đa DẠNG SINH học và bảo tồn LOÀI

Trong chương này chúng ta sẽ xem xét một số các mối đe dọa đối với các loài quý hiếm và đang bị đe dọa cũngnhư những lý do chúng ta muốn bảo vệ đa dạng sinh học và môi trường sống.. Có b

CHƯƠNG 11 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN LOÀI

Suy thoái môi trường sống là một nguyên nhân hàng đầu của sự đa dạng sinh học mất Việc phá rừng đồng nghĩa với việc hủy hoại nơ cư trú lâu đời của nhiều loài sinh vật, trong đó có loài Cú Đốm phương Bắc

"Nguyên tắc đầu tiên của sự hàn gắn thông minh là để lưu giữ lại tất cả các mảnh."

Aldo Leopold

Mục đích

Sau khi nghiên cứu chương này, bạn sẽ có thể:

11.1 Thảo luận về đa dạng sinh học và các khái niệm loài

11.2 Tóm tắt một số cách để chúng ta có thể hưởng lợi từ đa dạng sinh học

11.3 Mô tả các mối đe dọa đến đa dạng sinh học

11.4 Đánh giá việc quản lý các loài nguy cấp

11.5 Rà soát các loài nuôi nhốt và kế hoạch bảo tồn loài

Trường hợp nghiên cứu: Làm thế nào để cứu được loài Cú Đốm phương Bắc?

Loài chim gây nhiều tranh cãi nhất trên thế giới là loài nào? Nếu bạn đếm số lượng các nhà khoa học, luật sư, nhà báo, các nhà hoạt động môi trường, những người đã tranh luận bảo vệ loài Cú Đốm phươngBắc, cũng như số tiền, thời gian và nỗ lực dành cho nghiên cứu và phục hồi thì câu trả lời phải là loài Cú Đốm phương Bắc (Strix occidentalis caurina ) Loài Cú này có màu nâu, kích thước trung bình (hình 11.1)sống trong rừng già phá Tây Bắc giáp Thái Bình dương của nước Bắc Mỹ Cú Đốm phương Bắc xuất hiện tại đây, vùng đất trải dài ven biển, bao gồm dãy Cascade, từ miền nam British Columbia gần đến San

Francisco Bay Cú Đốm làm tổ trong các hốc trên những cây cổ thụ rất lớn của các khu rừng cổ xưa Nguồn thức ăn của chúng chủ yếu là sóc bay và chuột rừng, nhưng chúng cũng có thể ăn chuột đồng, chuột cống, chuột túi, thỏ rừng, chim, và đôi khi cả côn trùng Với 90 phần trăm môi trường sống ưa thích của chúng bị phá hủy hoặc bị suy thoái, số lượng Cú Đốm phương Bắc đang suy giảm trên toàn phạm vi sinh sống của chúng Khi Quốc hội Mỹ thông qua Đạo luật về các loài có nguy cơ tuyệt chủng (ESA) năm 1973, Cú Đốm phương Bắc đã được xác định là loài bị đe dọa tiềm tàng Năm 1990, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, nhưng những hành động cụ thể để bảo vệ chúng-Cú Đốm phương Bắc chỉ mới được liệt kê vào danh sachscacs loài bị đe dọa bởi Hiệp hội Cá và Động vật hoang dã Vào thời điểm đó, ước tính số lượng Cú Đốm phương Bắc 5431 cặp chim cú

Hình 11.1 Chỉ có khoảng 1.000 cặp cú đốm phía Bắc vẫn ở trong rừng già của vùng Tây Bắc Thái BìnhDương Phá hủy rừng già đe dọa các loài nguy cấp, nhưng giảm khai thác gỗ đe dọa công ăn việc làm của

nhiều người lao động

Một số tổ chức môi trường đã kiện chính phủ liên bang vì đã không làm được gì nhiều hơn để bảo vệ những con cú Năm 1991 một thẩm phán liên bang đã ra phán quyết rằng chính phủ đã không tuân theo các yêu cầu của ESA và tạm thời cấm khai thác gỗ trong môi trường sống lâu năm của Cú Đốm phương Bắc ở Tây Bắc Thái Bình Dương Sản lượng gỗ bán giảm chóng mặt, và hàng ngàn người khai thác gỗ và công nhân nhà máy bị mất việc làm Mặc dù tình trạng thất nghiệp này chủ yếu là do việc cơ giới hóa khâu khai thác gỗ và việc xuất khẩu gỗ nguyên liệu chưa qua chế biến nhưng nhiều người vẫn đổ lỗi cho những con cú là nguyên nhân của những khó khăn kinh tế trong khu vực Cuộc tranh luận gay gắt đã nổ

ra giữa những người khai thác gỗ, những người treo con cú trong hình nộm, và các nhà bảo tồn, những người coi họ là những người bảo vệ rừng cũng như toàn thể cộng đồng sinh học sống ở đó

Trong một nỗ lực để bảo vệ rừng già còn lại trong khi vẫn cung cấp công ăn việc làm trong nghề khai thác gỗ, Tổng thống Clinton bắt đầu một quá trình lập kế hoạch rộng rãi cho toàn bộ khu vực Sau rất nhiều nghiên cứu và tham vấn, một kế hoạch toàn diện cho vùng rừng Tây Bắc đã được thông qua vào năm 1994 như là một hướng dẫn quản lý khoảng 9,9 triệu ha (24,5 triệu acre) đất liên bang ở các bang Oregon, Washington, và miền Bắc California Kế hoạch này được dựa trên những thành tựu khoa học mới nhất về quản lý hệ sinh thái và có sự thỏa hiệp của đại diện tất cả các bên Tuy nhiên, những người khai thác gỗ phàn nàn rằng kế hoạch này đã đóng kín các khu rừng mà công việc của họ phụ thuộc, trongkhi các nhà môi trường than thở rằng trên thực tế hàng triệu hecta rừng già vẫn sẽ dễ bị thương tổn do khai thác gỗ (để thảo luận thêm, xem chương 12)

Nhưng mặc dù việc bảo vệ môi trường sống của Cú Đốm phương Bắc đã được đảm bảo nhờ các kế hoạch quản lý và khai thác rừng, số lượng Cú Đốm phương Bắc vẫn tiếp tục giảm Đến năm 2004, các

nhà nghiên cứu chỉ có thể tìm thấy 1.044 cặp chim Họ báo cáo rằng 80 phần trăm diện tích có thể làm tổhai thập kỷ trước đó đã không phát hiện thấy Cú Đốm phương Bắc sinh sống, và rằng 9 trong số 13 quần thể địa lý đã bị suy giảm Tòa án đã yêu cầu Hiệp hội Cá và Động vật hoang dã thiết lập một kế hoạch phục hồi theo yêu cầu của ESA Sau hơn bốn năm nghiên cứu và thảo luận, một kế hoạch phục hồi đã được đưa ra vào năm 2008 Kế hoạch này đã xác định 133 khu bảo tồn cú bao gồm 2,6 triệu ha (6,4 triệumẫu Anh) đất liên bang cần phải được quản lý để bảo vệ môi trường sống lâu đời và ổn định quần thể

cú Nhưng chính quyền Obama phản đối kế hoạch này, vì cho rằng kế hoạch đó có sự can thiệp chính trị

và không đủ bảo vệ cho môi trường sống rừng già Trong tháng 12 năm 2010 một dự thảo mới được phát hành Nhiều nhà khoa học cho rằng nó tốt hơn so với kế hoạch của Bush, nhưng họ nói rằng kế hoạch này vẫn còn quá nhấn mạnh việc khai thác gỗ để nagwn ngừa cháy rưng, bỏ qua các tác động của tỉa thưa, và không đủ để bảo vệ môi trường sống đủ lâu năm

Như bạn có thể thấy, việc bảo vệ các loài quý hiếm và bị đe dọa là khó khăn và gây tranh cãi Trong chương này chúng ta sẽ xem xét một số các mối đe dọa đối với các loài quý hiếm và đang bị đe dọa cũngnhư những lý do chúng ta muốn bảo vệ đa dạng sinh học và môi trường sống Chúng ta cũng sẽ thảo luận về khía cạnh chính trị của bảo vệ các loài bị đe dọa và những khó khăn trong việc thực hiện các dự

án phục hồi Đối với tài nguyên liên quan, bao gồm cả các dấu vị trí của Google Earth ™ cho thấy địa điểm mà những vấn đề này có thể được khám phá qua hình ảnh vệ tinh, có thể tra cứu trong

EnvironmentalScience-Cunningham.blogspot.com

11.1 Đa dạng sinh học và khái niệm về loài

Từ sa mạc khô nhất đến các khu rừng nhiệt đới ẩm ướt, từ các đỉnh núi cao nhất cho đến các hẻm sâu thẳm giữa đại dương bao la, sự sống trên trái đất xảy ra vô cùng phong phú về kích cỡ, màu sắc, hình dạng, vòng đời, và mối quan hệ tương tác phức tạp Hãy suy nghĩ về các loài sinh vật khác mà chúng ta đang chia sẻ hành tinh này (hình 11,2), chúng mới thật đáng chú ý, đa dạng, phong phú, và quan trọng làm sao! Cuộc sống của chúng ta sẽ nghèo nàn biết bao nếu sự đa dạng sinh học này bị suy giảm!

