dương, phun trào núi lửa
Cuối kỷ Permi	251	~96%	Phun trào núi lửa Siberia, thay đổi khí hậu
Cuối kỷ Trias	201	~80%	CO2 tăng cao, axit hóa đại dương
Cuối kỷ Phấn trắng	66	~76%	Thiên thạch Chicxulub, núi lửa Deccan

Sự kiện nổi tiếng nhất là cuối kỷ Phấn trắng – đầu Paleogen, khi một thiên thạch đường kính khoảng 10–15 km va chạm Trái Đất tại bán đảo Yucatán (Mexico), dẫn đến sự tuyệt chủng của khủng long không bay cùng nhiều loài sinh vật biển. Bằng chứng là lớp đất giàu iridi được tìm thấy trên toàn cầu và cấu trúc Chicxulub Crater.

Nguyên nhân tuyệt chủng hiện đại

Khác với các đợt tuyệt chủng tự nhiên trong quá khứ, tuyệt chủng hiện đại chủ yếu do con người gây ra và đang diễn ra với tốc độ cao gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần so với mức cơ bản. Các nguyên nhân chính có thể kể đến như sau:

• Mất môi trường sống: Phá rừng, đô thị hóa, khai khoáng và nông nghiệp thâm canh làm thu hẹp hoặc phá vỡ hệ sinh thái tự nhiên.
• Biến đổi khí hậu: Làm thay đổi nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển, ảnh hưởng đến phạm vi phân bố của loài.
• Loài xâm lấn: Các loài ngoại lai không có kẻ thù tự nhiên, cạnh tranh thức ăn, làm thay đổi cấu trúc hệ sinh thái bản địa.
• Ô nhiễm: Chất thải hóa học, rác nhựa, thuốc trừ sâu... ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và sinh sản của sinh vật.
• Khai thác quá mức: Săn bắt, đánh bắt, buôn bán bất hợp pháp các loài hoang dã đẩy nhiều loài đến bờ vực tuyệt chủng.

Báo cáo toàn cầu của IPBES năm 2019 cho biết có tới 1 triệu loài động thực vật có nguy cơ tuyệt chủng, trong đó nhiều loài có thể biến mất chỉ trong vài thập kỷ nếu không có sự can thiệp quyết liệt (ipbes.net/global-assessment).

Ảnh hưởng sinh thái của tuyệt chủng

Khi một loài tuyệt chủng, hệ sinh thái mất đi một phần cấu trúc chức năng vốn được duy trì qua hàng triệu năm tiến hóa. Các mối quan hệ sinh học như chuỗi thức ăn, cộng sinh, ký sinh, và phân rã chất hữu cơ bị gián đoạn, ảnh hưởng đến các loài khác phụ thuộc vào loài đã biến mất. Mất cân bằng này có thể gây ra hiệu ứng domino sinh thái.

Ví dụ, khi loài thụ phấn như ong hoang dã bị tuyệt chủng, các cây phụ thuộc vào chúng sẽ giảm khả năng sinh sản, ảnh hưởng đến đa dạng thực vật và cả động vật ăn thực vật. Tình trạng "tuyệt chủng đồng loạt" có thể xảy ra khi một loài chủ chốt mất đi và kéo theo nhiều loài phụ thuộc khác.

Tuyệt chủng cũng ảnh hưởng đến chu trình sinh học. Việc mất đi các loài đóng vai trò trong việc phân hủy, luân chuyển dinh dưỡng, hoặc điều tiết số lượng sinh vật khác (như động vật ăn thịt đầu bảng) khiến hệ sinh thái trở nên kém ổn định, dễ bị sụp đổ trước tác động từ bên ngoài.

Tác động đến con người

Con người là một phần của hệ sinh thái và cũng bị ảnh hưởng trực tiếp từ hiện tượng tuyệt chủng. Nhiều ngành công nghiệp như nông nghiệp, thủy sản, y học và du lịch sinh thái phụ thuộc vào sự đa dạng sinh học. Khi loài biến mất, chúng ta mất đi những nguồn tài nguyên tiềm năng chưa được khai thác hoặc chưa hiểu hết giá trị.

Ví dụ, 50% thuốc điều trị hiện nay có nguồn gốc từ thực vật hoặc động vật hoang dã. Nhiều loài chưa được nghiên cứu hết có thể mang gen kháng bệnh, hợp chất sinh học hoặc khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt. Nếu loài đó tuyệt chủng, những khả năng đó cũng biến mất vĩnh viễn.

