Những cánh đồng cỏ biển Posidonia oceanica tươi tốt ở Địa Trung Hải. Ảnh: HYDRA Marine Sciences GmbH
Các nhà khoa học tại Viện Vi sinh vật biển Max Planck ở Bremen, Đức, phát hiện cỏ biển thải ra một lượng đường khổng lồ vào rhizosphere - vùng đất xung quanh rễ cây. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature Ecology and Evolution hôm 2/5. Dưới lớp cỏ biển, nồng độ đường cao hơn ít nhất 80 lần so với mức đo được trong môi trường biển trước đây.
"Chúng tôi ước tính trên thế giới có từ 0,6 đến 1,3 triệu tấn đường, chủ yếu ở dạng sucrose, trong rhizosphere của cỏ biển. Con số đó gần như tương đương với lượng đường trong 32 tỷ lon nước ngọt", Manuel Liebeke, chuyên gia tại Viện Vi sinh vật biển Max Planck, giải thích.
Nguyên nhân là cỏ biển tạo ra đường trong quá trình quang hợp. Hầu hết lượng đường mà những cây này sản xuất được sử dụng cho quá trình trao đổi chất và tăng trưởng trong điều kiện ánh sáng trung bình. Tuy nhiên, trong điều kiện ánh sáng dồi dào như vào giữa trưa hoặc mùa hè, chúng sản xuất nhiều đường hơn mức có thể lưu trữ hoặc sử dụng, và lượng sucrose dư thừa sau đó sẽ thải ra rhizosphere.
Vậy tại sao sucrose lại tích tụ dưới đáy biển mà không được hàng tỷ triệu vi sinh vật trong rhizosphere tiêu thụ, trong khi vi sinh vật thường thích đường vì nó dễ tiêu hóa và chứa đầy năng lượng? Nhóm nghiên cứu cũng từng bối rối trước câu hỏi này.
"Chúng tôi đã dành rất nhiều thời gian để cố gắng tìm lời giải. Chúng tôi nhận ra rằng cỏ biển, giống như nhiều thực vật khác, giải phóng các hợp chất phenol vào trầm tích của chúng", Maggie Sogin, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Rượu vang đỏ, cà phê và trái cây chứa nhiều phenol - các chất kháng khuẩn và ức chế sự trao đổi chất của hầu hết vi sinh vật. "Trong thí nghiệm, chúng tôi đã thêm phenol chiết xuất từ cỏ biển vào những vi sinh vật trong rhizosphere. Kết quả là lượng đường sucrose được tiêu thụ ít hơn nhiều so với khi không có phenol", Sogin giải thích.
Nghiên cứu mới nhấn mạnh tầm quan trọng của cánh đồng cỏ biển. Đóng vai trò như các "nhà máy" lưu trữ carbon giúp giải quyết vấn đề khí hậu, cánh đồng cỏ biển lại là một trong những môi trường sống bị đe dọa nghiêm trọng nhất trên Trái Đất.
"Cân nhắc lượng carbon xanh - carbon được các hệ sinh thái ven biển và đại dương thu giữ - mất đi khi các quần xã cỏ biển bị tiêu diệt, nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra: Không chỉ cỏ biển mà lượng lớn sucrose bên dưới chúng cũng có thể ảnh hưởng đến lượng carbon thu giữ", Liebeke nói.
"Các tính toán của chúng tôi cho thấy nếu đường sucrose trong rhizosphere cỏ biển bị vi sinh vật phân hủy, ít nhất 1,54 triệu tấn CO2 sẽ được giải phóng vào khí quyển thế giới. Con số đó gần tương đương với lượng CO2 thải ra từ 330.000 ôtô trong một năm", Liebeke bổ sung.
Cỏ biển có thể lưu trữ carbon suốt nhiều thiên niên kỷ, trong khi các khu rừng mưa chỉ làm được trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, cỏ biển đang biến mất với tốc độ đáng báo động, một số khu vực có mức tổn thất hàng năm lên đến 7%. 1/3 cỏ biển trên thế giới có thể đã biến mất.
"Chúng ta không biết nhiều về cỏ biển như những môi trường sống trên cạn. Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp thêm thông tin về một trong những môi trường sống ven biển quan trọng nhất hành tinh, đồng thời nhấn mạnh sự thiết yếu của việc bảo tồn các hệ sinh thái carbon xanh này", Sogin nhận định.
Thu Thảo (Theo Interesting Engineering)