Đa dạng sinh học là gì?

Chương trước của cuốn sách này đã được mô tả trạng thái muôn màu muôn vẻ vô cùng hâp daanxcuar sinh vật và mối quan hệ sinh thái phức tạp làm cho sinh quyển có tính độc đáo và đặc tính sinh sôi phát triển của nó Có ba loại đa dạng sinh học rất cần thiết để bảo tồn các hệ sinh thái: (1) sự đa dạng di truyền là thước đo của sự đa dạng của các phiên bản khác nhau của cùng một loại gen ở các cá thể loài; (2) sự đa dạng loài mô tả số các loại khác nhau của sinh vật trong các cộng đồng riêng lẻ hoặc các hệ sinhthái; và (3) sự đa dạng sinh thái đánh giá sự phong phú và phức tạp của một cộng đồng sinh học, bao gồm số lượng các bậc dinh dưỡng, các quá trình sinh thái hấp thụ năng lượng, duy trì mạng lưới thức ăn,

và tái chế các vật liệu trong hệ thống

Trong khuôn khổ đa dạng loài, chúng ta có thể phân biệt giữa sự phong phú các loài (tổng số các loài trong một cộng đồng) và cân bằng loài (sự phong phú tương đối của các cá thể trong mỗi loài) Để minh họa cho sự khác biệt này, hãy tưởng tượng hai cộng đồng sinh thái, mỗi cộng đồng sinh thái có mười loài và 100 loại cây cỏ hay động vật Giả sử rằng trong một cộng đồng, một loài có 82 cá thể và chín loài khác còn lại, mỗi loài chỉ có 2 cá thể Còn trong cộng đồng kia tất cả mười loài đều có cùng số lượng các

cá thể như nhau, có nghĩa là mỗi loài có 10 cá thể Trong hai cộng đồng đó, sự phong phú các loài là như nhau, nhưng nếu bạn đã đi qua những cộng đồng này, bạn sẽ có ấn tượng rằng cộng đồng thứ hai là đa dạng hơn nhiều bởi vì bạn có nhiều khả năng gặp các sinh vật khác nhau hơn

Loài là gì?

Như bạn thấy, các khái niệm về loài là nền móng cơ bản trong việc xác định đa dạng sinh học, nhưng chính xác thuật ngữ loài có nghĩa là gì? Khi Carolus Linnaeus, nhà phân loại học Thụy Điển, bắt đầu xây dựng hệ thống danh pháp khoa học vào thế kỷ thứ mười tám, sự phân loại dựa hoàn toàn vào biểu hiện vật lý của sinh vật trưởng thành Trong những năm gần đây các nhà phân loại đã sử dụng các đặc điểm khác làm phương tiện để phân biệt loài Trong chương 3, chúng ta phân biệt các loài về khía cạnh cách lysinh sản; có nghĩa là, tất cả các sinh vật có khả năng sinh sản trong tự nhiên và có thể tạo ra các thế hệ tương lai có thể sinh sản Như chúng tôi đã chỉ ra, định nghĩa này có một số vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là ở các loài cây và sinh vật nguyên sinh, nhiều trong số đó hoặc là sinh sản vô tính hoặc thường xuyên tạo ra các con lai có khả năng sinh sản Một định nghĩa khác được ưa chuộng bởi nhiều nhà sinh học là khái niệm loài phát sinh loài (PSC), trong đó nhấn mạnh sự phân nhánh (hoặc cladistic) các mối quan hệ giữa các loài hoặc loài cao hơn, bất kể sinh vật đó có thể sinh sản thành công hay không

Hình 11.2 Rạn san hô này có cả sự phong phú của loài và sự đa dạng cao của giống khác nhau Điều gì sẽ

bị mất đi nếu cộng đồng sinh học phong phú này bị phá hủy?

Một định nghĩa thứ ba, được ưa chuộng bởi một số nhà sinh vật học bảo tồn, là khái niệm loài tiến hóa (ESC), trong đó xác định các loài trong sự tiến hóa và xác định loài dựa trên lịch sử tiến hóa hơn là theo khả năng sinh sản Ưu điểm của định nghĩa này là nó nhận ra rằng có thể có một số quần thể "tiến hóa đáng kể" trong một nhóm liên quan đến di truyền của sinh vật Thật không may, chúng ta hiếm khi có đủthông tin về một quần thể để đánh giá những đâu là những tiến hóa quan trọng của nó hay có thể sự hủy diệt Paul Ehrlich và Gretchen Daily tính toán rằng, trung bình, có 220 quần thể tiến hóa đáng kể chomỗi loài Tính toán này có nghĩa rằng có đến 10 tỷ quần thể khác nhau Quyết định xem quần thể nào cần được bảo vệ trở thành một nhiệm vụ thậm chí còn khó khăn hơn nhiều

Kỹ thuật phân tử đang cách mạng hóa sự phân loại.

Càng ngày các kỹ thuật phân tích chuỗi DNA và các kỹ thuật phân tử khác càng cho chúng ta cái nhìn sâu hơn vào các mối quan hệ phân loại và tiến hóa Như đã mô tả trong chương 3, mỗi cá thể có một hệ thống di truyền độc đáo gọi là bộ gen Các gen được tạo thành từ hàng triệu hoặc hàng tỷ nucleotide trong DNA được sắp xếp theo một trình tự rất cụ thể nêu rõ các cấu trúc của tất cả các loại protein tạo nên cấu trúc tế bào và cách cấu tạo của mỗi cơ thể sinh vật Ngày nay trong những phiên toà, người ta

sử dụng việc phân tích DNA để nhận dạng quan hệ huyết thống với độ chính xác rất cao Công nghệ rất chính xác này đã được áp dụng để xác định các loài trong tự nhiên

Chỉ cần một lượng nhỏ mô là đủ để phân tích DNA, phân loại loài, hoặc thậm chí phân biệt từng cá thể động vật chỉ dựa trên các mẫu như lông vũ, lông, phân khi không thể có đầy đủ sinh vật sống Ví dụ, phân tích DNA cho thấy thịt cá voi được bán trong các siêu thị ở Nhật Bản là từ các loài được bảo vệ Chỉ cần lấy mẫu lông của linh miêu (mèo rừng) và gấu ở Bắc Mỹ cho phép phân tích di truyền mà không cần phải bắt được chúng Tương tự như vậy, một chi nhánh hổ mới (Tigris panthera jacksoni) đã được phát hiện tại Đông Nam Á dựa vào mẫu máu, da, lông thú từ vườn thú và bảo tàng mẫu vật (hình 11.3).Công nghệ mới này có thể giúp giải quyết những điểm chưa rõ ràng về phân loại trong bảo tồn Trong một số trường hợp một loài dường như phổ biến rộng rãi và ít nguy cơ, tuy nhiên trong thực tế lại bao gồm tổ hợp phức tạp các loài riêng biệt, một số trong đó là rất hiếm hoặc đang bị đe dọa Đó là trường hợp cho một loài bò sát New Zealand độc đáo, tuatara Nghiên cứu gen đánh dấu cho thấy chúng gồm hai loài riêng biệt, một trong số đó cần bảo vệ bổ sung Nghiên cứu tương tự đã chỉ ra rằng những con

cú đốm phương Bắc (Strix occidentalis caurina) là một phân loài khác biệt về mặt di truyền từ họ hàng của mình, cua đốm California (S occidentalis occidentalis) và cú đốm Mexico (S occidentalis Lucida), và

do đó xứng đáng được bảo vệ

Mặt khác, trong một số trường hợp phân tích gen cho thấy quần thể được bảo vệ chặt chẽ lại là họ hànggần gũi của một quần thể khác rất phong phú về số lượng Ví dụ, những con chuột túi thực dân từ Georgia là giống hệt nhau về mặt di truyền với những con chuột túi thông thường và có lẽ không thuộc loại nguy cấp Loài California gnatcatcher (polioptila californica californica), sống trong những bụi cây xô thơm ven biển giữa Los Angeles và biên giới Mexico, đã được liệt kê như là một loài bị đe dọa vào năm

1993, và hàng ngàn ha đất trị giá hàng tỷ đô la đã được khoanh vùng hạn chế phát triển nhằm bảo vệ loại này Tuy nhiên nghiên cứu di truyền cho thấy, quần thể này là không thể phân biệt từ với một loài đuôi đen (polioptila californica pontilis) vốn rất phong phú trong khu vực lân cận của Mexico Trong một

số trường hợp phân loại phân tử làm thay đổi quan điểm cơ bản của chúng ta về phát sinh loài và về cách chúng ta nghĩ về quá trình tiến hóa Ví dụ, các nghiên cứu về san hô và cnidarians khác (sứa biển và hải quỳ), cho thấy rằng chúng giống nhau về gen hơn với các loài linh trưởng so với giun và côn trùng Bằng chứng này cho thấy một phân nhánh của cây gia đình rất sớm trong quá trình tiến hóa hơn là một chuỗi duy nhất từ động vật bậc thấp đến động vật bậc cao

Có bao nhiêu loài?

