Đến nay giới khoa học đã mô tả và đặt tên khoảng hai triệu loài sinh vật, nhưng không ai biết chắc Trái Đất có tổng cộng bao nhiêu loài. Ước tính được trích dẫn nhiều nhất, công bố năm 2011, là khoảng 8,7 triệu loài sinh vật có nhân thật như động vật, thực vật, nấm; nghĩa là có thể hơn tám phần mười số loài vẫn chưa có tên. Nếu tính cả vi khuẩn và vi sinh vật cổ, các ước tính nhảy vọt lên hàng tỷ, thậm chí hàng nghìn tỷ, và tranh cãi càng lớn.
Đây là một trong những câu hỏi nền tảng nhất của sinh học mà vẫn chưa có lời đáp gọn. Phần dưới giải thích vì sao đếm loài khó đến vậy, các cách ước tính, những nơi còn giấu nhiều loài nhất, và vì sao Việt Nam vẫn liên tục có loài mới được công bố.
Đã mô tả bao nhiêu loài
Mỗi loài được khoa học công nhận khi có người thu mẫu, so sánh với các loài đã biết, viết bản mô tả chi tiết kèm một mẫu chuẩn lưu ở bảo tàng, và công bố trên tạp chí khoa học theo quy tắc danh pháp quốc tế. Các cơ sở dữ liệu như Catalogue of Life tổng hợp những bản mô tả ấy, và tổng số loài được chấp nhận vào khoảng hai triệu, tuỳ cách gộp tên trùng.
Trong số đó, côn trùng chiếm hơn một nửa, riêng bọ cánh cứng đã khoảng 400.000 loài được mô tả. Thực vật có mạch khoảng 350.000 loài, nấm khoảng 150.000, còn các nhóm động vật có xương sống quen thuộc như thú, chim, bò sát, ếch nhái, cá cộng lại chỉ khoảng 70.000 loài. Nói cách khác, sinh vật mà ta hay nghĩ tới khi nói "động vật" chỉ là phần rất nhỏ của bức tranh.
Mỗi năm, giới phân loại học công bố thêm khoảng 15.000 đến 18.000 loài mới, phần lớn là côn trùng, nhện, giun và các sinh vật nhỏ khác. Nhưng có cả thú, chim và cây gỗ lớn. Với tốc độ này, nếu tổng số thật vào khoảng tám, chín triệu loài, sẽ cần vài trăm năm nữa mới đặt tên hết, chưa kể nhiều loài có thể biến mất trước khi kịp được biết đến.
Ước tính tổng số loài bằng cách nào
Không thể đếm thẳng những loài chưa biết, nên các nhà khoa học phải suy luận. Năm 1982, nhà côn trùng học Terry Erwin dùng khí dung phun lên tán một loài cây ở rừng nhiệt đới Panama, hứng toàn bộ bọ cánh cứng rơi xuống và thấy rất nhiều loài chỉ sống trên đúng loài cây đó. Nhân lên với số loài cây nhiệt đới, ông đưa ra con số khoảng 30 triệu loài chân khớp. Phép tính gây tiếng vang lớn, nhưng các giả định về mức độ "kén cây" bị nhiều người cho là quá cao.
Năm 2011, nhóm của Camilo Mora công bố trên tạp chí PLoS Biology một cách khác. Họ nhận thấy với các nhóm đã được nghiên cứu kỹ, số lượng ở mỗi bậc phân loại (ngành, lớp, bộ, họ, chi, loài) tuân theo một quy luật khá đều. Bậc cao như ngành, lớp gần như đã biết hết, nên dùng quy luật ấy ngoại suy xuống bậc loài. Kết quả: khoảng 8,7 triệu loài sinh vật nhân thật, trong đó khoảng 2,2 triệu sống ở biển. Theo ước tính này, khoảng 86% loài trên cạn và 91% loài ở biển chưa được mô tả.
Các ước tính khác dao động từ khoảng 2 triệu đến hàng chục triệu, tuỳ phương pháp. Điều gần như mọi nhà khoa học đồng ý là: con số đã biết chỉ là phần nhỏ, và phần chưa biết nằm chủ yếu ở côn trùng, nấm, sinh vật biển và những nơi khó đến như tán rừng nhiệt đới, đất, biển sâu.
Vi khuẩn: nơi các con số vỡ tung
Với vi khuẩn và vi sinh vật cổ, chính khái niệm "loài" đã khó dùng. Chúng không sinh sản hữu tính như động vật, lại trao đổi gen với nhau khá thoải mái, nên không có ranh giới rõ ràng kiểu "hai con không giao phối được với nhau là hai loài". Phần lớn vi sinh vật cũng không nuôi được trong phòng thí nghiệm, nên trước đây gần như không thể mô tả chúng.
