Lũ côn trùng đang trở nên tham ăn hơn bao giờ hết, ngay cả khi số lượng của chúng đang suy giảm đáng kể. Nhưng bất luận thế giới sâu bọ hưng hay suy giữa thời buổi nhiều bất ổn khí hậu, thực vật gần như sẽ nắm phần thất bại.

Thực vật trên cạn hiện chiếm đến 80% tổng sinh khối toàn cầu, còn côn trùng tuy bé nhỏ nhưng mức độ đa dạng của loài thì không ai sánh kịp. 

Trải qua mấy trăm triệu năm tiến hóa cùng nhau, cả hai đã duy trì một thỏa thuận tinh tế: côn trùng thụ phấn để thực vật có hoa sinh sôi, đổi lại thức ăn và chỗ trú ẩn.

Thế nhưng, cỏ cây hiện đang chịu ba tai vạ một lúc, tất cả đều có nguyên nhân liên quan đến việc số lượng sụt giảm của côn trùng trên thế giới.

Một nhóm nghiên cứu do Lauren Azevedo-Schmidt của Đại học Wyoming (Mỹ) dẫn đầu đã so sánh mức độ thiệt hại do côn trùng để lại trên hai đối tượng "tuy gần mà xa": lá cây tươi của thời hiện đại và lá cây hóa thạch của kỷ Phấn trắng muộn. 

So với gần 67 triệu năm trước, sức công phá của côn trùng thời nay - nào đục lỗ, nào chích hút, nào ăn trụi lá - đã gia tăng mạnh mẽ.

"Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng con người đã gây ảnh hưởng đến tần suất phá hoại và tính đa dạng của [côn trùng] trong những cánh rừng thời hiện đại, với phần lớn tác động của con người xảy ra sau Cách mạng Công nghiệp" - nhóm nghiên cứu viết trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Phù hợp với giả thuyết này, các mẫu thực vật khô từ đầu những năm 2000 có tỉ lệ xuất hiện "thương tật" cao hơn các mẫu của đầu thập niên 1990 (chênh nhau đến 23%).

Một mặt, sự ấm lên nhanh chóng của hành tinh đang ảnh hưởng đến tốc độ sinh sản, phát triển và sức ăn của côn trùng. Năm 2018, các nhà khoa học Mỹ dự báo nếu Trái đất tăng thêm 1oC thì tình trạng côn trùng phá hoại mùa màng sẽ tăng thêm 10% đến 25%. Điều đáng nói là sâu hại vốn đã và đang tàn phá 40% sản lượng cây trồng toàn cầu.

Những chiếc lá Platanus mysidentalis hiện đại (trái) và hóa thạch (phải) với vết tích phá hoại của côn trùng. Ảnh: Lauren Azevedo-Schmidt

Mặt khác, cái nóng đang đẩy côn trùng tiến về hai cực. Chẳng hạn quần thể sâu keo mùa thu, còn gọi là sâu keo hại ngô, đã mở rộng phạm vi hoạt động do biến đổi khí hậu, theo một báo cáo của Liên Hiệp Quốc năm 2021.

Hay rệp khiên xanh từng bị cô lập ở các khu vực ấm áp thuộc Bắc Mỹ, Địa Trung Hải, Trung Đông, Úc và châu Phi đã xuất hiện ở Vương quốc Anh - nơi lạnh lẽo mà về lý thuyết không thích hợp làm nhà - từ vài năm trước. Kể từ đó, nông dân Anh có thêm một mối lo.

Thế nhưng, biến đổi khí hậu không cung cấp câu trả lời đầy đủ. Tương tác giữa thực vật và côn trùng còn bị chi phối bởi cách con người tương tác với ngoại cảnh, theo nhóm của Azevedo-Schmidt.

Như nhà sinh thái học nổi tiếng E.O. Wilson đã nói, "côn trùng là những thứ nhỏ bé nhưng vận hành cả thế giới". Chúng gián tiếp nuôi sống chúng ta nhờ khả năng thụ phấn - ít nhất 87 loại cây trồng chính của nhân loại phụ thuộc côn trùng. Chúng còn phân hủy, xử lý chất thải hữu cơ và là thức ăn cho nhiều loài động vật khác.

hóa thạch lá cây khoảng triệu năm trước, với vết hại của côn trùng

Quan trọng là thế, nhưng côn trùng đang đối mặt với nhiều thách thức mang tính sống còn. 