Vào cuối thế kỷ XIX - kỷ nguyên của những khám phá tuyệt vời của nhân loại, các nhà khoa học tự tin tuyên bố rằng tất cả các dạng quan trọng của sinh vật sống trên trái đất sẽ sớm được phát hiện và đặt tên Hầu hết những cuộc tìm kiếm tập trung vào những loài có sức lôi cuốn như các loài chim và động vật có vú Thế nhưng các nghiên cứu gần đây về các sinh vật ít được chú ý như côn trùng và nấm lại pháthiện ra hàng triệu loài và giống mới cần phải được nghiên cứu một cách khoa học

Hãy suy nghĩ

So sánh các ước tính về các loài được biết đến và những loài đang bị đe dọa trong bảng 11.1 Liệu có thể

có sự cường điệu? Có phải chúng ta chỉ đơn giản là quan tâm quá nhiều đến một số sinh vật, Liệu có phải chúng ta thực sự đang là một mối đe dọa lớn đối với một số loài?

1,7 triệu loài được biết đến hiện nay (bảng 11.1) có lẽ chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số loài đang tồn tại Dựa trên tỷ lệ khám phá mới của các nghiên cứu thám hiểm, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới, phân loại học ước tính rằng có thể có khoảng từ 3 triệu đến 50 triệu loài khác nhau đang sống

Hình 11.3 Phân tích ADN phát hiện thấy một phân loài hổ mới (T panthera jacksoni) tại Malaysia Công

nghệ này đã trở thành thiết yếu trong sinh học bảo tồn

Trong thực tế, một số nhà phân loại học ước tính chỉ riêng côn trùng nhiệt đới đã có đến 30 triệu loài Đây là những giới hạn trên khi những ước tính giả định dựa trên mức độ cao về chuyên môn sinh thái đối với các loài côn trùng nhiệt đới Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây ở New Guinea, tìm thấy rằng cứ

51 loài thực vật là vật chủ của 900 loài côn trùng ăn thực vật Nghiên cứu này suy ra chỉ có không quá

4-6 triệu loài côn trùng trên toàn thế giới

Khoảng 65 phần trăm của tất cả các loài được biết đến là những động vật động không xương sống (như côn trùng, bọt biển, trai, và giun) Có thể phần lớn các sinh vật chưa được phát hiện là những động vật động không xương sống, và có thể động vật động không xương sống tạo thành đến 95 phần trăm của tất

cả các loài Cái gì tạo nên một loài vi khuẩn và virus? Những hiểu biết của chúng ta về mặt này ít hơn so với các sinh vật khác, nhưng chúng lại vô cùng đa dạng và phong phú về mặt sinh lý học di truyền đặc thù

Con số các loài nguy cấp hiện diện trong bảng 11.1 là niêm yết chính thức của Liên minh Quốc tế Bảo tồnThiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên (IUCN), nhưng chúng chỉ chiếm một phần nhỏ của những loài thực sự có nguy cơ Người ta ước tính rằng một phần ba của tất cả các động vật lưỡng cư, đang suy giảm

và bị đe dọa tuyệt chủng Chúng ta sẽ thảo luận về vấn đề này sau

Những điểm nóng có đa dạng sinh học đặc biệt cao

Trong tất cả các loài được phát hiện đang sống trên thế giới, chỉ có 10 đến 15 phần trăm sống ở Bắc Mỹ

và châu Âu Phần lớn các loài sinh vật khác nhau có xu hướng tập trung ở vùng nhiệt đới, đặc biệt là ở những khu rừng mưa nhiệt đới và rạn san hô Norman Myers, Russell Mittermeier, và những người khác

đã xác định các điểm nóng đa dạng sinh học có chứa ít nhất 1.500 loài đặc hữu (những loài không có ở nơi nào khác) và đã mất ít nhất 70 phần trăm của môi trường sống của chúng do, ví dụ, nạn phá rừng và các loài xâm lấn Sử dụng thực vật và động vật có xương trên đất liền làm vật chỉ thị, họ đã đề xuất 34 điểm nóng cần được ưu tiên cao cho việc bảo tồn bởi vì chúng có đa dạng sinh học cao và đồng thời có nguy cơ cao bị xâm hại bởi các hoạt động của con người (hình 11.4) Mặc dù những điểm nóng này chỉ chiếm 1,4 phần trăm diện tích đất trên thế giới, nhưng đó lại là nhà của ba phần tư số động vật có vú, chim, động vật lưỡng cư bị đe dọa nhất trên thế giới Các điểm nóng cũng chiếm khoảng một nửa trong

số tất cả các loài thực vật bậc cao được biết đến và 42 phần trăm của tất cả các loài có xương sống trên cạn Các điểm nóng nhất có tười là các đảo nhiệt đới, như Madagascar, Indonesia, và Philippines, nơi bị

cô lập về địa lý đã dẫn đến một số lượng lớn các loài thực vật và động vật độc đáo Điều kiện khí hậu đặcbiệt, chẳng hạn như ở Nam Phi, California, và lưu vực Địa Trung Hải, tạo ra các loài động, thực vật rất đặc biệt

Một số khu vực với đa dạng sinh học cao, chẳng hạn như Amazon, New Guinea, và các lưu vực Congo không có trong bản đồ điểm nóng này vì phần lớn diện tích đất ở đó tương đối không bị xáo trộn Các nhóm khác có các tiêu chí khác nhau để xác định các khu vực bảo tồn quan trọng Các nhà sinh học thủy sản chỉ ra rằng các rạn san hô, vùng cửa sông, và bãi cát ngầm biển sở hữu một số cộng đồng động vật hoang dã đa dạng nhất trên thế giới, và cảnh báo rằng loài nước ngọt đang có nguy cơ tuyệt chủng hơn

so với những loài trên mặt đất Các nhà khoa học lo lắng rằng cách tiếp cận điểm nóng đã bỏ qua rất nhiều loài quý hiếm và các nhóm chính sống trong các khu vực ít đan dạng sinh học (ví dụ các nơi lạnh) Ngoài ra, gần một nửa trong số tất cả các vật có xương sống trên cạn không có đại diện tại các điểm nóng của Myers Tập trung vào một vài điểm nóng cũng không nhận ra tầm quan trọng của một số loài

và hệ sinh thái cho con người Ví dụ, đất ngập nước, có thể chỉ chứa một vài loài thực vật phổ biến, nhưng chúng đảm nhận các dịch vụ sinh thái có giá trị, chẳng hạn như lọc nước, điều tiết lũ, và phục vụ

như là vườn ươm cho cá Một số nhà bảo tồn cho rằng chúng ta nên tập trung vào việc bảo vệ các cộng đồng sinh học quan trọng hoặc cảnh quan chứ không phải là loài quý hiếm.

