Sao biển gai (sao biển gai vương miện, Acanthaster) là loài ăn san hô sống, bình thường chỉ lác đác vài con trên một rạn. Khi bùng phát, mật độ có thể vọt lên hàng trăm, hàng nghìn con mỗi hecta và ăn trụi cả rạn trong vài năm. Lý do nằm ở toán sinh sôi: một con cái đẻ hàng chục triệu trứng mỗi mùa, nên chỉ cần tỉ lệ sống của ấu trùng nhích lên một chút, nhờ nước biển giàu dinh dưỡng hơn hoặc ít kẻ thù hơn, là quần thể đã tăng gấp nhiều lần.
Con vật mang vương miện gai
Sao biển gai trưởng thành thường có đường kính 25–35 cm, có con lớn hơn nhiều, với 7 tới hơn 20 cánh phủ đầy gai nhọn dài vài centimét. Gai có độc tố gây đau dữ dội, sưng, có khi buồn nôn, nên người lặn tuyệt đối không chạm tay không vào chúng. Loài này sống trên rạn san hô khắp vùng biển nhiệt đới Ấn Độ Dương – Thái Bình Dương, bao gồm cả vùng biển Việt Nam.
Cách ăn của nó khá lạ: sao biển trèo lên một tảng san hô, lộn dạ dày ra ngoài qua miệng ở mặt dưới, phủ lên mô san hô và tiết enzyme tiêu hoá ngay tại chỗ. Vài giờ sau nó bò đi, để lại một mảng xương san hô trắng toát. Một con trưởng thành ăn khoảng 5–10 mét vuông san hô mỗi năm, ưa nhất các loài san hô cành và san hô bàn mọc nhanh thuộc chi Acropora.
Ở mật độ thấp, đó là một phần bình thường của hệ sinh thái: nó tỉa bớt san hô mọc nhanh, nhường chỗ cho loài mọc chậm. Vấn đề chỉ xảy ra khi số lượng bùng lên.
Bao nhiêu thì gọi là bùng phát
Cơ quan quản lý Công viên biển Rạn san hô Great Barrier (Úc) coi mật độ khoảng 15 con trở lên trên mỗi hecta là mức mà san hô bị ăn nhanh hơn tốc độ mọc lại, tức là đã bùng phát. Ở những đợt nặng, người ta đếm được hàng trăm tới hàng nghìn con mỗi hecta.
| Mật độ (con/hecta) | San hô bị ăn mỗi năm (ước lượng, mỗi con 7 m²) | So với diện tích rạn 10.000 m² |
|---|---|---|
| 5 | 35 m² | 0,35% |
| 15 | 105 m² | khoảng 1% |
| 100 | 700 m² | 7% |
| 1.000 | 7.000 m² | 70% |
Bảng trên dùng số tròn để minh hoạ. San hô sống thường chỉ phủ một phần mặt rạn, nên ở mật độ cao, lớp san hô sống có thể biến mất chỉ trong một hai năm. Một rạn san hô bàn cần khoảng 10–20 năm không bị quấy rầy để phục hồi lại độ phủ ban đầu.
Toán của tỉ lệ sống cực nhỏ
Những con cái sao biển gai lớn đẻ hàng chục triệu trứng trong một mùa sinh sản; những con rất lớn còn có thể đẻ nhiều hơn. Trứng thụ tinh trong nước, nở thành ấu trùng trôi nổi khoảng vài tuần, ăn thực vật phù du, rồi chìm xuống bám vào rạn, ăn tảo vôi một thời gian, sau đó mới chuyển sang ăn san hô. Khoảng hai, ba năm sau, chúng trưởng thành và bắt đầu sinh sản.
Giờ làm một phép tính. Để quần thể đứng yên, mỗi con cái chỉ cần để lại trung bình khoảng 2 con trưởng thành (một cái, một đực) trong suốt đời nó. Giả sử cả đời nó đẻ khoảng 50 triệu trứng:
| Số trứng sống tới trưởng thành (trên 50 triệu) | Tỉ lệ sống | Quần thể mỗi thế hệ |
|---|---|---|
| 2 | 1 trên 25 triệu | Đứng yên |
| 4 | 1 trên 12,5 triệu | Gấp 2 |
| 20 | 1 trên 2,5 triệu | Gấp 10 |
| 200 | 1 trên 250.000 | Gấp 100 |
Tỉ lệ sống 1 trên 25 triệu hay 1 trên 2,5 triệu, với mắt thường đều là "gần như bằng không". Nhưng chênh lệch giữa chúng là mười lần, và mười lần mỗi thế hệ là đủ để một rạn bình yên thành một rạn bị tàn phá sau hai, ba thế hệ. Đây là điểm đặc trưng của những loài đẻ cực nhiều trứng: quần thể cực kỳ nhạy với những thay đổi nhỏ của môi trường trong giai đoạn ấu trùng.
Điều gì làm ấu trùng sống nhiều hơn
Giả thuyết dinh dưỡng
Ấu trùng sao biển gai ăn thực vật phù du. Trong nước biển nghèo dinh dưỡng của rạn san hô, thức ăn khan hiếm và phần lớn ấu trùng chết đói. Sau những mùa mưa lớn, nước sông mang phân bón, đất xói mòn và chất thải từ đất liền ra biển, làm thực vật phù du nở rộ. Các thí nghiệm nuôi ấu trùng của Katharina Fabricius và cộng sự ở Viện Khoa học Biển Úc cho thấy khi nồng độ thực vật phù du tăng, tỉ lệ ấu trùng phát triển thành công tăng lên nhiều lần. Ở Great Barrier, nhiều đợt bùng phát khởi đầu ở vùng rạn phía bắc, không xa cửa các con sông lớn, vài năm sau những mùa lũ lớn.
