Sự đa dạng sinh học của Madagascar

Sự đa dạng sinh học của Madagascar
Patrick de Rham & Jean-Claude Nourissat

Madagascar nổi tiếng về sự đa dạng sinh học của quần thể động thực vật đặc hữu. Theo dự đoán, có từ 80 đến 90% các loài bản địa không hề hiện diện ở bất cứ nơi nào khác trên thế giới, sự độc đáo của hầu hết các loài sinh vật ở đây chủ yếu là kết quả của sự cô lập cổ xưa của hòn đảo. Theo những gì được chấp nhận rộng rãi ngày nay, sự cô lập này bắt đầu bằng việc phân rã của siêu lục địa cổ phía nam Gondwana, cách nay hơn 200 triệu năm. Sau đó (cách nay khoảng 165 triệu năm), một mảng lục địa bắt đầu tách khỏi phần mà ngày nay là đông nam châu Phi, tạo thành một hòn đảo khổng lồ, mà nó có thể bao gồm những vùng đất khác nhau chẳng hạn như thềm lục địa rộng lớn chìm dưới lòng biển Seychelles, tức vùng kết nối giữa các mảng Nam Cực và Úc có lẽ từng tồn tại vào một thời kỳ nào đó.

Hòn đảo khổng lồ này hoàn toàn cách biệt trong khoảng từ 70 đến 100 triệu năm tiếp theo. Một vết gãy xảy ra cách nay khoảng từ 60 đến 90 triệu năm, chia đảo thành hai phần không đều, phần lớn nhất tức bán đảo Ấn Độ và Ceylon ngày nay, trôi dạt xa lên về phía bắc cho đến khi nó chạm vào châu Á. Phần nhỏ hơn là đảo Madagascar, với diện tích 570.000 m2 được xem là hòn đảo lớn thứ tư trên thế giới, nó dường như ít nhiều đứng yên tại vị trí ban đầu, ở vùng biển đông nam châu Phi tức phía tây của Ấn Độ Dương (thông tin chi tiết hơn xem Goodman & Benstead, 2003).

Các sinh vật hiện diện ở Madagascar (ngoài một số loài mới được con người đem vào thời gian gần đây) có hai nguồn gốc chính: hoặc chúng đã có sẵn từ trước khi mảng Ấn Độ-Madagascar tách khỏi lục địa Gondwana-châu Phi, hoặc chúng theo chân những người đến đảo đầu tiên vào nhiều giai đoạn khác nhau, mặc dù bị eo biển ngăn cách trong hàng triệu năm, để tìm kiếm thức ăn và định cư trên đảo. Xin nhấn mạnh rằng, đây là một trường hợp khá đặc biệt về nguồn gốc của các loài cá mà chúng dường như xâm nhập vào những thủy vực trên đảo Madagascar thông qua eo biển, chỉ một số ít chuyên gia tin rằng một số loài cá, chẳng hạn như cichlid, từng hiện diện sẵn trên đảo từ trước khi việc phân tách xảy ra. Trên thực tế, các hóa thạch thu được và nghiên cứu di truyền chỉ ra rằng phần lớn quần thể động vật có xương sống hiện tại ở Madagascar, bao gồm cả cá nước ngọt, hình thành cách nay khoảng từ 20 đến 65 triệu năm, khi mà mảng Ấn Độ-Madagascar đã hoàn toàn tách khỏi châu Phi và thậm chí còn sau khi Ấn Độ tách khỏi Madagascar. Tuy nhiên, rào cản nước mặn, mặc dù rất khắc nghiệt (nghĩa là không thú móng guốc lớn hay động vật họ chó, động vật họ mèo, thú săn mồi hay cá nước ngọt sơ khai hiện đại nào có thể thâm nhập vào đảo) cũng có giai đoạn dễ vượt qua hơn trong suốt khoảng thời gian đó, điều cho phép tổ tiên của quần thể động vật ở Madagascar trong hiện tại (và mới tuyệt chủng gần đây) thâm nhập vào đảo. Sau đó, khả năng thâm nhập vào đảo giảm xuống và rào cản nước mặn trở nên không thể vượt qua được đối với các loài động vật nước ngọt và trên đất liền, sự bất lực của các loài cá rô phi hiện đại khi vượt qua eo biển Mozambique là một minh chứng điển hình cho luận cứ này.