Hình 11.4 Những "điểm nóng" về đa dạng sinh học xác định bởi Bảo tồn Quốc tế, thường nằm trongvùng khí hậu nhiệt đới hoặc Địa Trung Hải và trên các đảo, bờ biển, hoặc núi nơi có nhiều môi trườngsống thuận lợi và tồn tại các rào cản vật lý tạo ra sự cách biệt Các con số trên bản đồ chỉ số loài đặc hữu

Nguồn: Bảo tồn Quốc tế, 2005

Các nhà nhân chủng học đã chỉ ra rằng vùng có đa dạng sinh học cao cũng là nơi có sự đa dạng văn hóa cao (xem hình 1.20) Tuy nhiên đây không phải là một mối tương quan chính xác; một số quốc gia, như Madagascar, New Zealand, và Cuba, với một tỷ lệ phần trăm cao của các loài đặc hữu, chỉ có một vài nhóm văn hóa Tuy nhiên, môi trường sống đa dạng và năng suất sinh học cao của những nơi như Indonesia, New Guinea, và Philippines cũng đã thúc đẩy sự đa dạng văn hóa Bằng cách bảo tồn một số 7.200 nhóm ngôn ngữ được công nhận trong thế giới – mà hơn một nửa trong số đó được dự báo sẽ biến mất trong thế kỷ này – chúng ta cũng có thể bảo vệ được sự phát triển một cách tự nhiên của một

số nền văn hóa

11.2 Chúng ta được hưởng lợi như thế nào từ đa dạng sinh học?

Chúng ta hưởng lợi ích từ các sinh vật khác bằng nhiều cách, một số trong đó chúng ta không đánh giá cao cho đến khi một loài cụ thể hay cộng đồng biến mất Ngay cả các sinh vật có vẻ mơ hồ và không đáng kể có thể đóng vai trò không thể thay thế trong các hệ thống sinh thái, là nguồn gốc của gen hoặc một loại dược liệu một ngày nào đó có thể là không thể thiếu

Tất cả các thực phẩm của chúng ta đến từ các sinh vật khác

Nhiều loài thực vật hoang dã đóng góp quan trọng đối với nguồn cung cấp thực phẩm cho con người, hoặc như là loại cây trồng mới hoặc như một nguồn vật liệu di truyền để cung cấp khả năng kháng bệnh hoặc đặc tính mong muốn khác đố với cây trồng Norman Myers ước tính rằng có tới 80.000 loài thực vật hoang dã ăn được mà con người có thể sử dụng Những dân làng ở Indonesia sử dụng khoảng 4.000 loài thực vật và động vật bản địa cho thực phẩm, dược phẩm, và các sản phẩm có giá trị khác Một vài loài đã được thăm dò để có thể thuần hóa hay canh tác rộng rãi hơn Một nghiên cứu năm 1975 của Viện Hàn lâm Khoa học (Mỹ) nhận thấy rằng Indonesia có 250 loại trái cây ăn được, nhưng chỉ có 43 trong số đó đã được trồng rộng rãi (hình 11,5)

Hình 11.5 Măng cụt từ Indonesia đã được gọi là trái cây ngon nhất của thế giới, nhưng chúng khôngđược biết đến nhiều trên thế giới Có thể có hàng ngàn loại cây trồng truyền thống khác và các nguồn

thực phẩm tự nhiên có giá trị như thế nhưng đang bị đe dọa tuyệt chủng

Các sinh vật sống giúp chúng ta có nhiều loại thuốc và biệt dược hữu ích

Hơn một nửa trong số tất cả các loại thuốc hiện đại là có nguồn gốc từ các loài hoang dã hoặc phỏng theo theo mô hình các hợp chất tự nhiên từ các loài hoang dã (bảng 11.2) Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc ước tính giá trị của các sản phẩm dược phẩm có nguồn gốc từ thực vật phát triển trên thế giới, động vật, vi sinh vật đạt hơn $ 30 tỷ USD mỗi năm Các cộng đồng bản địa người đã bảo vệ và nuôi dưỡng sự đa dạng sinh học được sử dụng để cung cấp các sản phẩm này lại ít được hưởng lợi từ nguồn tài nguyên này Nhiều người cho đó là một sự vi phạm bản quyền ("biopiracy") và kêu gọi đánh thuế tài nguyên cho tri thức dân gian và tài nguyên thiên nhiên Hãy xem xét những câu chuyện thành công của vinblastine và vincristine - những alkaloids chống ung thư có nguồn gốc từ cây dừa cạn Madagascar (Catharanthus roseus) (hình 11.6) Chúng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và điều trị rất hiệu quả trong một số loại ung thư Trước khi các loại thuốc này được giới thiệu, bệnh bạch cầu ở trẻ em luôn gây tử vong Giờ đây tốc độ miễn giảm cho một số bệnh bạch cầu ở trẻ em là 99 phần trăm Chỉ một vài năm trước đây, bệnh Hodgkin có tỉ lệ chết 98 phần trăm nhưng bây giờ là chỉ có 40 phần trăm chết người, nhờ vào các hợp chất này Tổng giá trị của cây dừa cạn là khoảng 150 triệu US$ đến 300 triệu US$ mỗi năm, mặc dù Madagascar chỉ thu được rất ít lợi nhuận Các công ty dược đang tích cực thăm dò cho các sản phẩm hữu ích ở nhiều nước nhiệt đới Merck, công ty y sinh học lớn nhất thế giới của Mỹ, đã nộp 1.400.000 US$ cho Instituto Nacional de Biodiversidad (INBIO) của Costa Rica để lấy mẫuthực vật, côn trùng, vi khuẩn để phục vụ việc nghiên cứu các ứng dụng y học INBIO là một sự hợp tác tưnhân và cộng đồng, đào tạo người bản địa "parataxonomist" để xác định vị trí và danh mục cho tất cả các hệ thực vật bản địa và động vật-từ 500.000 đến 1 triệu loài ở Costa Rica Nỗ lực này có thể là một

mô hình tốt cho cả việc thu thập thông tin khoa học cũng như là một cách để các nước đang phát triển được chia sẻ lợi nhuận từ các nguồn tài nguyên tự nhiên của họ

Bảng 11.2 Một số Sản phẩm thuốc có nguồn gốc tự nhiên

Quinine Chincona vỏ Sốt rét điều trị Diosgenin Mexico thuốc yam sinh-Kiểm Cortisone Mexican yam chống viêm điều trị cytarabine Sponge Leukemia chữa vinblastine, thuốc chống ung thư thực vật

Periwinkle vincristine Reserpine Rauwolfia Hypertension thuốc Bee Bee nọc Arthritis cứu trợ Allantoin loài ruồi ấu trùng vết thương chữa lành Morphine Poppy

Công ước Liên hợp quốc về đa dạng sinh học đòi hỏi một sự chia sẻ công bằng hơn các lợi ích từ khai thác tự nhiên giữa các nước giàu và nghèo Những người đi tìm nguồn sản phẩm sinh học quý khám phá

ra gen hữu ích hoặc phân tử sinh học trong các loài bản địa sẽ được yêu cầu chia sẻ lợi nhuận với các quốc gia nơi sở hữu các loài đó Đây không chỉ là một đòi hỏi về sự công bằng mà nó còn khuyến khích các nước nghèo bảo vệ di sản thiên nhiên của họ

Đa dạng sinh học cung cấp các dịch vụ sinh thái

Cuộc sống con người gắn bó chặt chẽ với các dịch vụ sinh thái được cung cấp bởi các sinh vật khác Sự hình thành đất, xử lý chất thải, làm sạch không khí và nước, chu kỳ dinh dưỡng, hấp thụ năng lượng mặt trời và quản lý các chu trình sinh địa, thủy văn… tất cả phụ thuộc vào sự đa dạng sinh học của cuộc sống (chương 3) Tổng giá trị của các dịch vụ sinh thái là ít nhất 33000 tỉ US$ mỗi năm bằng khoảng một nửa tổng GNP thế giới

Hiện có rất nhiều tranh cãi về vai trò của đa dạng sinh học trong hệ sinh thái ổn định Có thể thấy rằng

có nhiều loại sinh vật sẽ làm cho một cộng đồng tốt hơn, có thể chịu được hoặc phục hồi từ sự xáo trộn, nhưng rất ít các nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ một cách rõ ràng mối quan hệ này Trường hợp nghiên cứu (Case study) mở đầu chương này mô tả một trong những nghiên cứu nổi tiếng nhất của mối quan hệ ổn định / đa dạng

Bởi vì chúng ta không hiểu đầy đủ về mối quan hệ phức tạp giữa các sinh vật, chúng ta thường ngạc nhiên và thất vọng về các tác động của việc loại bỏ các thành viên dường như không đáng kể của cộng đồng sinh học Ví dụ, các loài côn trùng hoang dã cung cấp một dịch vụ có giá trị nhưng thường không được công nhận trong việc ức chế sâu bênh và các sinh vật mang bệnh thực Người ta ước tính rằng 95 phần trăm của các loài gây hại tiềm năng và các sinh vật mang bệnh trên thế giới được điều khiển bởi các loài khác lấy chúng làm con mồi hoặc cạnh tranh với chúng theo một số cách Nhiều nỗ lực không thành công để kiểm soát sâu bệnh bằng hóa chất tổng hợp (chương 9) đã chỉ ra rằng đa dạng sinh học cóthể cung cấp các dịch vụ kiểm soát dịch hại cần thiết.