Giả thuyết kẻ thù biến mất
Sao biển gai có ít kẻ thù, nhưng không phải không có: ốc tù và khổng lồ (Charonia tritonis), cá Napoleon (cá mó đầu gù), một số loài cá nóc, cá bò và tôm có thể ăn sao biển non hoặc trưởng thành. Ốc tù và từng bị khai thác mạnh để lấy vỏ trang trí, cá Napoleon bị đánh bắt làm hải sản đắt tiền. Bớt kẻ thù ở giai đoạn sao biển con mới bám rạn cũng có nghĩa là tỉ lệ sống tăng.
Hay đó chỉ là dao động tự nhiên
Một số nhà khoa học cho rằng bùng phát có thể đã xảy ra từ trước khi con người tác động, dựa vào dấu vết gai sao biển trong trầm tích. Ngày nay, đa số đồng ý rằng bùng phát có thể có nguồn gốc tự nhiên, nhưng dinh dưỡng từ đất liền và đánh bắt quá mức đã làm chúng dày hơn và nặng hơn. Các giả thuyết này không loại trừ nhau.
Bốn làn sóng trên Rạn san hô Great Barrier
- Đầu thập niên 1960: bùng phát đầu tiên được ghi nhận rộng rãi, quanh đảo Green gần Cairns.
- Cuối thập niên 1970: làn sóng thứ hai.
- Đầu thập niên 1990: làn sóng thứ ba.
- Từ khoảng năm 2010: làn sóng thứ tư, kéo dài nhiều năm.
Năm 2012, nhóm của Glenn De'ath công bố trên tạp chí PNAS phân tích 27 năm dữ liệu khảo sát (1985–2012): độ phủ san hô của Great Barrier giảm khoảng một nửa. Trong phần suy giảm ấy, khoảng 48% do bão, 42% do sao biển gai và 10% do tẩy trắng san hô. Nghĩa là trong giai đoạn đó, một loài sao biển đã gây hại gần ngang các cơn bão nhiệt đới.
Ở vùng biển Việt Nam
Sao biển gai có mặt trên nhiều rạn san hô ven biển miền Trung và các đảo. Các nhà khoa học của Viện Hải dương học (Nha Trang) và lực lượng quản lý khu bảo tồn biển từng ghi nhận sao biển gai tăng đột biến trên một số rạn ở vịnh Nha Trang (Khánh Hoà) và tổ chức các đợt thợ lặn thu gom. Rạn san hô Việt Nam vốn đã chịu nhiều áp lực từ trầm tích, nước thải ven bờ và khai thác, nên một đợt bùng phát có thể làm tổn thương thêm những rạn đang yếu.
Góc nhìn hôm nay: dập lửa từ lúc còn là tàn
Kinh nghiệm ở Úc cho thấy can thiệp sớm hiệu quả hơn nhiều so với chờ bùng phát toàn diện. Các đội lặn được huấn luyện dùng súng tiêm một liều nhỏ dịch mật bò hoặc giấm vào thân sao biển, giết chúng tại chỗ mà không làm hại san hô. Theo toán học ở trên, mỗi con cái bị loại trước mùa sinh sản là hàng chục triệu trứng không bao giờ ra đời.
Về lâu dài, giảm lượng phân bón, đất xói mòn trôi ra biển và bảo vệ kẻ thù tự nhiên như ốc tù và, cá Napoleon là cách hạ tỉ lệ sống của ấu trùng về mức bình thường. Với du khách lặn biển, điều có thể làm là không chạm vào sao biển gai, không mua vỏ ốc tù và làm đồ lưu niệm, và báo cho hướng dẫn viên hoặc ban quản lý khu bảo tồn khi thấy nhiều sao biển gai tụ lại trên một rạn. Bị gai đâm thì ngâm vết thương vào nước nóng vừa chịu được và đi khám ngay.
Câu hỏi thường gặp
Sao biển gai là gì?
Sao biển gai (Acanthaster) là loài sao biển lớn có nhiều cánh phủ gai độc, sống trên rạn san hô vùng Ấn Độ Dương – Thái Bình Dương. Nó ăn san hô sống bằng cách lộn dạ dày ra ngoài phủ lên san hô để tiêu hoá.
Vì sao sao biển gai bùng phát?
Một con cái đẻ hàng chục triệu trứng, nên chỉ cần tỉ lệ sống của ấu trùng tăng nhẹ là quần thể tăng gấp nhiều lần. Nước giàu dinh dưỡng từ đất liền làm thức ăn của ấu trùng dồi dào, và việc đánh bắt kẻ thù tự nhiên như ốc tù và, cá Napoleon cũng góp phần.
Một con sao biển gai ăn bao nhiêu san hô?
Một con trưởng thành ăn khoảng 5–10 mét vuông san hô mỗi năm, ưa các loài san hô cành và san hô bàn mọc nhanh. Khi mật độ lên hàng trăm con mỗi hecta, cả rạn có thể bị ăn trụi trong vài năm.
Bị gai sao biển gai đâm có nguy hiểm không?
Gai có độc tố gây đau dữ dội, sưng, có thể kèm buồn nôn, và gai gãy dễ nằm lại trong da. Nên ngâm vết thương vào nước nóng vừa chịu được để giảm đau và đi khám để lấy gai, phòng nhiễm trùng.
Sao biển gai có ở Việt Nam không?
Có. Sao biển gai sống trên nhiều rạn san hô ven biển miền Trung và các đảo; các nhà khoa học từng ghi nhận chúng tăng đột biến trên một số rạn ở vịnh Nha Trang (Khánh Hoà).