Về lâu dài, sự mất đa dạng sinh học làm tăng nguy cơ khủng hoảng lương thực, thiếu hụt nước, dịch bệnh lây lan từ động vật sang người (zoonosis), và mất ổn định xã hội – đặc biệt tại các cộng đồng phụ thuộc nhiều vào tài nguyên thiên nhiên.

Giải pháp bảo tồn và phục hồi

Bảo tồn loài là nỗ lực nhằm giữ cho loài không tuyệt chủng và khôi phục quần thể đang suy giảm. Có hai chiến lược chính:

• Bảo tồn in-situ: Giữ loài trong môi trường sống tự nhiên, ví dụ như thành lập khu bảo tồn, công viên quốc gia, và hành lang sinh thái. Biện pháp này duy trì mối tương tác sinh thái giữa các loài.
• Bảo tồn ex-situ: Giữ loài bên ngoài tự nhiên như vườn thú, ngân hàng hạt giống, nuôi cấy mô. Đây là phương án dự phòng, đặc biệt khi môi trường sống không còn phù hợp.

Ngoài ra, còn có các chương trình tái thả (reintroduction), phục hồi môi trường sống (habitat restoration), và nhân giống hỗ trợ (captive breeding) giúp tăng số lượng và phục hồi sự hiện diện của loài trong tự nhiên. Các chính sách pháp luật như cấm buôn bán động vật quý hiếm, xử phạt săn bắn trái phép, đánh giá tác động môi trường cũng đóng vai trò thiết yếu.

Các loài đã tuyệt chủng nổi bật

Lịch sử hiện đại ghi nhận nhiều trường hợp tuyệt chủng do con người gây ra. Một số loài nổi bật gồm:

• Chim dodo (Raphus cucullatus): Loài chim không biết bay sống tại Mauritius, tuyệt chủng vào cuối thế kỷ 17 do bị săn bắt và động vật du nhập như chuột, lợn phá tổ.
• Ếch vàng Panama (Atelopus zeteki): Loài ếch biểu tượng của Panama, tuyệt chủng trong tự nhiên vì nấm chytrid và biến đổi môi trường sống.
• Bò biển Steller (Hydrodamalis gigas): Tuyệt chủng chỉ 27 năm sau khi được phát hiện năm 1741 do bị săn bắt quá mức.
• Hổ Java (Panthera tigris sondaica): Biến mất hoàn toàn từ những năm 1980 do mất rừng và xung đột với con người.

Các trường hợp này là lời cảnh báo rõ ràng rằng tuyệt chủng có thể diễn ra rất nhanh nếu không có hành động ngăn chặn từ sớm.

Vai trò của khoa học và công nghệ trong ngăn chặn tuyệt chủng

Các tiến bộ công nghệ đang được ứng dụng mạnh mẽ trong bảo tồn sinh học. Công nghệ sinh học phân tử giúp xác định đa dạng gen, theo dõi quần thể qua DNA môi trường (eDNA), và hỗ trợ nhân giống. Công nghệ vệ tinh, drone và AI giúp giám sát môi trường sống, xác định vùng nguy cơ cao và theo dõi động vật quý hiếm mà không cần can thiệp trực tiếp.

Chỉnh sửa gen (CRISPR-Cas9) được nghiên cứu nhằm loại bỏ gen bệnh, cải thiện khả năng sống sót của loài nguy cấp. Dự án "de-extinction" (tái sinh loài tuyệt chủng) của tổ chức Revive & Restore đang nghiên cứu đưa voi ma mút và bồ câu viễn khách trở lại thông qua kỹ thuật di truyền.

Mặc dù còn gây tranh cãi về đạo đức và tác động dài hạn, các công nghệ này mở ra cơ hội bảo tồn và phục hồi đa dạng sinh học hiệu quả hơn nếu được sử dụng có trách nhiệm và minh bạch.

Tài liệu tham khảo

1. IPBES. Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. https://ipbes.net/global-assessment
2. IUCN Red List of Threatened Species. https://www.iucnredlist.org
3. Revive & Restore: Bringing Back the Extinct. https://reviverestore.org
4. Pimm, S. L., et al. (2014). The biodiversity of species and their rates of extinction, distribution, and protection. Science, 344(6187), 1246752.
5. Dirzo, R., et al. (2014). Defaunation in the Anthropocene. Science, 345(6195), 401-406.