Hình 11.6 Các cây dừa cạn hồng từ Madagascar cung cấp các loại thuốc chống ung thư để điều trị bệnh

bạch cầu ở trẻ em và bệnh Hodgkin

Hình 11.7 Theo dõi chim (Birdwatching) và quan sát động vật hoang dã khác đóng góp hơn triệu 29 triệu

US$ mỗi năm cho nền kinh tế Mỹ

Đa dạng sinh học cũng mang đến cho chúng ta nhiều lợi ích thẩm mỹ và văn hóa

Hàng triệu người thưởng thức săn bắn, câu cá, cắm trại, đi bộ đường dài, ngắm động vật hoang dã, và các hoạt động ngoài trời khác dựa vào thiên nhiên Những hoạt động này giúp chúng ta khỏe mạnh bằngcách cung cấp bài tập thể dục thêm sinh lực Tiếp xúc với thiên nhiên cũng có thể giúp hồi phục tâm lý vàtình cảm Trong một số nền văn hóa, thiên nhiên mang ý nghĩa tâm linh, và một loài cụ thể hoặc cảnh quan có thể được gắn bó chặt chẽ với một ý thức về bản sắc và ý nghĩa Nhiều triết lý đạo đức và truyền

thống tôn giáo cho rằng chúng ta có một trách nhiệm đạo đức để chăm sóc và bảo vệ "tất cả các loài" một cách tốt nhất theo khả năng của chúng ta (chương 2)

Đánh giá cao tự nhiên là rất quan trọng về mặt kinh tế Hiệp hội nghề Cá và Động vật hoang dã ước tính rằng người Mỹ chi tiêu 104 tỉ US$ mỗi năm vào vui chơi giải trí liên quan đến thiên nhiên hoang dã (hình 11.7) Trong khi đó họ dành $ 81 tỉ US$ mỗi năm cho việc mua sắm xe ô tô mới Bốn mươi phần trăm người lớn thưởng thức động vật hoang dã, trong đó có 39 triệu người săn bắt động vật hoang dã

và đánh cá, 76 triệu người xem, cho chúng ăn, hoặc chụp ảnh vớiđộng vật hoang dã Du lịch sinh thái có thể là một hình thức tốt cho phát triển kinh tế bền vững, mặc dù chúng ta phải cẩn thận để không lạm dụng địa điểm và các nền văn hóa, chúng ta đến thăm

11.3 Điều gì đe dọa đa dạng sinh học?

Sự tuyệt chủng, tức là sự biến mất của một loài, là một quá trình bình thường của thế giới tự nhiên Loài chết đi và được thay thế bởi những loài khác, thường con cháu của chúng, như là một phần của sự tiến hóa Trong các hệ sinh thái không bị xáo trộn, tốc độ tuyệt chủng trung bình là một loài bị mất mỗi thập

kỷ Tuy nhiên, trong thế kỷ này, tác động của con người lên các quần thể và hệ sinh thái đã đẩy nhanh tốc độ đó, khiến hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn loài, phân loài, và giống bị tuyệt chủng mỗi năm Nếu xu hướng hiện nay tiếp tục, chúng ta có thể phá hủy hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật trong vài thập kỷ tới Trong phần này chúng ta sẽ xem xét một số cách mà con người đe dọa đa dạng sinh học

Tuyệt chủng là một quá trình tự nhiên

Việc nhiên cứu các mẫu hóa thạch cho thấy rằng hơn 99 phần trăm của tất cả các loài đã từng tồn tại trước đây thì hiện nay đã tuyệt chủng Hầu hết các loài đã biến mất từ lâu trước khi con người xuất hiện trên Trái Đất Loài phát sinh thông qua các quá trình đột biến và chọn lọc tự nhiên, và chúng biến mất cùng một cách đó (chương 4) Thường thì các hình thức mới thay thế cha mẹ của chúng Ví dụ, các Hypohippus nhỏ, đã được thay thế bởi những con ngựa hiện đại lớn hơn nhiều, nhưng hầu hết các gen của nó có lẽ vẫn còn tồn tại trong các thế hệ con cháu rất xa của nó Định kỳ, sự tuyệt chủng hàng loạt

đã xóa sổ một số lượng lớn các loài (bảng 11.3) Các nghiên cứu những sự kiện xảy ra vào cuối kỷ Phấn Trắng cho thấy khủng long biến mất cùng với ít nhất 50 phần trăm của chi tồn tại khi đó và 15 phần trămcủa các gia đình động vật biển Một thảm họa còn lớn hơn xảy ra vào cuối kỷ Permi khoảng 250 triệu năm trước, khi 95 phần trăm của tất cả các loài sinh vật biển và gần một nửa trong số tất cả các họ thực vật và động vật chết trong khoảng thời gian khoảng 10.000 năm, một thời gian ngắn so với thời gian địa chất Các lý thuyết hiện tại cho thấy rằng những thảm họa này gây ra bởi những thay đổi khí hậu mà nguyên nhân là do hành tinh lớn va vào trái đất

Bảng 11.3 Diệt chủng

Nhiều nhà sinh thái học lo lắng rằng sự thay đổi khí hậu toàn cầu gây ra bởi sự phát thải khí nhà kính của chúng ta vào trong khí quyển có thể có tác dụng tương tự như những thảm họa nói trên (Chương 15)

Chúng ta đang đẩy nhanh tốc tuyệt chủng

Tốc độ tuyệt chủng các loài hiện đã tăng lên đáng kể trong 150 trở lại đây Dường như giữa năm 1600 và

1850, các hoạt động của con người đã gây ra sự tuyệt chủng của hai hoặc ba loài mỗi thập kỷ Theo một

số ước tính, chúng ta đang mất đi hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn lần tốc độ tuyệt chủng tự nhiên Nếu xu hướng hiện nay tiếp tục, Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc cảnh báo, một nửa các loài động vật linh trưởng và một phần tư các loài chim có thể bị tuyệt chủng trong 50 năm tới Nhà sinh vật học nổi tiếng EO Wilson cho rằng mối đe dọa mất đa dạng sinh học hiện nay có thể có nhiều bất ngờ hơnbất kỳ sự tuyệt chủng hàng loạt nào trước đây Một số nhà sinh vật học gọi đây là sự kiện tuyệt chủng hàng loạt thứ sáu, nhưng lần này nó không phải do các tiểu hành tinh hoặc các núi lửa, mà chính là do tác động của con người

Dự đoán chính xác về tổn thất đa dạng sinh học là khó khăn khi nhiều loài có thể chưa được xác định Hầu hết các dự đoán sự tuyệt chủng hàng loạt do con người gây ra là dựa trên một giả định rằng khu vực môi trường sống và sự phong phú các loài có mối tương quan hết sức chặt chẽ EO Wilson tính toán,

ví dụ, nếu bạn chặt phá 90 phần trăm một khu rừng, bạn sẽ làm tuyệt chủng ít nhất một nửa số loài vốn

có ở đó Tuy nhiên, trong một số các cộng đồng sinh học được nghiên cứu, điều này dường như không phải là sự thật Ví dụ, hơn 90 phần trăm rừng mùa khô Costa Rica, đã được chuyển đổi sang đồng cỏ đất,nhưng nhà côn trùng học Dan Janzen báo cáo rằng chỉ có hơn 10 phần trăm của hệ thực vật và động vật ban đầu có vẻ như đã bị mất vĩnh viễn Wilson và những người khác đáp lại rằng dấu tích còn lại của các loài bản địa có thể còn được lưu lại tạm thời, nhưng về lâu dài chúng sẽ phải chịu số phận tuyệt chủng

do không có môi trường sống phù hợp

Tuy nhiên, rõ ràng là môi trường sống đang bị hủy hoại ở nhiều nơi, và rằng nhiều loài đã ít phong phú hơn so với chúng một thời đã có E.O Wilson tóm tắt mối đe dọa đa dạng sinh học từ con người bằng những chữ cái HIPPO là viết tắt của Habitat destruction, Invasive species, Pollution, Population (human), and Overharvesting (hủy diệt môi trường sống, xâm hại loài, ô nhiễm, dân số (người), và khai thác quá mức) Ta hãy xem chi tiết từng vấn đề

Tiêu hủy môi trường sống

Mối đe dọa tuyệt chủng quan trọng nhất đối với hầu hết các loài, đặc biệt là các loài trên mặt đất là mất môi trường sống Có lẽ ví dụ rõ ràng nhất của sự phá hủy môi trường sống trệt phá rừng và chuyển đổi của đồng cỏ để làm ruộng Như trường hợp nghiên cứu (case study) cho thấy, mối đe dọa lớn nhất đối với con Cú đốm phương Bắc là sự mất mát của những cánh rừng già nơi mà chúng phụ thuộc Hình 11.8 cho thấy một số các khu vực quản lý cú xác định bởi các Dịch vụ Cá và Động vật hoang dã ở miền tây Oregon Trước khi người châu Âu đến định cư, gần như tất cả các khu vực này là những cánh rừng bạt ngàn có cấu trúc phức tạp, rất lý tưởng cho Cú đốm Mặc dù các môi trường sống vẫn còn như những mảnh vá loang lổ trên bản đồ, nhiều vùng đã bị thoái hóa nghiêm trọng do hoạt động của con người (khu vực màu vàng) và chúng sẽ không còn có thể đủ môi trường sống cho 20 cặp cú sinh sản