Có nhiều yếu tố góp phần vào sự đa dạng sinh học của Madagascar, mà yếu tố đầu tiên đó là nó nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới. Mọi người đều biết rằng vùng nhiệt đới chứa đựng nhiều chủng loài hơn bất cứ vùng có nhiệt độ thấp hay vùng khí hậu lạnh lẽo nào khác với cùng diện tích. Kế tiếp, bởi vì độ cao và địa hình tạo ra mưa kèm gió mùa, Madagascar được chia thành nhiều vùng khí hậu, với những loài thực vật khác nhau, hỗ trợ cho những quần thể động vật khác nhau. Ngoài ra còn có một yếu tố tác động phụ tạo ra bởi các dãy núi và riêng với quần thể thủy sinh, bởi vô số hệ thống thủy vực riêng biệt mà chúng tạo ra các môi trường sinh thái hoàn toàn khác biệt như: các đầm nước lợ, ao hồ, dòng suối to nhỏ, dòng thác và đầm lầy.

Vì có nguồn gốc lục địa, kích thước lớn, sự phong phú và nguyên sơ về đa dạng sinh học và sinh thái, Madagascar thường được coi là một tiểu lục địa hơn là một hòn đảo. Tuy nhiên, có điểm nghịch lý, sự giàu có về số lượng chủng loài của Madagascar dường như phần nào bắt nguồn từ chính sự cô lập của nó. Số lượng lớn chủng loài trong những nhóm thú vật nhất định có lẽ xuất phát từ một thực tế rằng chúng là con cháu của một số lượng hạn chế những cá thể ban đầu, tình cờ đến được đảo, phát hiện một loạt hệ sinh thái nguyên sơ với rất ít sự cạnh tranh. Điều này thường dẫn đến quá trình hình thành loài mà trong một số trường hợp biến thành sự bùng phát. Bò sát và lưỡng cư Madagascar là một ví dụ điển hình về sự phân hóa mạnh mẽ như vậy: số lượng loài tắc kè hoa (chameleon) ở Madagascar cũng tương đương với những vùng khác (chủ yếu ở châu Phi) và hòn đảo sở hữu sự đa dạng của các loài ếch rất cao, tuy nhiên chúng chỉ thuộc về một số tương đối ít họ.

Một đặc điểm quan trọng nữa cho thấy sự hấp dẫn lớn lao về mặt khoa học đối với vô số loài ở Madagascar, đó là chúng thường duy trì các đặc điểm sơ khai so với các loài ở những lục địa khác xét trong cùng nhóm. Trong số những loài linh trưởng, vượn cáo (lemur) là một minh chứng rất rõ rệt: chúng nhất định phân hóa từ khi bị cô lập trên đảo Madagascar cách nay khoảng từ 20 đến 40 triệu năm, nhưng dù vậy chúng vẫn duy trì những đặc điểm sơ khai so với những họ hàng hiện đại ở châu Á và châu Phi. Nếu các loài khỉ ở châu Á và châu Phi có khả năng đến được đảo Madagascar, chúng chắc chắn sẽ thay thế loài vượn cáo, bởi vì những họ hàng xa của loài này bên ngoài hòn đảo chỉ là một số loài nhỏ bé hoạt động về đêm như vượn cáo galagos và con lười (loris) trong các cánh rừng nhiệt đới châu Á và châu Phi. Sự đồng hành giữa các loài vượn cáo và cá cichlid đặc hữu của Madagascar được vạch ra một cách rõ ràng: nếu những loài cichlid hiện đại có thể tự đến được Madagascar, chúng sẽ nhanh chóng định cư trong tất cả các thủy vực của đảo và thay thế những loài cichlid cổ ở đấy, một quá trình gần giống với những gì diễn ra trong hiện tại, chỉ nửa thế kỷ sau khi con người vô tình đem các loài cạnh tranh từ châu Phi đến đảo. Trên thực tế, không loài cichlid hiện đại nào hiện diện, kể cả loài cá rô phi cỏ Oreochromis mossambicus phân bố ở ngay bờ bên kia của eo biển Mozambique và có khả năng sống cả đời trong nước biển, có thể vượt qua rào cản nước mặn vốn cô lập đảo Madagascar trong vòng ít nhất là 10 triệu năm. Dù đôi khi vẫn có sự trao đổi với châu Phi và có lẽ cả Đông Nam Á, đấy là lý do tại sao Madagascar duy trì sự cô lập đối với phần còn lại của thế giới trong một thời gian cực dài và sản sinh ra rất nhiều loài mà chúng tiến hóa theo cách riêng trong điều kiện địa phương, đồng thời điều này cho phép bảo tồn nguồn gen cổ xưa mà sự tồn tại của chúng trên đảo có thể được giải thích bằng sự vắng mặt của những kẻ cạnh tranh hùng mạnh vốn chi phối quy luật tiến hóa trên các lục địa.

