Các vùng đất ngập nước ven biển từ lâu đã được biết đến là một nguồn phát thải khí mê-tan (CH₄) đáng kể ra khí quyển. Loại khí nhà kính này, dù tồn tại với nồng độ thấp hơn carbon dioxide, lại có khả năng giữ nhiệt mạnh hơn gấp nhiều lần. Tuy nhiên, không phải tất cả lượng mê-tan sinh ra từ các lớp trầm tích đều bay vào không khí. Một phần trong số đó đã được tiêu thụ bởi các quá trình tự nhiên. Một nghiên cứu mới đây cho thấy, loài cua đóng một vai trò quan trọng không ngờ trong câu chuyện này.
Trong nhiều năm, giới khoa học vẫn tranh cãi về tác động của hoạt động đào hang của cua đối với lượng khí mê-tan thoát ra. Một số cho rằng các đường hầm này có thể hoạt động như những "ống khói", giúp khí mê-tan thoát ra nhanh hơn. Một số khác lại tin rằng chúng có thể làm tăng quá trình oxy hóa mê-tan. Câu hỏi cốt lõi vẫn là: liệu những "kỹ sư hệ sinh thái" nhỏ bé này là bạn hay thù trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu?
Bên trong những đường hầm dưới lòng đất
Nguồn phát sinh mê-tan trong các vùng đất ngập nước không phải từ bản thân loài cua mà đến từ hoạt động của các vi sinh vật sống sâu trong lớp bùn yếm khí. Trong môi trường thiếu oxy, chúng phân hủy chất hữu cơ và giải phóng ra khí mê-tan. Cùng lúc đó, một nhóm vi sinh vật khác lại có khả năng "ăn" mê-tan, chuyển hóa nó thành các chất ít độc hại hơn.
Để tìm hiểu xem hoạt động của cua ảnh hưởng đến sự cân bằng mong manh này như thế nào, một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã tiến hành một nghiên cứu chi tiết tại một bãi triều trên đảo Sùng Minh, thuộc cửa sông Dương Tử. Họ đã thu thập các mẫu trầm tích từ khoảng 200 hang cua, ở các độ sâu và khoảng cách khác nhau so với vách hang, sau đó so sánh chúng với các mẫu đối chứng được lấy từ vùng bùn gần đó không có hoạt động của cua.
Trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp tinh vi để đo lường tốc độ tiêu thụ mê-tan. Họ đưa một phiên bản nặng của mê-tan (được đánh dấu đồng vị carbon-13) vào các mẫu bùn và theo dõi quá trình nó được chuyển hóa thành carbon dioxide. Bằng cách này, họ có thể định lượng được khả năng "ăn" mê-tan của cộng đồng vi sinh vật trong từng mẫu.
Kết quả thật đáng kinh ngạc. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, sự hiện diện của hang cua giúp tăng cường đáng kể khả năng tiêu thụ mê-tan tự nhiên của lớp bùn. Các tác giả kết luận rằng, sự xáo trộn sinh học do cua gây ra đã "tăng cường đáng kể quá trình oxy hóa mê-tan hiếu khí và kỵ khí tiềm năng bên trong hệ thống hang".
Một hệ sinh thái vi mô phức tạp
Vậy, cơ chế đằng sau hiện tượng này là gì?
Nghiên cứu cho thấy, những đường hầm do cua đào không chỉ là những cấu trúc vật lý đơn thuần. Chúng tạo ra một môi trường vi mô phức tạp, một "khu vực chuyển tiếp" giữa lớp bùn yếm khí bên dưới và lớp bề mặt giàu oxy hơn. Cấu trúc ba chiều này đã trở thành yếu tố then chốt, điều chỉnh hoạt động của các cộng đồng vi sinh vật.
Hoạt động của cua liên tục mang oxy từ bề mặt vào sâu trong hang, tạo điều kiện cho các vi sinh vật tiêu thụ mê-tan hiếu khí (cần oxy) phát triển mạnh. Hiệu ứng này rõ rệt nhất ở khu vực sát vách hang và giảm dần khi đi sâu vào lớp bùn xung quanh.
Đồng thời, các đường hầm này cũng tạo điều kiện cho một loạt các vi sinh vật kỵ khí (không cần oxy) khác hoạt động. Chúng sử dụng các chất hóa học khác nhau có trong bùn để phân giải mê-tan, chẳng hạn như sun-phát từ nước mặn, hay ni-trát và ni-trít từ các chất dinh dưỡng. Về cơ bản, hang cua đã tạo ra một "khu phố" đa dạng, nơi nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau có thể cùng chung sống và thực hiện nhiệm vụ phân giải mê-tan.
Tác động tổng hợp của hoạt động này có thể rất đáng kể. Dù chỉ là những con số ước tính ban đầu, nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng, các quá trình tiêu thụ mê-tan được thúc đẩy bởi hang cua có thể loại bỏ tiềm năng 1,15 gigagram (tương đương 1.150 tấn) khí mê-tan mỗi năm chỉ tính riêng trên các bãi triều không có thực vật của Trung Quốc.
Phát hiện này cung cấp một góc nhìn mới mẻ và đầy giá trị về vai trò của các loài sinh vật trong việc điều hòa các chu trình sinh địa hóa toàn cầu. Nó cho thấy rằng, việc bảo vệ đa dạng sinh học, ngay cả với những loài tưởng chừng nhỏ bé như cua, cũng có thể mang lại những lợi ích bất ngờ trong nỗ lực giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.
