Dòng chảy di truyền trong các hành lang ven sông: Từ lý thuyết đến cảnh báo toàn cầu

Dẽ Gà

21-04-2025

One summer morning, the bird village is engulfed in silence. 
Everyone is busy listening to a new wanderer. This wandering bird is of an unclear family; his feather is colorful, his gestures funny, and his knowledge novel.

Trích “Guru Bird”; Wild Wise Weird [1]

Các vùng đệm ven sông – hệ sinh thái chuyển tiếp bao quanh các con sông và suối – đóng vai trò sống còn trong việc duy trì đa dạng sinh học, ổn định đất, lọc chất ô nhiễm và điều hòa vi khí hậu (microclimates) [2,3]. Tuy nhiên, các hành lang sinh thái quý giá này đang đối mặt với nhiều mối đe dọa ngày càng nghiêm trọng, từ xây dựng đập, thay đổi mục đích sử dụng đất đến biến đổi thủy văn do khí hậu. Một phân tích tổng hợp quy mô toàn cầu mới đây của Surmacz và cộng sự [4] đã làm sáng tỏ cách các áp lực này ảnh hưởng đến đa dạng di truyền (genetic diversity) của thực vật ven sông và những yếu tố định hình các mẫu hình không gian này.

Nghiên cứu kiểm định giả thuyết về “tăng dần đa dạng di truyền theo hạ lưu” (downstream increase in genetic diversity, viết tắt là DIGD) – một mẫu hình giả định rằng dòng chảy một chiều của sông suối mang theo hạt giống và vật liệu sinh sản của thực vật, từ đó làm gia tăng tính đa dạng di truyền tại các khu vực hạ lưu [5,6]. Bằng cách tổng hợp dữ liệu từ 99 nghiên cứu với 103 loài thực vật ven sông trên toàn thế giới, nhóm tác giả đã đánh giá liệu DIGD có phải là một mẫu hình phổ quát hay không và những điều kiện nào có thể thúc đẩy hoặc phá vỡ nó.

Kết quả cho thấy không tồn tại một quy luật chung cho mọi loài; thay vào đó, mẫu hình di truyền thay đổi mạnh theo đặc điểm sinh học và điều kiện môi trường. Đáng chú ý, những loài có khả năng phát tán bằng nước (hydrochory) dễ thể hiện mẫu hình DIGD hơn, đặc biệt trong các hệ thống sông chưa bị can thiệp và vẫn chảy tự do. Ngược lại, những loài phụ thuộc vào động vật (zoochory) hoặc gió (anemochory) để phát tán hạt giống thường có xu hướng yếu hơn, thậm chí ngược lại, vì các cơ chế phát tán này có thể tạo điều kiện cho dòng chảy di truyền ngược dòng, làm lệch hướng mẫu hình tập trung về hạ lưu.

Một phát hiện then chốt của nghiên cứu là tác động tiêu cực của hoạt động con người đến hệ thống sông. Sự phân mảnh do đập và suy thoái do sử dụng đất phá vỡ tính kết nối của sinh cảnh (habitat connectivity), cản trở dòng chảy di truyền và làm suy yếu khả năng hình thành DIGD. Những gián đoạn này có thể khiến quần thể thực vật bị cô lập, làm xói mòn tính đa dạng di truyền – đặc biệt tại hạ lưu, nơi chịu tác động mạnh hơn từ các hoạt động nhân sinh.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của quy mô nghiên cứu: các mô hình dòng chảy di truyền như đồng đều (uniform), bậc thang (stepping-stone) hay phân mảnh (fragmented) có liên hệ chặt chẽ với phạm vi không gian lấy mẫu. Các nghiên cứu quy mô lớn hơn có xu hướng phát hiện cấu trúc di truyền phức tạp và phân mảnh hơn, cho thấy sự cần thiết của các phương pháp nghiên cứu không gian toàn diện trong sinh thái học.

Một mạng lưới phức hợp giữa đặc điểm sinh học, động lực sông ngòi và tác động con người đang định hình đa dạng di truyền của thực vật ven sông. Việc bảo vệ tính toàn vẹn của hệ sinh thái ven sông – thông qua duy trì thủy văn tự nhiên và đảm bảo dòng chảy di truyền không bị cản trở – là thiết yếu không chỉ cho bảo tồn loài, mà còn cho việc duy trì các dịch vụ hệ sinh thái quan trọng đối với xã hội con người [7,8].

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] Sabo JL, et al. (2005). Riparian zones increase regional species richness by harboring different, not more, species. Ecology, 86, 56-62. https://doi.org/10.1890/04-0668

[3] Riis T, et al. (2020). Global overview of ecosystem services provided by riparian vegetation. Bioscience, 70, 501-514. https://doi.org/10.1093/biosci/biaa041 

[4] Surmacz B, et al. (2025). Global-scale analysis reveals importance of environment and species traits in spatial patterns of riparian plants’ genetic diversity. Global Ecology and Biogeography, 34, e70010. https://doi.org/10.1111/geb.70010

[5] Paz-Viñas I, et al. (2015). Evolutionary processes driving spatial patterns of intraspecific genetic diversity in river ecosystems. Molecular Ecology, 24, 45864604. https://doi.org/10.1111/mec.13345 

[6] Mock KE, et al. (2010). Genetic structuring in the freshwater mussel Anodonta corresponds with major hydrologic basins in the Western United States. Molecular Ecology, 19, 569-591. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2009.04468.x 

[7] Vuong QH, Nguyen MH. (2024). Exploring the role of rejection in scholarly knowledge production: Insights from granular interaction thinking and information theory. Learned Publishing, 37, e1636. https://doi.org/10.1002/leap.1636 

[8] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267