Điều này cũng giải thích tại sao mà các loài ở Madagascar (tương tự những loài đặc hữu cô lập khác trên thế giới) trở nên yếu ớt một khi môi trường bị xáo trộn bởi các hoạt động của con người. Con người mới xuất hiện trên đảo gần đây, không lâu hơn 2000 năm. Sự biến đổi về thực vật là tương đối nhiều, khi thu thập các mẫu phấn hoa lẫn trong lớp bùn đất ở sườn phía đông và một vũng lầy ở hồ Itasy (Straka, 1996), minh chứng cho sự định cư của con người, được phát hiện đầu tiên ở lớp đất khoảng 2000 năm tuổi, là tương đối ít và thậm chí còn biến mất một thời gian (gần 1000 năm trước). Dường như, chỉ từ thế kỷ 17 hay 18, những làn sóng dân cư quan trọng mới đổ đến đảo từ châu Phi và Đông Nam Á (tổ tiên của những người Madagascar ngày nay) và kể từ đó, những tác động chính lên hệ thực vật gia tăng không ngừng, thể hiện qua phấn hoa của các loài thực vật mọc ở đồng trống (chẳng hạn như cỏ) thay thế một cách mạnh mẽ các loài thực vật rừng (thân gỗ) trong các lớp đất gần đây. Những công trình trên diện rộng gần đây dựa trên việc phân tích lớp đất thu thập ở bờ tây cũng cho cùng kết quả (Burney, 2003). Trong nấc thang tiến hóa, 2000 năm chỉ là một khoảng thời gian cực nhỏ, nên có thể nói rằng cho đến tận gần đây, các loài sinh vật ở Madagascar đã tiến hóa mà không gặp bất kỳ áp lực nhân loại nào (như săn bắt, đánh cá, khai hoang, tác động của thú nuôi và của những loài ngoại lai). Các dữ liệu bán hóa thạch cho thấy, ngay sau sự xuất hiện của con người trên đảo, hàng loạt thú lớn nhanh chóng bị tuyệt chủng (vượn cáo khổng lồ, chim không-biết-bay khổng lồ Aepyornis, hà mã tí hon, rùa khổng lồ và có lẽ hàng loạt thú lớn khác), vì con người dường như săn bắt những loài yếu đuối hơn này cho đến tuyệt chủng.







Sự suy giảm số lượng loài ở Madagascar, dưới tác động không ngừng gia tăng của con người, ngày nay càng trở nên mạnh mẽ, như chúng ta từng chứng kiến trường hợp của nhiều loài cichlid không thể thích nghi với việc đánh bắt cao độ, với những tác động sinh thái lên môi trường sinh sống tự nhiên và sự cạnh tranh/săn đuổi của những loài ngoại lai. Dĩ nhiên, sự thay đổi này cũng xảy ra với những loài cá đặc hữu khác và hiện tại chúng được xem là những loài động vật có xương sống nguy cấp nhất trên đảo. Trước khi đi sâu vào trường hợp riêng của các loài cá và cichlid, chúng tôi xin lưu ý rằng, mặc dù các nghiên cứu chỉ mới bắt đầu, những phát hiện ban đầu cho thấy rằng quần thể cá nước ngọt ở Madagascar rất dồi dào và nguyên sơ giống như quần thể sinh vật sống trên cạn đã biết. Những nghiên cứu gần đây trên các loài côn trùng Ephermeroptere đã phát hiện một số lượng lớn những loài đặc hữu thích nghi với từng tiểu vùng phân bố hiện hữu trên đảo (Benstead và cộng sự, 2003). Vô số loài giáp xác nước ngọt (cua, tôm và tôm càng – 6 loài thuộc chi đặc hữu Astacoides) đóng góp thêm một số loài đặc hữu ở Madagascar, số lượng loài cực nhiều nếu so sánh với các loài cùng nhóm ở châu Phi.





