Paleomiddens – Cánh cổng thời gian giúp giải mã quá khứ sinh thái của các loài chân khớp

Choi Choi Lưng Đen

21-04-2025

However, while there are many tales about birds, historical records are exceedingly rare. After an exhaustive search, they struggle hard and still fail to find any significant cultural traces documented by past generations. Kingfisher feels anxious and decides that given the scarcity of evidence, just one piece of evidence is enough...
Just as it seems that their quest will fade into obscurity, one day, Heron rushes in with a report about an ancient document he has found.

Trích “Cultural Significance”; Wild Wise Weird [1]

Dự đoán cách mà đa dạng sinh học sẽ phản ứng trước những biến đổi môi trường trong tương lai đòi hỏi phải vượt ra ngoài phạm vi dữ liệu hiện tại. Trong một nghiên cứu tổng hợp gần đây, Braasch và cộng sự [2] đã tái khám phá một kho lưu trữ cổ sinh thái (paleoecological archive) ít được chú ý – các paleomiddens từ chuột hoang (rodent paleomiddens) [3] – để làm sáng tỏ các cộng đồng chân khớp (arthropod assemblages) cổ đại và vai trò sinh thái của chúng.

Paleomiddens là các khối trầm tích tự nhiên, được kết dính bằng nước tiểu của loài gặm nhấm và thường thấy ở các môi trường khô hạn. Chúng bảo tồn một kho tàng phong phú các tàn tích thực vật và động vật – bao gồm cả chân khớp (arthropods) – có niên đại lên đến 40.000 năm.

Dù đóng vai trò trung tâm trong vận hành hệ sinh thái (ecosystem functioning), các loài chân khớp lại thường bị bỏ qua trong các hồ sơ sinh thái dài hạn. Nhóm nghiên cứu đã rà soát 20 nghiên cứu – trong đó 14 đủ điều kiện phân tích định lượng – để đánh giá mức độ đóng góp của các mẫu chân khớp từ paleomiddens đối với khoa học sinh thái. Những mẫu vật này giúp tái dựng lại đa dạng sinh học cổ đại (ancient biodiversity), phân tích sự thay đổi vùng phân bố (range shifts), mô hình hóa tương tác chuỗi thức ăn (trophic interactions), và đánh giá các phản ứng thích nghi trước biến động khí hậu (climate variability).

Một phát hiện đáng chú ý là họ bọ cánh cứng (beetles, bộ Coleoptera) chiếm ưu thế trong hồ sơ hóa thạch. Nguyên nhân có thể là do chúng có số lượng phong phú trong tự nhiên và lớp vỏ ngoài (exoskeletons) của chúng có khả năng bảo tồn rất tốt [4,5].

Nghiên cứu cũng cho thấy sự khác biệt rõ rệt về thành phần cộng đồng chân khớp theo khu vực địa lý, dù mức độ đa dạng tổng thể tương đương. Ở các sa mạc Bắc Mỹ, sự phong phú về loài đã suy giảm trong thời kỳ giữa Holocene – có thể do điều kiện khô hạn gia tăng và nhiệt độ dao động theo mùa. Ngược lại, sa mạc Atacama của Nam Mỹ lại duy trì được sự ổn định về đa dạng sinh học theo thời gian. Những mô hình này cho thấy tầm quan trọng của điều kiện môi trường địa phương trong việc định hình quỹ đạo sinh thái [2].

Ngoài ra, paleomiddens còn cung cấp dữ liệu hình thái – ví dụ như chân hóa thạch hay vỏ cứng (elytra) của arthropods – có thể phản ánh các đặc điểm thích nghi với khí hậu. Khi được kết hợp với kỹ thuật DNA cổ, những dữ liệu này có thể hé lộ các dịch chuyển tiến hóa trước các tác nhân gây căng thẳng môi trường, từ đó cung cấp góc nhìn sâu hơn về khả năng thích nghi và dễ tổn thương của các loài arthropod.

Tác giả nhấn mạnh sự cần thiết của các quy trình lấy mẫu tiêu chuẩn hóa (standardized sampling protocols) và việc mở rộng phạm vi địa lý nhằm tối đa hóa giá trị của nghiên cứu paleomidden. Sự hợp tác chặt chẽ hơn giữa các nhà cổ sinh thái học và sinh thái học hiện đại (contemporary ecologists) sẽ giúp kết nối các thang thời gian, từ đó tạo ra các dự báo chắc chắn hơn về biến động của đa dạng sinh học trong tương lai.

Tóm lại, rodent paleomiddens là một cánh cửa tiềm năng – tuy chưa được khai thác đầy đủ – mở ra quá khứ sinh thái chi tiết của các loài chân khớp. Việc bảo tồn các bản ghi chi tiết này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các mẫu hình đa dạng sinh học hiện tại và dự đoán chính xác hơn cách chúng sẽ phản ứng với biến đổi môi trường trong tương lai [6]. Đầu tư vào lĩnh vực nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị khoa học to lớn mà còn có chi phí hiệu quả, củng cố mối liên hệ thiết yếu giữa lưu trữ tự nhiên và sự hiểu biết của con người [7].

Tài liệu tham khảo

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

[2] Braasch J, et al. (2025). Establishing historical baselines of arthropod assemblages using rodent paleomiddens. Global Ecology and Biogeography, 34, e70006. https://doi.org/10.1111/geb.70006

[3] Betancourt JL, et al. (1990). Synthesis and prospectus. In PS Martin, TR Van Devender, JL Betancourt. (Eds). Fossil Packrat Middens: The Last 40,000 Years of Biotic Change in the Arid West (pp. 435-448). University of Arizona Press.

[4] van Devender TR, Hall WE. (1994). Holocene arthropods from the Sierra Bacha, Sonora, Mexico, with emphasis on beetles (Coleoptera). Coleopterists Bulletin, 48, 30-50.

[5] Dézerald O, et al. (2019). Ecological fidelity and spatiotemporal resolution of arthropod death assemblages from rodent middens in the Central Atacama Desert (Northern Chile). Quaternary Science Reviews, 210, 15-25. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2019.02.029 

[6] 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 

[7] 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