Loài cá quý hiếm nhất hành tinh

Cá hố quỷ (Devils Hole pupfish) là một trong những loài cá quý hiếm nhất thế giới. Ảnh: U.S. Fish and Wildlife Service.

Giữa vùng sa mạc Mojave khô cằn thuộc Thung lũng Chết (Mỹ), cá hố quỷ (Devils Hole pupfish) tồn tại như một ngoại lệ hiếm hoi của tự nhiên. Với tên khoa học Cyprinodon diabolis, loài cá nhỏ bé này được ghi nhận có phạm vi sinh sống hẹp nhất trong số các loài động vật có xương sống trên Trái Đất, đồng thời sở hữu những khả năng thích nghi đặc biệt, đủ để làm thay đổi cách nước Mỹ nhìn nhận và bảo vệ nguồn nước ngầm.

Môi trường sống khắc nghiệt

Theo thông tin từ Vườn quốc gia Thung lũng Chết (Mỹ), toàn bộ quần thể cá hố quỷ trong tự nhiên hiện chỉ sinh sống duy nhất tại Hố Quỷ (Devils Hole), một hang đá vôi ngập nước nằm trong khu bảo tồn động vật hoang dã quốc gia Ash Meadows, bang Nevada (Mỹ).

Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS) mô tả đây là một trong những môi trường sống khắc nghiệt nhất từng được ghi nhận vì nhiệt độ nước quanh năm duy trì ở mức 33-34°C, nồng độ oxy hòa tan cực thấp, trong khi nguồn thức ăn vô cùng hạn chế. Trong điều kiện như vậy, hầu như không loài cá nào khác có thể tồn tại lâu dài.

Mặc dù Hố Quỷ có độ sâu được xác định ít nhất 152 m, cá hố quỷ lại chỉ tập trung sinh sống trong một kệ đá vôi nông nằm ngay dưới mực nước khoảng 0,3 m, có diện tích chỉ khoảng 16 m².

National Park Service giải thích đây là nơi duy nhất ánh sáng mặt trời có thể chiếu trực tiếp xuống đáy hang, giúp tảo, nuồn thức ăn chính của cá phát triển, đồng thời cũng là khu vực duy nhất cá hố quỷ có thể đẻ trứng thành công.

Cá hố quỷ sinh sống trong một kệ đá vôi nông nằm ngay dưới mực nước khoảng 0,3 m, có diện tích chỉ khoảng 16 m². Ảnh: NPS.

Không chỉ sống trong không gian chật hẹp hiếm thấy, cá hố quỷ còn sở hữu nhiều đặc điểm sinh học đặc biệt.

Theo mô tả của nhà ngư học Joseph H. Wales, đây là loài có kích thước nhỏ nhất trong chi Cyprinodon. Một cá thể trưởng thành trung bình chỉ dài khoảng 23 mm, chiều dài tối đa hiếm khi vượt quá 30 mm.

Dù nhỏ bé, cá hố quỷ lại có ngoại hình nổi bật. Cá đực trưởng thành mang màu xanh lam rực rỡ, óng ánh trên thân, trong khi cá cái và cá con có màu nâu ô liu hoặc vàng nhạt, giúp dễ hòa lẫn với môi trường đá vôi xung quanh.

Ngoài ra, loài cá này hoàn toàn không có vây bụng, một đặc điểm hiếm gặp ở cá xương. Các nhà nghiên cứu cho rằng đây có thể là kết quả của quá trình tiến hóa kéo dài trong không gian sống hạn chế và môi trường nhiệt độ cao ổn định.

Ở cấp độ di truyền, cá hố quỷ cũng được xem là một “trường hợp đặc biệt”. Các phân tích được Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF) hỗ trợ cho thấy đây là một trong những loài có mức độ cận huyết cao nhất từng được biết đến.