Hình 11.8 Một phần của miền tây Oregon và phía bắc California cho thấy một số trong số 133 khu vựcquản lý cú xác định bởi Hiệp hội Cá và Động vật hoang dã Chú ý rằng trong khi hầu hết các môi trườngsống dọc theo phía tây của dãy núi Cascade có thể hỗ trợ 20 cặp cú giống hoặc nhiều hơn, thì hầu hếtcác khu vực trong Coastal Range là đã quá xuống cấp để hỗ trợ số cặp cú như vậy Phía Đông củaCascades, rừng lại quá dễ cháy để cung cấp môi trường sống đáng tin cậy cho cú đốm Nguồn: Hoa Kỳ

Fish and Wildlife Service, 2008

Hãy chú ý những vùng có kẻ ô vuông trên bản đồ Để khuyến khích xây dựng đường sắt ở thế kỷ XIX, chính phủ Mỹ đã cho Công ty Đường sắt Bắc Thái Bình Dương 40 triệu mẫu Anh (16 triệu ha) đất công

cộng như một khoản giúp đỡ tài chính để xây dựng đường sắt Các công ty đường sắt được phép buôn bán đất ở Great Plains nơi có giá trị về khai thác gỗ ở Tây Bắc Thái Bình Dương Bằng cách lựa chọn các khu vực xen kẽ (một khu là một dặm vuông hoặc 640 acre hoặc 260 ha), các công ty có thể giành quyền kiểm soát một khu vực thậm chí còn lớn hơn bởi vì không ai có thể vượt qua đất của họ để thu hoạch gỗ trên những khu vực khác ở gần đó

Phân mảnh rừng bằng cách đốn hạ cây (xem ảnh mở đầu của chương này), kết quả là làm mất đi những đặc tính của rừng già vốn cần thiết cho môi trường sống của nhiều loài như cú đốm Mặc dù còn một nửa rừng có thể vẫn chưa bị chặt hạ trong nhiều hoạt động khai thác gỗ, hầu hết những gì còn lại trở thành bìa rừng (xem hình 4.25)

Đôi khi chúng ta tiêu diệt môi trường sống do tác dụng phụ của khai thác tài nguyên, chẳng hạn như khaithác mỏ, xây dựng đập, và các phương pháp đánh bắt cá bừa bãi Ví dụ, khi khai thác bề mặt, người ta phải bóc tách bỏ lớp đất bề mặt ra khỏi đất bao gồm tất cả mọi thứ phát triển trên nó Chất thải từ các hoạt động khai thác khoáng sản có thể chôn vùi thung lũng và các dòng suối với chất liệu độc hại (xem loại bỏ đỉnh núi, chương 14) Việc xây dựng các đập gây ngập lụt môi trường sống quan trọng dưới lòng

hồ chứa và phá hủy các nguồn thực phẩm và môi trường sống của một số loài thủy sản Phương pháp đánh bắt hiện nay chúng ta là rất không bền vững Một trong những kỹ thuật đánh bắt hủy diệt nhất là lưới vét đáy, trong đó lưới nặng được kéo qua đáy biển, bắt lên mọi sinh vật và phá vỡ các cấu trúc đáy thành đống vỡ vụn vô hồn (chương 9)

Các khu vực chia nhỏ, phân tán của môi trường sống thường là không đủ để duy trì một bộ sưu tập các loài hoàn chỉnh Động vật có vú lớn, như hổ hay sói, cần khu vực rộng lớn không có sự xâm lấn của con người Ngay cả loài mà cần ít không gian riêng cũng phải chiujtoonr thất khi môi trường sống bị phân chia thành mảnh nhỏ, cô lập Nếu các khu vực can thiệp tạo ra một rào cản trên con đường di cư, quần thể bị cô lập trở nên nhạy cảm với các thảm họa môi trường như thời tiết, bệnh dịch Chúng cũng có thể

bị dị tật bẩm sinh và dễ bị sai sót di truyền (chương 6)

Các loài ngoại lai

Một mối đe dọa lớn đối với đa dạng sinh học bản địa ở nhiều nơi là từ các loài vô tình hoặc cố tình được mang đến Chúng được gọi bằng nhiều cái tên như: kẻ xâm lược ngoài hành tinh, kỳ lạ, không có nguồn gốc, không phải bản địa, không mong muốn, gây rối, hoặc - loài xâm hại Những kẻ di cư thường phát triển mạnh nơi chúng được tự do không bị ăn thịt, không bệnh tật, không bị hạn chế nguồn tài nguyên, những thứ vốn có thể kiểm soát số lượng của chúng Mặc dù con người có thể vận chuyển các sinh vật vào môi trường sống mới từ hàng ngàn năm, nhưng tốc độ di chuyển đã tăng mạnh trong những năm gần đây cùng với sự gia tăng rất lớn về tốc độ và khối lượng của du lịch bằng đường hàng không, đường thủy và đường bộ Chúng ta di chuyển các loài trên thế giới bằng nhiều cách khác nhau Một số được cố tình phát tán bởi vì mọi người tin rằng chúng có tính thẩm mỹ cao hay có lợi ích kinh tế cao Những loài khác tình cờ quá giang một chuyến trong hầm tàu, trong thùng gỗ đóng hầng, bên trong vali hoặc container, trong đất của cây trồng trong chậu, và ngay cả trên giày của con người

Hơn 300 năm qua, khoảng 50.000 loài ngoại lai đã định cư tại tại Hoa Kỳ Nhiều trong số đó như ngô, lúa

mì, gạo, đậu nành, gia súc, gia cầm và ong mật, đã được có đóng góp cả lợi ích xã hội và lợi ích kinh tế Ít nhất 4.500 loài trong số này đã thành những quần thể sống tự do, trong đó 15 phần trăm gây thiệt hại

về môi trường và kinh tế (fig 11.9) Loài xâm lấn đã gây thiệt hại ước tính 138 tỉ US$ của Hoa Kỳ và làm thay đổi mãi mãi nhiều hệ sinh thái Sau đây là một vài ví dụ quan trọng của các loài xâm lấn:

• Một mối đe dọa lớn đối với con cú đốm bắc là cuộc xâm lược môi trường sống của mình bởi những cú sọc (Strix Varia) Ban đầu là một loài sinh sống ở phía đông, những người anh em họ lớn hơn của cú đốm

đã được di chuyển về phía tây, đến Bờ Tây vào cuối thế kỷ XX Giờ đây chúng xuất hiện ở suốt dải lãnh địa của cú đốm Cú sọc lớn hơn, hung dữ hơn, linh hoạt hơn về môi trường sống và chế độ ăn uống so với cú đốm Khi cú sọc di chuyển vào trong, cú đốm có xu hướng di chuyển ra ngoài Trong một dự án thử nghiệm, khi loại bỏ những con cú sọc dẫn đến tai sinh của cú đốm Điều này đặt ra câu hỏi liệu phù hợp về mặt đạo đức khi giết một loài cú để bảo vệ một loài cú khác

• Cỏ thi Á - Âu (myriophyllum spicatum L.) là một thực vật thủy sinh ngoại lai vốn sinh sống ở châu Âu, châu Á và châu Phi Các nhà khoa học tin rằng loại cỏ thi đã đến Bắc Mỹ vào cuối thế kỷ XIX trong chuyếntàu hàng Nó phát triển nhanh chóng và có xu hướng để tạo thành một tán cây rậm rạp trên mặt nước, trong đó chiếm chỗ của thực vật bản địa, ức chế dòng chảy, cản trở việc chèo thuyền, bơi lội, và câu cá Con người đã gieo mầm cho loại thực vật này vào nước, vận chuyển chúng từ thuyền lên bờ Thuốc diệt

cỏ và cắt cỏ bằn cơ khí có hiệu quả trong việc kiểm soát cỏ thi, nhưng tốn kém (lên đến $ 5,000 cho mỗi

ha mỗi năm) Cũng có lo ngại rằng các phương pháp trên có thể gây tổn hại cho các sinh vật khác Một loài mọt bản địa, Euhrychiopsis lecontei, đang được nghiên cứu như là một tác nhân kiểm soát sinh học

cỏ thi

• Kudzu nho (Pueraria lobata) đã bao phủ khu vực rộng lớn của miền đông nam Hoa Kỳ Được trồng lâu đời ở Nhật Bản cho rễ làm thức ăn, thuốc men, lá xơ và thân cây được sử dụng để sản xuất giấy, kudzu

đã được giới thiệu vào Mỹ bởi Dịch vụ Bảo tồn đất (Mỹ) (Soil Conservation Service) trong những năm

1930 để kiểm soát xói mòn Đáng tiếc là nó đã phát triển quá tốt Trong điều kiện lý tưởng ở ngôi nhà mới của mình, kudzu có thể tăng trưởng từ 18 đến 30 m chỉ trong một mùa Tiêu diệt tất cả mọi thứ trênđường đi của nó, gây ra thiệt hại hàng triệu đô la mỗi năm

Hình 11.9 Một vài trong số các loài xâm lấn khoảng 50.000 ở Bắc Mỹ Bạn có nhận ra loài nào trong số đó

xảy ra nơi bạn sinh sống? Bạn có biết những loài tương tự khác??