Kỹ thuật giải trình tự gen hàng loạt từ mẫu đất, nước đã thay đổi điều đó: người ta đọc trực tiếp đoạn gen của cả quần thể vi sinh vật, rồi nhóm các trình tự giống nhau thành "đơn vị" gần với loài. Năm 2016, hai nhà sinh thái học ở Đại học Indiana (Mỹ) dựa trên quy luật thống kê giữa số cá thể và số loài để ước tính Trái Đất có thể có tới khoảng một nghìn tỷ loài vi sinh vật.
Con số này gây tranh cãi lớn, nhiều nhà khoa học cho rằng nó bị thổi phồng do cách nhóm trình tự và do lỗi đọc gen, và có ước tính khác thấp hơn nhiều bậc. Điều chắc chắn là thế giới vi sinh vật đa dạng hơn thế giới nhìn thấy bằng mắt thường gấp nhiều lần, và phần đã đặt tên chỉ là vài chục nghìn.
Đã biết và ước tính, theo nhóm sinh vật
Bảng dưới làm tròn các con số thường được dẫn để thấy chênh lệch giữa "đã đặt tên" và "ước tính có thể tồn tại". Mọi con số ước tính đều có biên độ rất rộng:
| Nhóm | Đã mô tả (làm tròn) | Ước tính tổng số | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Côn trùng | Khoảng 1 triệu | Vài triệu, có thể hơn | Bọ cánh cứng, ong, ruồi, bướm chiếm phần lớn |
| Thực vật | Khoảng 350.000–400.000 | Gần với số đã biết | Cây có hoa đã được khảo sát khá kỹ |
| Nấm | Khoảng 150.000 | Có thể vài triệu | Rất nhiều nấm chỉ phát hiện qua giải trình tự gen |
| Thú, chim | Khoảng 6.500 loài thú, 11.000 loài chim | Gần đầy đủ | Vẫn có loài mới mỗi năm, chủ yếu thú nhỏ |
| Sinh vật biển | Khoảng 240.000 | Có thể vài triệu | Biển sâu và sinh vật nhỏ ít được khảo sát |
| Vi khuẩn, vi sinh vật cổ | Vài chục nghìn | Từ hàng triệu tới hàng nghìn tỷ | Tranh cãi cả về khái niệm loài |
Nhìn bảng sẽ thấy: những nhóm to, dễ thấy như thú, chim, cây gỗ gần như đã đặt tên đủ, còn những nhóm nhỏ, sống ẩn trong đất, nước, trên cơ thể sinh vật khác là nơi còn nhiều loài chưa biết nhất.
Việt Nam: vẫn có loài mới mỗi năm
Việt Nam nằm trong vùng đa dạng sinh học cao của Đông Nam Á, với núi đá vôi, rừng nhiệt đới, dãy Trường Sơn và đường bờ biển dài. Năm 1992, các nhà khoa học Việt Nam và quốc tế khảo sát ở Vũ Quang (Hà Tĩnh) phát hiện sao la, một loài thú móng guốc lớn hoàn toàn mới với khoa học, phát hiện được coi là gây chấn động vì người ta tưởng các loài thú lớn đã được biết hết. Vài năm sau, mang lớn và mang Trường Sơn cũng được mô tả.
Ngày nay, các công bố về loài mới ở Việt Nam đến đều đặn: ếch nhái, thằn lằn, rắn, lan, thu hải đường, cá nước ngọt, ốc núi đá vôi, côn trùng. Các tổ chức bảo tồn hằng năm tổng hợp danh sách loài mới ở vùng Mê Kông mở rộng và thường thấy hàng trăm loài mỗi năm, trong đó có phần không nhỏ từ Việt Nam. Nhiều loài chỉ sống trên một ngọn núi đá vôi hay một hệ thống hang, nên rất dễ bị đe doạ khi khai thác đá, phá rừng.
Một cách phát hiện loài mới ngày càng phổ biến là phân tích ADN: hai quần thể trông giống hệt nhau hoá ra khác nhau đủ để là hai loài, gọi là loài ẩn. Nhờ đó nhiều "loài" quen thuộc được tách thành vài loài, mỗi loài có vùng phân bố hẹp hơn và cần được bảo vệ riêng.
Vì sao đếm loài quan trọng và ai đang đếm
Không biết thì không thể bảo vệ. Nhiều loài có thể tuyệt chủng trước khi được đặt tên, hiện tượng đôi khi được gọi là "tuyệt chủng không ai hay". Danh sách loài là nền móng để xác định khu vực cần bảo tồn và theo dõi loài nào đang suy giảm.
Kho thuốc và vật liệu chưa mở. Nhiều loại thuốc kháng sinh, thuốc chống ung thư và enzyme công nghiệp bắt nguồn từ nấm, vi khuẩn, cây cỏ, sinh vật biển. Mỗi loài chưa biết là một bộ hoá chất chưa ai thử.
