Con người và các sinh vật sống tốt nhất ở 20 độ C?

Một nghiên cứu xuất bản trên tạp chí Nature từng chỉ ra càng nóng hơn thì con người càng làm việc kém hiệu quả, vì việc tỏa thân nhiệt tiêu tốn không ít năng lượng. Vậy nhiệt độ thích hợp nhất cho họ là bao nhiêu?

Khám phá bất ngờ

Trong bài viết trên trang The Conversation (Anh), các nhà khoa học từ Đại học Nord (Na Uy) và Đại học Tasmania (Úc) nói chúng ta đã biết nhiều loài có thể sống ở nhiệt độ lạnh hơn hoặc ấm hơn nhiều so với con người.

Tuy nhiên, qua nhiều đánh giá có hệ thống về các nghiên cứu đã được công bố, họ nhận thấy phạm vi nhiệt độ tối ưu của động vật, thực vật và vi khuẩn sống trong không khí và nước tương đối trùng khớp, dao động quanh mức 20 độ C.

Đây không hẳn là một sự trùng hợp. Đối với các loài, mối quan hệ giữa khả năng hoạt động và nhiệt độ môi trường thường được biểu thị bằng một đường cong không đối xứng. Các quá trình sinh học tăng theo nhiệt độ, đạt mức tối đa và sau đó giảm nhanh chóng khi nhiệt độ quá nóng.

Gần đây, một nhóm nghiên cứu ở New Zealand nhận thấy số lượng loài sinh vật biển không đạt đến đỉnh sinh trưởng khi sống ở vùng xích đạo như người ta thường giả định.

Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy vết lõm trong các biểu đồ sinh trưởng của sinh vật theo yếu tố nhiệt độ ngày càng có xu hướng xa hơn, kể từ kỷ băng hà 20.000 năm trước. Nguyên nhân chính là do sự nóng lên của đại dương toàn cầu.

Đồng thời, nhóm chuyên gia nhận thấy khi số lượng loài được biểu thị theo nhiệt độ trung bình hằng năm, thì số lượng này thường có dấu hiệu giảm từ cột mốc trên 20 độ C.

Một nghiên cứu khác được thực hiện ở Tasmania (Úc) trên các nhóm sinh vật cũng cho kết quả bất ngờ. Cụ thể, nhóm đã mô hình hóa tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn và sinh vật đa tế bào, từ đó nhận thấy nhiệt độ ổn định nhất cho quá trình sinh học của chúng là 20 độ C.

Giáo sư Ross Corkrey từ Đại học Tasmania (Úc) cho biết sau nhiều nghiên cứu tiếp theo, nhóm đề xuất "mô hình Corkrey", cho thấy 20 độ C là nhiệt độ ổn định nhất đối với các phân tử sinh học.

Hiệu ứng 20 độ C

Nhóm tác giả bài viết trên The Conversation tiếp tục hợp tác với các đồng nghiệp từ Canada, Scotland, Đức, Hong Kong và Đài Loan để tìm kiếm các mô hình chung về mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ đến cuộc sống của các sinh vật. Ngạc nhiên, ở gần như mọi nơi được xem xét, nhóm liên tục phát hiện 20 độ C là nhiệt độ then chốt đối với đa dạng sinh học.

Nhiệt độ ấm hoặc nóng hơn mức 20 độ C sẽ dẫn đến giảm các chỉ số quan trọng như khả năng chịu đựng lượng oxy thấp của các loài sinh vật biển và nước ngọt.

Các chỉ số như năng suất tảo biển và sinh vật đáy, tỉ lệ cá ăn mồi, sự phong phú về sinh vật phù du, động vật không xương sống ở đáy và động vật thân mềm hóa thạch suy giảm theo hướng tiêu cực khi ở nhiệt độ trên 20 độ C.

Đồng thời, những bằng chứng về các vụ động vật tuyệt chủng cũng gia tăng trong hồ sơ hóa thạch khi nhiệt độ xê dịch khỏi mức 20 độ C.

Theo các nhà khoa học, thử thách cho nhiều loài động vật trong quá khứ là phải tìm cách thích nghi với cuộc sống mới khi nhiệt độ môi trường sống của chúng nóng hoặc lạnh hơn 20 độ C. Cơ thể và thói quen của các động vật thích hợp với khung nhiệt độ mới.

Khung nhiệt độ mới sẽ kéo dài mốc 20 độ C lên trên hoặc xuống dưới. Nghĩa là, dù một số loài động vật đã được tiến hóa để sống được ở môi trường quá nóng hoặc quá lạnh, thì chúng vẫn có thể sống ở nhiệt độ 20 độ C.

Đây được gọi là hiệu ứng 20 độ C.

Hiện nay, hiệu ứng này cũng được dùng để giải thích cho một số hiện tượng như xu hướng phong phú về loài và đa dạng di truyền theo nhiệt độ, tỉ lệ tuyệt chủng trong hồ sơ hóa thạch, năng suất sinh học hay tốc độ tăng trưởng tối ưu, tỉ lệ săn mồi ở biển.