Chất dinh dưỡng, nước và không gian sống. Đó là những nhu cầu cơ bản của sự sống. Bất cứ điều gì làm thay đổi sự phân bố của chúng đều sẽ là yếu tố then chốt trong cuộc đấu tranh sinh tồn. Chỉ cần thay đổi đường thủy, cảnh quan hoặc nguồn thức ăn, toàn bộ hệ sinh thái có thể được định hình lại.
Một số loài nhất định sử dụng sức mạnh đó một cách hiệu quả. Một trong những chủ đề hấp dẫn nhất trong sinh học là vai trò của các “kỹ sư hệ sinh thái”. Các nhà khoa học định nghĩa chúng là “những sinh vật trực tiếp hoặc gián tiếp điều chỉnh sự sẵn có của tài nguyên cho các loài khác bằng cách gây ra những thay đổi trạng thái vật lý đối với các vật liệu sinh học hoặc phi sinh học“.
Nói một cách đơn giản, các kỹ sư hệ sinh thái thay đổi môi trường vật lý xung quanh theo những cách có tác động lớn đến sinh kế của các sinh vật khác. Một ví dụ điển hình là cá sấu Mỹ (Alligator mississippiensis).
Trong tự nhiên, loài bò sát lớn này thích tự tạo ra bể bơi. Sử dụng mõm và móng vuốt, chúng tạo ra những rãnh khổng lồ được gọi là “hố cá sấu” trên đá vôi xung quanh Everglades, Florida. Chỉ trong chốc lát, những thứ này sẽ ngập trong nước. Các vùng trũng cũng có xu hướng luôn đầy nước, ngay cả trong mùa khô – thời điểm nước đọng khan hiếm.
Đối với các dạng sống khác, những hang cá sấu này là “ốc đảo” vô cùng cần thiết. Ếch và rùa đổ về những ao nhỏ tiện lợi này, trong khi cây cối bao quanh mép ao, thu hút đủ loại côn trùng. Vì vậy, nghe có vẻ khó tin, nhưng cá sấu Florida chính là những người quản lý môi trường. Chúng tạo ra những ngôi nhà hoàn toàn mới cho hàng xóm của mình và – trong quá trình đó – củng cố sự đa dạng sinh học của Everglades.
Các kỹ sư hệ sinh thái khác để lại những dấu ấn khác nhau. Dưới đây là những sinh vật đã định hình lại các dòng sông, nối liền nhiều ao hồ với nhau và biến đổi lạch ngập mặn.
Những loài vật làm thay đổi hệ thống đường thủy của Trái Đất
Hải ly
Cụm từ “bận rộn như hải ly” quả thực là một lời khen ngợi cao quý. Hải ly là loài gặm nhấm cực kỳ chăm chỉ; một cá thể có thể đốn hạ tới 200 cây chỉ trong một năm. Chúng nổi tiếng với khả năng tự xây dựng những ngôi nhà kiên cố — hay còn gọi là “lều” — bằng cành cây, bùn và các vật liệu khác. Chúng cũng có thể tự tạo ra những ao hồ quy mô lớn bằng cách ngăn dòng chảy.
Với một con đập được đặt đúng vị trí, một gia đình hải ly sẽ có thể điều tiết dòng chảy. Ở phía thượng nguồn của công trình, nước đọng có thể tạo ra một ao hồ tĩnh tại nơi trước đây không hề có. Điều này không chỉ tạo điều kiện cho hải ly xây dựng nơi trú ẩn mà còn giúp chúng dễ dàng tiếp cận các cây cối xung quanh. Thông thường, một lớp nước dày khoảng 5 cm (hoặc 0,6 mét) sẽ phủ kín gốc cây thông và cây gỗ cứng gần đó, vốn từng mọc trên mặt đất khô cằn. Nhờ đó, hải ly có thể bơi thẳng đến những cây này. Chúng cũng thích đào kênh rạch phân nhánh ra từ các ao mới, xuyên sâu vào các khu rừng địa phương.