Thiếu người làm phân loại. Mô tả một loài cần chuyên gia hiểu sâu từng nhóm, mà số nhà phân loại học trên thế giới đang giảm, đặc biệt ở các nước nhiệt đới nơi có nhiều loài nhất. Giới khoa học gọi đây là "trở ngại phân loại học".
Những nỗ lực mới. Năm 2023, dự án quốc tế Ocean Census được khởi động với mục tiêu phát hiện 100.000 loài sinh vật biển mới trong mười năm. Mã vạch ADN, ảnh chụp số hoá mẫu bảo tàng và ứng dụng cho người dân ghi nhận sinh vật đang giúp đẩy nhanh tốc độ.
Một loài mới được công nhận qua những bước nào
Từ lúc ai đó nhìn thấy một sinh vật lạ đến khi nó có tên khoa học chính thức thường mất vài năm, đôi khi vài chục năm. Quy trình chung gồm:
- Thu mẫu theo giấy phép, ghi rõ nơi, ngày, môi trường sống; với loài quý hiếm, hạn chế tối đa số mẫu.
- So sánh với mẫu và bản mô tả của các loài gần nhất, nhiều khi phải mượn mẫu từ bảo tàng ở nước khác.
- Phân tích ADN để xem sinh vật có tách biệt đủ về di truyền với loài đã biết hay không.
- Viết bản mô tả đặc điểm hình thái, chọn mẫu chuẩn và lưu giữ ở một bảo tàng hay viện nghiên cứu.
- Công bố trên tạp chí khoa học có bình duyệt, theo bộ quy tắc danh pháp quốc tế của nhóm đó (động vật, thực vật, vi khuẩn có bộ quy tắc riêng).
Mỗi bước đều cần chuyên gia và kinh phí, nên số loài chờ được mô tả luôn lớn hơn nhiều so với số loài được công bố mỗi năm. Trong các tủ mẫu bảo tàng trên thế giới, người ta tin rằng còn rất nhiều loài mới đã được thu về từ lâu nhưng chưa ai có thời gian nghiên cứu.
Câu hỏi thường gặp
Mỗi năm có bao nhiêu loài tuyệt chủng?
Rất khó có con số chính xác vì muốn xác nhận một loài tuyệt chủng cần khảo sát nhiều năm không tìm thấy. Các nhà khoa học đồng ý rằng tốc độ tuyệt chủng hiện nay cao hơn nhiều so với tốc độ tự nhiên trong lịch sử Trái Đất, chủ yếu do mất môi trường sống, khai thác quá mức và loài ngoại lai.
Ai được đặt tên cho loài mới?
Người mô tả loài trong bài báo khoa học có quyền đề xuất tên theo quy tắc danh pháp quốc tế, viết bằng tiếng Latin hoá. Tên có thể theo đặc điểm, nơi tìm thấy hoặc tôn vinh một người. Theo thông lệ, người mô tả không lấy tên chính mình đặt cho loài, và tên phải đi kèm mẫu chuẩn lưu ở bảo tàng.
Người không phải nhà khoa học có phát hiện được loài mới không?
Có. Nhiều loài mới bắt đầu từ ảnh chụp của người đi rừng, thợ lặn hay người chơi cây cảnh, sau đó nhà khoa học thu mẫu và mô tả. Tuy vậy, không được tự ý bắt, thu mẫu sinh vật trong khu bảo tồn hay loài được pháp luật bảo vệ.
Loài người đã mô tả bao nhiêu loài khủng long và sinh vật hoá thạch?
Các loài hoá thạch được tính riêng với loài đang sống. Riêng khủng long không phải chim, các nhà cổ sinh học đã mô tả hơn một nghìn loài và mỗi năm vẫn thêm vài chục loài. Tổng số loài từng tồn tại trong lịch sử Trái Đất được cho là gấp nhiều lần số loài hiện nay.
Vì sao côn trùng có nhiều loài như vậy?
Côn trùng nhỏ, sinh sản nhanh, có mặt từ hơn 400 triệu năm, và nhiều loài chuyên ăn một loại cây hay sống trên một loài vật chủ. Mỗi loài cây mới, mỗi môi trường mới lại mở ra chỗ cho các loài côn trùng chuyên hoá, nên số loài tích luỹ rất lớn qua thời gian.
Có ứng dụng nào giúp người dân góp dữ liệu loài không?
Có những nền tảng khoa học công dân cho phép tải ảnh sinh vật kèm vị trí để cộng đồng và chuyên gia nhận diện. Dữ liệu này được dùng trong nghiên cứu phân bố loài. Khi tham gia, nên tránh ghi vị trí chính xác của loài quý hiếm để không vô tình giúp kẻ săn bắt.