Sau cùng, cây thủy sinh ở Madagascar cũng rất thú vị và giàu loài đặc hữu. Đương nhiên loài cây thủy sinh nổi tiếng nhất ở Madagascar là Ouviranda (Aponogeton fenestralis), thường được gọi là “lace plant” (“choi lưới”). Còn rất nhiều loài khác thuộc chi Aponogeton ở Madagascar mà hầu hết trong số đó, lá đều không có “lưới”. Những loài Aponogeton ở Madagascar khác với những loài cùng chi ở châu Phi và châu Á nhờ đặc điểm hoa kép và tất cả đều là những loài đặc hữu. Mặc dù chưa hề có loài riêng biệt nào ở Madagascar được mô tả, nhưng chúng tôi tin rằng có ít nhất hai loài bông súng (Nymphea spp.) có thể là những loài mới. Một trong hai loài có lá to, bông trắng, mọc ở các hồ vùng tây bắc. Chúng khác với loài Nymphea mà chúng tôi từng biết (tức loài bông súng trắng Nymphea lotus) ở chỗ thân rễ vươn thẳng đứng từ đáy giống như thân cây nhỏ và dài tới 30 cm. Gốc “cây” là một vòng rễ, các lá và hoa mọc ra từ phần ngọn và những mấu nhỏ hình bóng đèn gắn vào cuống. Đây là cơ quan sinh sản giúp cây tồn tại và thậm chí còn nảy mầm khi hồ bị cạn theo mùa khiến cho lá và rễ bị chết đi. Một điểm khác thường nữa ở loài thực vật này đó là hoa dường như không có hạt, chúng thường tự chuyển hóa thành một khối “thịt” mà từ đó mọc ra cây con; đây dường như là một dạng sinh sản mới ở thực vật. Loài còn lại phân bố ở vùng duyên hải phía đông (và theo chúng tôi, cũng không mọc ở chỗ nào khác) và được phân biệt (chẳng hạn với loài Nymphea stellata) nhờ lá rất nhỏ và bông màu trắng hay phớt xanh (đường kính gần 3 cm). Lá của loài bông súng vùng duyên hải phía đông này chủ yếu mọc chìm trong nước, điều khiến chúng là loài cây rất thích hợp đối với hồ thủy sinh.

Những loài thủy sinh kỳ lạ khác, Hydrostachyaceae và Podostemonoceae, là những loại cây bám trên đá trong các dòng chảy mạnh và trông rất giống với dương xỉ hay rêu bậc cao, nhưng thực ra chúng là loại cây có hoa. Chúng không có rễ nhưng có thể bám chặt vào đá nhờ những giác hút tương tự như tảo bẹ (kelp) và những loài rong biển khác. Trong số những loài thực vật nổi, loài ráy khổng lồ Aroid (Thyphonodorum lindleyanum) mà tiếng địa phương gọi là Via, đôi khi cao đến 3 m, thường mọc trên các “chân rễ” ở những vùng nước cạn trên khắp đảo. Loài ráy này và vô số loài dứa dại đặc hữu (Pandanus spp.) xâm chiếm hầu hết vùng duyên hải phía đông, đem lại một sắc thái riêng biệt cho phong cảnh thủy sinh trên đảo Madagascar.

Hệ thực vật Madagascar đã từng được hàng loạt nhà sinh học xuất sắc nghiên cứu và kết quả là trở nên rất nổi tiếng, tuy nhiên chúng tôi cho rằng nếu tiến hành nghiên cứu thực địa trên các loài thủy sinh thì sẽ phát hiện được thêm những loài mới. Tương tự như những loài bông súng đề cập ở trên, đôi khi chúng tôi phát hiện thấy những loài thủy sinh mà chúng tôi không thể xác lập được mối liên hệ của chúng với bất kỳ loài hay thậm chí là chi đã biết nào.





Kỳ sau: Môi trường thủy sinh của Madagascar