Những vùng đất ngập nước mới do hải ly tạo ra này cung cấp nơi trú ngụ cho các loài động vật nhỏ hơn như lưỡng cư. Thêm vào đó, đập của loài gặm nhấm này còn là những bộ lọc tự nhiên tuyệt vời, ngăn chặn lượng nitơ dư thừa từ các con lạch và suối.
Tuy nhiên, không phải tất cả các tác động phụ đều tích cực. Khi đập hải ly bị vỡ, nó có thể gây ngập lụt các thị trấn hoặc trang trại. Hậu quả có thể rất tốn kém: Chỉ riêng ở vùng Đông Nam Hoa Kỳ, những trận lũ lụt này gây ra thiệt hại ước tính 22 triệu đô la mỗi năm cho ngành công nghiệp gỗ. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi nhiều người coi hải ly là loài gây hại.
Hà mã
Việc tạo cảnh quan chỉ là trò trẻ con đối với những chú hà mã này. Thả một đàn hà mã vào vùng đồng bằng ngập nước với nhiều đất mềm mịn, chúng sẽ bắt đầu tích cực tái tạo thảm cỏ. Những sinh vật khổng lồ này thích cày xới bãi lau sậy bao quanh các vùng nước. Điều này tạo ra những chỗ trũng sâu dưới đất, sau đó trở thành các kênh rạch. Ngoài ra, vào những ngày nóng nực, hà mã đôi khi sẽ thư giãn trong sự thoải mái mát mẻ của các hồ nước ngọt.
Tuy nhiên, những hồ nước này không cung cấp nhiều thức ăn. Vì vậy, khi đói, hà mã sẽ rời khỏi những hồ nước nhỏ của mình để kiếm ăn ở nơi khác. Tất cả những sự ra vào này tạo ra thứ mà tạp chí Discover từng gọi là “xa lộ hà mã“.
Bị bào mòn thành những khe núi sâu, trơ trụi bởi những con hà mã lang thang, những lối đi bộ này có thể rộng tới 5 mét và — giống như hang cá sấu — chúng nhanh chóng bị nước tràn vào. Hơn nữa, các xa lộ hà mã nối các hồ nước với các con sông lớn cũng có thể được thiết lập. Nếu khu vực bị ngập lụt, những điểm kết nối này có thể trở thành lối thoát cho nước dâng cao. Chúng cũng cho phép mở rộng vùng đầm lầy. Và trong những điều kiện thích hợp, những vệt nước dài như rãnh sẽ dẫn một lượng lớn trầm tích từ sông vào đầm phá hoặc ao hồ.
Nói tóm lại, chỉ bằng cách di chuyển hàng ngày, hà mã có thể san phẳng và cải tạo các tuyến đường thủy của châu Phi.
Chuột xạ hương
Giống như hải ly, chuột xạ hương được biết đến với khả năng tạo ra những túp lều hình mái vòm từ cành cây và lá cây. Nhưng đây không phải là phương pháp duy nhất để xây dựng nơi trú ẩn. Chuột xạ hương sống dọc theo sông, ao hoặc mương thường tránh xa túp lều, thay vào đó là những hố sâu mà chúng đã đào vào bờ. Chúng bắt đầu bằng cách lặn xuống nước, nơi chúng bắt đầu đào một đường hầm sâu khoảng 15,2 đến 45,7 cm dưới bề mặt. Từ đó, chuột xạ hương đào sâu hơn và nghiêng lên trên. Cuối cùng, chúng tạo ra một khoang sống ấm áp, khô ráo, chỉ có thể tiếp cận thông qua các lối vào dưới nước. Đây là cách hay để ngăn chặn những vị khách không mời mà đến.
Những hang hốc như vậy có thể gây ra tác động lớn đến tuyến đường thủy mà chúng kết nối. Một lý do là, các cấu trúc này thúc đẩy xói mòn, có thể khiến bờ sông sụp đổ. Điều này khiến nước tràn vào khu vực bị ảnh hưởng, làm gián đoạn dòng chảy của sông. Theo thời gian, nếu đủ nước được chuyển hướng về phía bờ sông bị sạt lở, độ cong của dòng sông có thể thay đổi. Và điều khiến những người khai thác đất đai vô cùng khó chịu là khi một con chuột xạ hương đào hang vào đập nhân tạo, nước thải thường chảy theo.