• Loài sâu đục thân màu lục bảo (agrilus planipennis) là một loài xâm lấn từ Siberia và miền bắc Trung Quốc Lần đầu tiên loài này được phát hiện tại Bắc Mỹ là vào mùa hè năm 2002 ở phía đông nam

Michigan và tại Windsor, Ontario Chúng được đưa vào Bắc Mỹ trong việc vận chuyển các tấm gỗ và thùng chứa bằng gỗ từ châu Á Chỉ trong tám năm sau chúng lây lan ra 13 tiểu bang từ West Virginia đếnMinnesota Sâu đục thân ngọc lục bảo trưởng thành có cơ thể màu vàng hoặc màu đỏ-xanh với cánh màu xanh lá cây ánh kim Hơn 40 triệu cây tro đã chết hoặc đang chết vì bị sâu đục thân tấn công, và hơn 7,5 tỷ cây có nguy cơ

• Trong năm 1970 một số loài cá chép, bao gồm cả cá mè hoa (Hypophthalmichthys nobilis), cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idella), và cá chép bạc (Hypophthalmichthys molitrix), được nhập khẩu từ Trung Quốc để kiểm soát tảo trong ao nuôi trồng thủy sản Đáng tiếc là chúng đã trốn thoát khỏi ao và đã sinh sooinayr nở rất dày đặc khắp lưu vực sông Mississippi Cá mè có thể phát triển đến 100 pounds (45 kg) Chúng nổi tiếng vì dễ dàng sợ hãi bởi các tàu thuyền và moto nước, nguyên nhân khiến chúng nhảy cao đến 8-10 feet (2,5-3 m) vào không khí Khi bạn đi du lịch bằng tàu thuyền, hay moto nước ở tốc độ 48

km / h (30 mph) mà bị một co cá lớn (do sợ hãi vì iếng ồn) lao lên khỏi mặt nước va vào bạn có thể đe dọa đến tính mạng Một lượng lớn tiền đã được chi nhằm ngăn chặn cá chép châu Á lan vào Hồ Lớn (Great Lakes), nhưng một số cá chép đã được tìm thấy ở tất cả các hồ lớn trừ Lake Superior

Sinh vật mang bệnh, hoặc mầm bệnh, cũng có thể được coi như loài ăn thịt Để thành công trong dài hạn, một tác nhân gây bệnh phải thiết lập được một sự cân bằng trong đó nó đủ mạnh mẽ để tái tạo giống nòi, nhưng không hủy hoại hoàn toàn vật chủ của nó Tuy nhiên, khi một bệnh được đưa vào môi trường mới, sự cân bằng này có thể không đạt và có thể gây ra một đại dịch cho khu vực này

Loài dẻ Mỹ đã từng là chủ đạo của nhiều khu rừng gỗ cứng miền Đông Trên dãy núi Appalachian, ít nhấttrong bốn cây thì một là dẻ Chúng thường cao trên 45 m (150 ft), đường kính 3 m (10 ft), phát triển nhanh chóng, và có khả năng nảy mầm nhanh chóng từ một vết cắt gốc, đó là giấc mơ của những người trồng rừng Các hạt chứa đầy dinh dưỡng của nó rất quan trọng cho các loài chim (như chim bồ câu rừng), động vật có vú, và con người Gỗ thẳng mịn, chống chịu được mục ruỗng, ánh sáng, và được sử dụng cho tất cả mọi thứ từ cột hàng rào, đồ nội thất mỹ nghệ, vỏ của nó được sử dụng chống nám da Năm 1904 có một chuyến hàng cây con từ Trung Quốc đưa một bệnh bạc lá do nấm đến Hoa Kỳ, và trong vòng 40 năm hạt dẻ Mỹ đã bị nhiễm bệnh gần hết Các nỗ lực đang được thực hiện để chuyển các gen chống bệnh này vào số cây dẻ Mỹ còn lại chưa bị nhiễm bệnh hay nỗ lực để tìm phương pháp kiểm soát sinh học đối với các loại nấm gây bệnh

Tất nhiên, con người mới là loài xâm lấn phổ biến nhất, làm thay đổi hệ sinh thái nhiều nhất Chúng ta chiếm đóng và thay đổi toàn bộ hành tinh Một nghiên cứu tính toán rằng những con bò hiền lành quen thuộc (Bos tarus), lại có nguy cơ đe dọa nhiều loài động, thực vật quý hiếm gấp ba lần so với bất kỳ kẻ xâm lấn nào khác bởi chúng gặm cỏ và dẫm nát thảm thực vật

Hệ sinh thái đảo đặc biệt nhạy cảm với các loài xâm lấn

New Zealand là một ví dụ điển hình của những thiệt hại bởi các loài xâm lấn hệ sinh thái đảo Sau khi đã tiến hóa hàng ngàn năm mà không có kẻ thù, hệ động thực vật của New Zealand là đặc biệt nhạy cảm với sự ra đời của các sinh vật ngoại lai Nơi sinh sống của hơn 3.000 loài đặc hữu, bao gồm các loài chim không bay được như kiwi và moas khổng lồ (một loài chim không bay lớn, giống đà điểu vốn có ở New Zealand đã tuyệt chủng) đã bị mất ít nhất 40 phần trăm của hệ thực vật và động vật bản địa và thực vật

kể từ khi con người đầu tiên đặt chân lên cách đây 1.000 năm Hơn 20.000 loài thực vật đã được đưa đến New Zealand, và ít nhất 200 trong số này đã trở thành dịch hại có thể tạo ra các vấn đề sinh thái và kinh tế lớn Nhiều động vật được đưa đến (cả vô tình và cố ý) cũng đã trở thành mối đe dọa lớn đối với

các loài bản địa Mèo, chuột, chuột, hươu, chó, dê, lợn và gia súc đi kèm theo người định cư tiêu thụ thực vật bản địa và ăn hoặc làm dịch chuyển các loài động vật hoang dã.

Hãy suy nghĩ: mèo nhà và mèo hoang dã ước tính giết 1 tỷ con chim và động vật có vú nhỏ ở Hoa Kỳ mỗi

năm Năm 2005, một dự luật đã được đưa ra trong các cơ quan lập pháp Wisconsin để phát động một chiến dịch săn bắn quanh năm đối với mèo hoang Bạn sẽ ủng hộ một biện pháp như vậy? Tại sao hoặc tại sao không? Liệu bạn có đề xuất các biện pháp khác để kiểm soát mèo ăn thịt?

Một trong những loài xâm lấn khét tiếng nhất là possum đuôi xù Úc (Trichosurus vulpecula) Loài vật có kích thước nhỏ, có túi lông này đã được đưa đến New Zealand vào năm 1837 với mục đích buôn bán lông thú Tại Úc, nơi số lượng của chúng được kiểm soát bằng chó hoang dingo, hỏa hoạn, dịch bệnh, thảm thực vật không thích hợp, possum là rất hiếm và đang bị đe dọa Nhưng ở New Zealand chúng được giải thoát khỏi những ràng buộc đó, các quần thể possum bùng phát Giờ đây ít nhất 70 triệu con thú đó tiêu thụ khoảng 7 triệu tấn thảm thực vật mỗi năm trong ngôi nhà mới của chúng Chúng phá hủymôi trường sống cần thiết của các loài bản địa New Zealand, và cũng ăn trứng, tỏ chim, và thậm chí cả chim trưởng thành của những loài thiếu khả năng để tránh kẻ thù

Vài chục hải đảo của New Zealand đã tuyên bố trở thành khu bảo tồn thiên nhiên Các nỗ lực đang được thực hiện để loại bỏ các loài xâm hại và khôi phục lại các loài nguy cấp và hệ sinh thái bản địa Một trongnhững ví dụ thành công nhất là đảo Kapiti, ngoài khơi bờ biển phía tây nam của đảo Bắc Trong những năm 1980, Cục Bảo tồn đã tận diệt 22.500 con possum đuôi xù có túi-cùng với tất cả những con mèo hoang, chồn, chuột hương lông trắng, chồn, chó, lợn, dê, bò, và con chuột trên hòn đảo rộng 2 km Những lợi ích sinh thái là ngay lập tức rõ ràng Thảm thực vật bản địa xuất hiện trở lại từ những hạt giống còn lại trong đất nảy mầm mà không bị ăn thịt bởi động vật ăn cỏ nhập cư Nhiều loài chim bản địa, như kiwi nhỏ màu nâu, saddleback, stitchbird, kokako, and takahe, những loài rất hiếm và đang bị