Theo báo cáo từ Đại học California, Berkeley, khoảng 58% bộ gen của các cá thể được kiểm tra gần như giống hệt nhau. Tuy nhiên, thay vì suy thoái di truyền nghiêm trọng, loài cá này lại phát triển cơ chế “thanh lọc di truyền”, giúp loại bỏ dần các đột biến có hại qua nhiều thế hệ, từ đó duy trì khả năng tồn tại trong một quần thể cực nhỏ.

Vì sao phải bảo tồn cá hố quỷ?

Một trong những thích nghi gây kinh ngạc nhất của cá hố quỷ liên quan đến khả năng đối phó với tình trạng thiếu oxy trầm trọng trong hang nước.

Một nghiên cứu công bố trên Journal of Experimental Biology chỉ ra rằng loài cá này có thể ngừng tiêu thụ oxy hoàn toàn trong tối đa 149 phút, dù môi trường xung quanh vẫn còn oxy.

Dữ liệu sinh hóa được công bố trên PMC cho thấy thay vì tạo ra axit lactic gây mỏi cơ như phần lớn sinh vật khác, cá hố quỷ chuyển sang sản sinh ethanol, một dạng cồn trong quá trình trao đổi chất kỵ khí.

Quá trình này được hỗ trợ bởi hệ vi sinh đường ruột đặc thù, đặc biệt là vi khuẩn thuộc chi Cetobacterium, giúp điều chỉnh linh hoạt giữa hô hấp hiếu khí và kỵ khí, hạn chế tổn thương tế bào.

Các nhà khoa học đánh giá đây là một trong những cơ chế sinh tồn kỳ lạ và hiếm gặp nhất trong thế giới động vật có xương sống.

Dù được bảo vệ nghiêm ngặt, cá hố quỷ vẫn luôn đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng.

Năm 2024, quần thể loài này từng phục hồi lên gần 200 cá thể, mức cao nhất trong 25 năm. Tuy nhiên, các trận động đất liên tiếp cuối năm 2024 và đầu 2025 đã tạo ra những đợt sóng mạnh trong hang, cuốn trôi trứng, ấu trùng và nguồn thức ăn của loài cá này. Chỉ vài tháng sau, số lượng cá hố quỷ trong tự nhiên giảm xuống còn chưa đến 40 con.

Trước nguy cơ sụp đổ hoàn toàn, các nhà khoa học đã xây dựng một hệ thống nuôi nhân tạo mô phỏng chính xác môi trường Devils Hole, coi đây là “phao cứu sinh” cho loài cá quý hiếm nhất thế giới.

Những thích nghi đặc biệt của cá hố quỷ mở ra giá trị lớn cho khoa học tiến hóa và y sinh, đặc biệt trong nghiên cứu tình trạng thiếu oxy ở tế bào người. Ảnh: NPS.

Tại Cơ sở Bảo tồn Cá Ash Meadows (AMFCF), một bể nước khổng lồ được thiết kế để tái hiện kệ đá vôi và điều kiện sinh thái tự nhiên. Cá được chăm sóc bằng chế độ dinh dưỡng đặc biệt nhằm duy trì sức khỏe và khả năng sinh sản.

Song, việc chi hàng triệu đô la Mỹ để bảo vệ một loài cá chỉ dài vài centimet từng gây nhiều tranh cãi. Song, theo các chuyên gia, giá trị của cá hố quỷ vượt xa yếu tố kinh tế.

Nhà sinh thái học Kevin Wilson ví cá hố quỷ là “chỉ báo sinh học” cho sức khỏe của hệ thống nước ngầm tại sa mạc Mojave. Khi loài cá này suy giảm, điều đó đồng nghĩa nguồn nước trong khu vực cũng đang gặp vấn đề.

Bên cạnh đó, nghiên cứu của Đại học Michigan cho thấy những thích nghi đặc biệt của loài cá này mang lại giá trị lớn cho khoa học tiến hóa và y sinh học, nhất là trong nghiên cứu về tình trạng thiếu oxy ở tế bào người.

Lê Huyên