Con voi
Voi châu Phi trưởng thành trong 1 ngày sẽ dành từ 12 đến 18 giờ để ăn, ngốn hết lượng thức ăn lên tới 272 kg. Việc nhai lại thức ăn rất quan trọng đối với hệ sinh thái. Tương tự như vậy, việc đại tiện sau đó cũng vậy.
Phân voi là một loại phân bón bổ dưỡng cho đất đai ở châu Phi; nó cũng là phương tiện giúp phát tán nhiều loại hạt. Hơn nữa, bằng cách đốn hạ cây cối và ăn cây bụi, loài động vật khổng lồ này đã biến rừng thành đồng cỏ.
Một nghiên cứu năm 2009 đã tiết lộ thêm về khả năng biến đổi môi trường sống của voi châu Phi. Được đăng trên tạp chí BioScience, nghiên cứu này đã báo cáo về các kỹ sư hệ sinh thái ở Đồng bằng sông Okavango của Botswana. Nhóm tác giả lưu ý rằng voi rất giỏi trong việc xây dựng các kênh dẫn nước. Những loài động vật ăn cỏ có ngà thích đi đi lại lại trên cùng một tuyến đường bộ, tạo ra những con đường mòn trong quá trình di chuyển. Đôi khi, nhiều thế hệ voi sẽ tái sử dụng chính những lối đi bộ đó. Theo thời gian, những con vật nặng nề này không thể không nén đất lại, biến lối đi của chúng thành những rãnh nước.
Theo các tác giả nghiên cứu, khi voi di chuyển qua lại giữa hai vùng nước, những con đường mòn trũng của chúng trở thành đường dẫn nước tuyệt vời. Do đó, các con sông hoặc ao hồ từng bị cô lập có thể được hợp nhất thông qua các kênh đào do voi đào.
Và đó không phải là lợi ích duy nhất mà tuyến đường voi mang lại. Năm 2010, các nhà khoa học môi trường Roy Sidle và Alan Ziegler đã công bố một nghiên cứu kéo dài bảy năm về một tuyến đường voi châu Á ở miền bắc Thái Lan. Bằng cách kiểm tra cả mực nước và trầm tích, họ xác định rằng tuyến đường này đã giúp đưa dòng chảy mùa mưa trực tiếp vào các dòng suối địa phương.
Cua Đào Hang
Một số loài giáp xác là những thợ đào hang cừ khôi, bao gồm cả loài cua vĩ cầm (chi Uca), trú ẩn trong đường hầm sâu tới 0,9 mét trở lên.
Và rồi chúng ta có loài “cua đào hang” thuộc chi Chasmagnathus. Chúng sống ở đầm lầy ngập mặn, đầm lầy nước mặn và cửa sông ở Đông Á.
Thường được tìm thấy trong các đầm lầy ngập mặn ở Brazil và Argentina, Neohelice granulata là một loài đào hang sâu hiệu quả. Giống như các hang của chuột xạ hương, những đường hầm mà loài cua nhỏ này đào có thể làm suy yếu thảm cỏ xung quanh. Trên bờ đầm lầy ngập mặn, điều này có tác dụng làm rộng lạch thủy triều, khiến bờ bùn và đất sét của chúng dễ bị xói mòn hơn bởi các loài động vật không xương sống đào hang.
Cua đào hang có tác động rõ rệt đến thành phần trầm tích, nên đường hầm của chúng cũng có thể tạo ra những con lạch hoàn toàn mới bên trong các hệ thống rừng ngập mặn này.
Vì vậy, mặc dù là những loài động vật khá nhỏ bé, cua đào hang có thể làm rung chuyển toàn bộ mạng lưới đường thủy.