đe dọa trên các hòn đảo chính nay sinh sản thành công trong môi trường không có động vật ăn thịt

Hình 11.10 Dạ dày một con đại bàng hói chứa đạn chì, được tiêu thụ cùng với con mồi của nó Việc sửdụng chì trong lưới đánh bắt cá và săn bắn vẫn là một nguyên nhân chính gây nhiễm độc chì ở thủy cầm

và động vật ăn cá

Ô nhiễm

Từ lâu chúng ta đã được biết rằng các chất ô nhiễm độc hại có thể có những ảnh hưởng to lớn đến địa các quần thể sinh vật Theo những số liệu nghiên cú vào những năm 1970, thuốc trừ sâu có liên quan đến sự sụt giảm số lượng loài ăn thịt bậc 3, chẳng hạn như đại bàng, chim ưng biển, chim ưng, và chim

bồ nông Sự suy giảm số lượng của các loài động vật biển như cá sấu, cá và động vật hoang dã khác cảnhbáo chúng ta về mối liên quan giữa ô nhiễm và sức khỏe Mối liên hệ này đã dẫn đến một môn học mới của y học bảo tồn (chương 8) Những cái chết bí ẩn của hàng ngàn con hải cẩu trên cả hai bờ Đại Tây Dương trong những năm gần đây được cho là có liên quan đến sự tích tụ lâu dài của các hydrocacbon chứa clo, như DDT, PCBs và dioxin trong mỡ gây ra sự suy yếu hệ thống miễn dịch làm cho động vật dễ

bị tổn thương do nhiễm trùng Tương tự, tỷ lệ tử vong của sư tử biển Pacific, cá voi trắng ở cửa sông St Lawrence, và cá heo sọc ở Địa Trung Hải được cho là gây ra bởi sự tích tụ của các chất ô nhiễm độc hại Nhiễm độc chì là một nguyên nhân chính gây tử vong cho nhiều loài động vật hoang dã Các loài chim kiếm ăn ở đáy nước (bùn) nước chẳng hạn như loài vịt, thiên nga, hạc, cò, ăn phải những viên đạn chì rơixuống hồ hoặc đầm lầy (fig 11.10) Chúng lưu trữ những viên đạn chì đó, thay vì đá, trong mề của chúng, và chì dần dần tích lũy trong máu và các mô tế bào khác Hiệp hội Cá và Động vật hoang dã ước tính 3.000 tấn đạn chì được vãi ra hàng năm ở các vùng đất ngập nước và rằng khoảng 2 đến 3 triệu chim nước chết mỗi năm do ngộ độc chì

Dân số

Sự tăng trưởng dân số loài người đe dọa đến đa dạng sinh học bằng nhiều cách Nếu mô hình tiêu thụ của chúng ta vẫn không đổi thì với nhiều người hơn, chúng ta sẽ cần phải khai thác gỗ nhiều hơn, bắt nhiều cá hơn, cày nhiều đất đai cho nông nghiệp, khai thác nhiều hơn nhiên liệu hóa thạch và khoáng sản, xây dựng nhiều nhà, và sử dụng nhiều nước hơn Tất cả những nhu cầu ấy tác động đến các loài hoang dã Trừ khi chúng ta tìm ra cách để làm tăng đáng kể năng suất cây trồng trên một đơn vị diện tích, chúng ta sẽ càng mất nhiều đất hơn hiện đang được canh tác để nuôi sống mọi người, khi dân số của chúng ta tăng lên đến 8-10 tỉ như dự đoán Điều này sẽ càng đúng nếu chúng ta từ bỏ nông nghiệp thâm canh (nhưng năng suất cao) và chuyển sang canh tác bền vững hơn Đường cong tăng trưởng dân

số con người đang chững lại (chương 7), nhưng vẫn chưa rõ liệu chúng ta có thể giảm bớt sự bất bình đẳng toàn cầu và cung cấp một cuộc sống chấp nhận được cho tất cả mọi người trong khi vẫn bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên lành mạnh và mức độ đa dạng sinh học cao

Khai thác quá mức

Khai thác quá mức là thủ phạm của sự suy giảm hoặc tuyệt chủng của nhiều loài Một ví dụ kinh điển là

sự hủy diệt của chim bồ câu rừng của Mỹ (Ectopistes migratorius) Mặc dù nó chỉ sông ở miền đông Bắc

Mỹ, 200 năm trước đây có lẽ chim phong phú nhất thế giới, với số lượng 3-5 tỉ con (fig 11.11) Một thời loài chim này chiếm khoảng một phần tư của tất cả các loại chim ở Bắc Mỹ Vào năm 1830, John James Audubon thấy một đàn chim này ước tính rộng mười dặm, dài hàng trăm dặm, và cho là có khoảng một

tỷ con chim Bất chấp sự phong phú này, thị trường săn bắt và sự mất môi trường sống đã gây ra sự tyệt chủng chỉ trong khoảng 20 năm, từ năm 1870 đến năm 1890 Các loại bồ câu rừng hoang dã nổi tiếng cuối cùng đã bị bắn vào năm 1900, và con chim bồ câu rừng cuối cùng, một con cái được đặt tên là Martha, đã qua đời vào năm 1914 tại vườn thú Cincinnati

Hình 11.11 Một cặp bồ câu rừng (Ectopistes migratorius) Thành viên cuối cùng của loài này chết tại

vườn thú Cincinnati vào năm 1914

Cùng trong khoảng thời gian tương tự mà chim bồ câu rừng bị tuyệt chủng, loài bò bison hay trâu rừng (Bison bison) ở Mỹ đã bị săn bắt đến gần như tuyệt chủng trên Great Plains Năm 1850, khoảng 60 triệu con bò bison còn đi lang thang các vùng đồng bằng phía tây Nhiều con đã bị giết chết chỉ để lấy da hoặc lưỡi, để lại hàng triệu xác chết thối rữa Một số sự tiêu diệt của bò rừng được thực hiện bởi quân đội Mỹ

để người dân bản địa, những người vốn phụ thuộc vào bò bizon để lấy thực phẩm, quần áo và lều ở sẽ

bị tước đoạt nguồn tài nguyên này và do đó bị quân đội dồn vào các khu định cư tập trung Đến năm

1900 chỉ còn lại khoảng 150 con bò rừng hoang dã và 250 con trong điều kiện nuôi nhốt

Nguồn cá đã bị cạn kiệt nghiêm trọng bởi đánh bắt quá mức ở nhiều nơi trên thế giới Một sự gia tăng rất lớn về quy mô, kích thước các đội tàu đánh cá và hiệu quả đánh bắt trong những năm gần đây đã dẫn đến một thảm họa của nhiều quần thể sinh vật trong đại dương Trên toàn thế giới, 13 trong số 17 khu câu cá chủ yếu hiện nay được báo cáo là đã cạn kiện đối với việc đánh bắt cá thương mại hoặc suy giảm mạnh Ít nhất ba phần tư của tất cả các loài đại dương thương mại bị đánh bắt quá mức Các nhà sinh học thủy sản Canada ước tính rằng chỉ có 10 phần trăm của những kẻ săn mồi tốp trên, chẳng hạn như cá kiếm, cá cờ, cá ngừ, và cá mập, vẫn còn ở Đại Tây Dương Nếu xu hướng này tiếp tục, các nhà nghiên cứu cảnh báo, tất cả các đàn cá lớn sẽ suy giảm mạnh có thể đến 90 phần trăm trong vòng 50 năm (fig 11.12) Bạn có thể tránh làm năng thêm tình trạng đánh bắt quá mức này bằng cách chỉ ăn những loài có số lượng dồi dào, được thu hoạch theo cách bền vững (Những gì bạn có thể làm? P 236) Facebook hiện đang có một chiến dịch cấm câu cá the cách longline fishing vì nó đang đe dọa các loài chim biển, rùa và các loài thú biển

Có lẽ ví dụ về sự hủy hoại sinh thái nhất của việc khai thác loài động vật hoang dã trên cạn hiện nay là việc buôn bán thịt rừng châu Phi Các nhà sinh học động vật hoang dã ước tính 1 triệu tấn thịt rừng, trong đó có linh dương, voi, loài linh trưởng và động vật khác, được bán tại thị trường châu Phi mỗi năm(fig 11.13 a) Đối với nhiều người châu Phi nghèo đây là nguồn protein động vật duy nhất trong chế độ

ăn uống của họ Nếu chúng ta hy vọng bảo vệ các loài động vật vốn là mục tiêu của thợ săn thịt rừng, chúng ta sẽ cần phải giúp thợ săn và người tiêu dùng của họ tìm sinh kế thay thế và các nguồn thức ăn