Nếu Trái đất hết rêu thì tương lai loài người bị đe dọa

Giống như một tấm thảm xanh tươi hơn là một khu rừng hay đồng cỏ, loài rêu khiêm nhường này có sức mạnh đáng kinh ngạc. Không ai tin một loài thực vật nhỏ bé như vậy lại có ảnh hưởng lớn đến Trái đất. Trong một nghiên cứu đáng kinh ngạc mới đây, các nhà nghiên cứu vừa mới khám phá ra tầm quan trọng của nhóm thực vật đa dạng này đối với các hệ sinh thái trên khắp thế giới.

David Eldridge, nhà sinh thái học tại Đại học New South Wales, Úc, thốt lên: “Chúng tôi vô cùng sửng sốt khi phát hiện ra rằng rêu đang làm tất cả những điều tuyệt vời này.”

Lấy mẫu rêu từ hơn một trăm địa điểm trên tám hệ sinh thái khác nhau, Eldridge và các đồng nghiệp ước tính quần thể của loài thực vật này có diện tích đáng kinh ngạc là 9,4 triệu km² trong các loại môi trường được họ khảo sát. Con số này có thể so sánh với kích thước của Trung Quốc hoặc Canada.

Là tổ tiên của tất cả các loài thực vật đang sinh sôi ngày nay, những sinh vật cổ đại này có cấu trúc đơn giản hơn so với những hậu duệ của chúng, với các nhánh đầy những chiếc lá nhỏ, thường chỉ dày cỡ một tế bào. Nhưng điều đó không làm cho rêu kém vĩ đại đi chút nào.

Eldridge nói: “Rêu không có hệ thống mạch nước mà một loại thực vật thông thường có. Nhưng rêu sinh tồn bằng cách hút nước từ khí quyển. Và một số loài rêu, giống như những loài ở vùng khô hạn của Úc, có khả năng cuộn lại khi chúng khô đi mà chúng không chết – chúng sống trong trạng thái “ngủ đông” dài. Chúng tôi đã thực hiện việc đem rêu bị cuộn sau 100 năm ra thử nghiệm, phun nước vào chúng và xem chúng sống lại. Các tế bào của chúng không bị phân hủy như thực vật thông thường".

Rêu thiếu hệ thống mạch dẫn nước cho phép thực vật có mạch phát triển cao và hút nước từ bên dưới đất. Điều này giữ cho chúng có kích thước tương đối ngắn và chúng phát triển mối liên hệ mật thiết với các lớp đất trên cùng.

Rêu có khả năng hấp thụ cao và có thể hút các hạt bụi trong không khí. Một số hạt này được kết hợp vào đất bên dưới. Không có gì đáng ngạc nhiên khi chúng có tác động mạnh mẽ đến đất như vậy. Các nhà nghiên cứu đã so sánh đất có rêu và không có rêu ở mỗi khu vực nghiên cứu của họ và nhận thấy các chất dinh dưỡng di chuyển nhiều hơn trong đất có rêu, làm tăng chu kỳ của mọi thứ từ nitơ và phốt pho đến chất hữu cơ. Đặc biệt, mô phỏng của nhóm Eldridge cho thấy rằng, trên toàn cầu, rêu lưu trữ nhiều carbon hơn 6,4 gigaton so với đất trọc.

Hay nói cách khác, chỉ cần mất 15% diện tích đất phủ rêu trên toàn cầu sẽ tương đương với việc toàn cầu xả lượng khí thải carbon dioxide từ tất cả các sử dụng đất trong một năm, chẳng hạn như phát quang và chăn thả gia súc.

Eldridge giải thích: “Bạn tạo ra các loại khí thải toàn cầu từ hoạt động sử dụng đất, chẳng hạn như chăn thả gia súc, dọn sạch thảm thực vật và các hoạt động liên quan đến nông nghiệp. Chúng tôi nghĩ rằng diện tích đất có rêu đang hấp thụ carbon dioxide gấp sáu lần lượng đó".

Hơn nữa, nhóm nghiên cứu nhận thấy rêu dường như kìm giữ các mầm bệnh tiềm tàng. Đất là một kho chứa mầm bệnh đất khổng lồ, nhưng đất bên dưới rêu có tỷ lệ mầm bệnh thực vật thấp hơn. Các cuộc khảo sát đã đếm được ít mầm bệnh thực vật tiềm tàng hơn trong đất nơi rêu sinh sống và các gien kháng sinh cực kỳ ít có trong hệ vi sinh vật của môi trường rêu sống so với các khu vực không có thảm thực vật. Rêu có thể giúp giảm tải mầm bệnh trong đất. Khả năng này có thể bắt nguồn từ khi rêu phát triển thành thực vật trên cạn.