Nông nghiệp công nghiệp hóa đang tận diệt sâu bọ, và có nghiên cứu đã cảnh báo rằng thực vật sẽ phải "chiến đấu" với nhau để thu hút các loài thụ phấn. 

Ở Trung Quốc, nông dân phải đến từng bông hoa để làm cái việc của lũ ong.

Thời đại suy vong của côn trùng được các báo đài đưa lên trang nhất từ năm 2018, có tiêu đề ủng hộ lẫn phản đối. Giới nghiên cứu đó đây cũng tích cực tìm kiếm sự thật.

Một nghiên cứu năm 2020 trên tạp chí Science - quy mô khủng nhưng chủ yếu tập trung vào châu Âu và Bắc Mỹ - cho thấy quần thể côn trùng trên cạn đang giảm gần 1% mỗi năm. Ở vùng nhiệt đới thì sao?

Theo một công bố trên tập san Biology Letters vào tháng 8-2022, côn trùng trên cạn ở Brazil đang suy giảm cả về số lượng và sự đa dạng. 

(Tuy nhiên, cả hai nghiên cứu đều nhận thấy côn trùng dưới nước nhìn chung đang tăng, có thể là nhờ những nỗ lực phục hồi hệ sinh thái nước ngọt).

Nhưng côn trùng khá kém cỏi trong việc điều chỉnh ngưỡng chịu đựng của chúng, nên đặc biệt dễ bị tổn thương bởi biến đổi khí hậu. 

Theo một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Nature Communications, khi nhiệt độ thay đổi 1^oC, côn trùng chỉ có thể xê dịch giới hạn nhiệt khoảng 10 - 15%. 

Để so sánh, một nghiên cứu khác cho biết con số đó ở cá và động vật giáp xác là khoảng 30%.

Nhà sinh thái học Tim Newbold của Đại học London (UCL, Anh) cho biết: "Quản lý các khu nông nghiệp cẩn thận hơn, chẳng hạn bảo tồn môi trường sống tự nhiên ở gần nông trại, sẽ giúp đảm bảo rằng các loài côn trùng quan trọng vẫn có thể phát triển".

Điều này bao gồm việc hạn chế độc canh (đa dạng hóa cây trồng trên một mảnh đất), giảm sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón.

Vào năm 2020, một nhóm nhà khoa học của ĐH bang Michigan (Mỹ) đã theo dõi cuộc "tỉ thí" giữa những con sâu bướm sừng và cây cà chua trong điều kiện tăng nhiệt độ. Cà chua đã thua cuộc, nhưng là dưới tay cái nóng. 

Khi cà chua căng mình chống trả sâu bướm, chúng đã đánh đổi khả năng đối phó cái nóng.

Giữa cái nóng, cà chua cũng tăng cường sản xuất loại hormone trên. Nhưng côn trùng cũng tăng cường trao đổi chất, nên chúng ăn nhanh hơn và gây hại nhiều hơn. 

Mặc dù cà chua đã chiến đấu hết mình bằng các hợp chất hóa học độc hại, chúng đã không thể vô hiệu hóa chế độ ăn thần sầu của sâu.

Cùng lúc đó, việc tiết hormone đã ngăn chặn các khí khổng mở ra và cũng không cho lá nhấc lên khỏi mặt đất nóng để làm mát. 

Cần biết rằng thực vật "mở cửa" khí khổng trên mặt lá để làm mát, giống như cách con người đổ mồ hôi qua lỗ chân lông vậy. Cây cũng cần nhấc lá lên cao, có lẽ để tìm kiếm một làn gió mát.

hóa thạch lá cây 54 triệu năm trước, với vết hại của côn trùng, khai quật ở Wyonming - ảnh Lauren Azevedo-Schmidt

Như vậy, nếu hai áp lực - côn trùng và cái nóng - xảy ra cùng một lúc, thực vật sẽ gặp rắc rối nhân đôi, cũng chính là tai vạ thứ ba trong "tam tai" của giống loài này.

Vẫn còn rất nhiều điều ta chưa hiểu về tương tác giữa thực vật và côn trùng. Nhưng có một điều chắc chắn là nhân loại phụ thuộc vào côn trùng và cây trồng để có thể tiếp tục tồn tại. Thêm một lý do để khẩn trương kìm hãm biến đổi khí hậu.