Eldridge và các đồng nghiệp đưa ra giả thuyết trong báo cáo của họ: “Chúng tôi cho rằng sự gia tăng lượng carbon trong đất bên dưới rêu có thể làm giảm sự cạnh tranh của vi sinh vật và nhu cầu tạo ra các gien kháng sinh của chúng”.

Những đám rễ nông của rêu giúp giữ đất lại với nhau, tạo ra một bề mặt ổn định cho sự phát triển liên tiếp của thực vật dẫn đến các hệ sinh thái phức tạp hơn. Có thể dự đoán các loài rêu sống lâu ngậm nhiều carbon trong đất hơn và kiểm soát mầm bệnh thực vật tốt hơn so với rêu sống ngắn ngày.

Và sau những xáo trộn lớn như núi lửa phun trào, rêu là một trong những sinh vật quay trở lại sinh sôi sớm nhất, chỉ sau vi khuẩn lam và tảo.

Không phải tất cả rêu đều như nhau

Mật độ cao của thảm và rêu cỏ như Sphagnum, Hylocomium và Ptilium, đóng góp nhiều nhất cho đa dạng sinh học đất và hệ sinh thái, đặc biệt là ở những khu vực cây cối không mọc được, như sa mạc và lãnh nguyên.

Khả năng của rêu trong việc hỗ trợ hệ sinh thái hay một cộng đồng vi khuẩn, nấm và động vật không xương sống đa dạng mạnh nhất ở những địa điểm có nhiều rêu tạo thảm và cỏ như Sphagnum, phân bố rộng rãi trong các khu rừng phương bắc.

Sphagnum có tác động tích cực nhất đối với sự đa dạng của vi khuẩn, nấm và động vật không xương sống cũng như cung cấp chất dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn.

Rêu thuộc họ Pottiaceae đặc biệt thích hợp sinh sống trong điều kiện khô hạn và khắc nghiệt. Nhiều loài có cấu trúc đặc biệt cho phép chúng tồn tại khi khan hiếm nước. Chúng có dạng những chiếc lá hình chiếc thuyền với những chiếc lá dài có lông giúp đưa nước vào trung tâm của cây. Một số loài rêu quấn quanh thân để giảm diện tích tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và bảo tồn độ ẩm.

Rêu sa mạc cũng bảo vệ đất khỏi xói mòn, ảnh hưởng đến lượng nước di chuyển qua các lớp trên và thậm chí làm thay đổi cơ hội sống sót của cây con.

Bảo vệ rêu

Eldridge kết luận: “Những gì chúng tôi cho thấy trong nghiên cứu của mình là nơi nào bạn có rêu, nơi đó bạn có mức độ tốt hơn về sức khỏe của đất, chẳng hạn như nhiều carbon và nhiều nitơ hơn. Rêu có thể cung cấp phương tiện hoàn hảo để khởi động quá trình phục hồi đất đô thị và khu vực tự nhiên bị suy thoái nghiêm trọng".

Nhìn chung, nghiên cứu của nhóm Eldridge cho thấy rêu ảnh hưởng đến các quá trình quan trọng của đất và hoạt động theo cách tương tự như thực vật có mạch. Tác động của chúng có thể không mạnh bằng, nhưng toàn bộ lớp phủ của rêu có ý nghĩa khi tính quy mô trên toàn cầu.

Nhưng rêu đang bị đe dọa ngày càng tăng trên Trái đất do sự xáo trộn bởi chăn nuôi, thu hoạch quá mức, giải phóng mặt bằng và thậm chí thay đổi khí hậu là những mối đe dọa lớn nhất.

Chúng ta cần một sự thừa nhận lớn hơn về các lợi ích mà rêu đất cung cấp cho tất cả sự sống trên hành tinh này. Điều này có nghĩa là giáo dục nhiều hơn về những lợi ích tích cực của chúng, xác định và giảm thiểu các mối đe dọa chính mà chúng gặp phải và đưa chúng vào các chương trình giám sát thường xuyên.

Rêu đất có ở khắp mọi nơi, nhưng tương lai của chúng không được đảm bảo. Chúng có khả năng đóng vai trò ngày càng quan trọng khi thực vật có mạch suy giảm trong điều kiện khí hậu toàn cầu nóng hơn, khô hơn và biến đổi hơn được dự đoán.