Tại sao phát hiện ra hệ sinh thái lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?


Trải qua nhiều thế kỷ, nhiều nhà khoa học đều đã tiến hành những nghiên cứu về mối quan hệ giữa muôn loài với khí hậu và môi trường. Họ đều đã nghiên cứu đến yếu tố sinh thái học, nhưng cho đến năm 1935, Arthur Tansley mới nhận ra rằng quan hệ giữa muôn loài với môi trường là mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau. Các loài cỏ có ảnh hưởng đến động vật ăn thịt tầng trên và các loài sâu phân hủy xác động vật, các cây đổ xuống đất có ảnh hưởng đến sự phát triển của cỏ và lùm cây.


Tansley phát hiện ra rằng, mỗi một cơ thể hữu cơ là một phần trong hệ thống các bộ phận tác động qua lại với nhau, chúng đều là một bộ phận trong hệ sinh thái. Khám phá này là một nhận thức khoa học vô cùng tiến bộ, nó đã tăng thêm ý thức bảo vệ môi trường và hiểu biết về hệ sinh thái của con người.


Hệ sinh thái được phát hiện ra như thế nào?


Arthur Tansley phát hiện ra một khu vực sinh thái, ở đó các yếu tố đều phụ thuộc vào nhau giống như những mắt tơ dày đặc đan trên tấm mạng nhện. Tansley đã nhìn ra hiện tượng này, có điều ông không phải là người đầu tiên nghiên cứu hệ sinh thái.


Vào thế kỷ thứ IV trước Công nguyên, Aristotle và người học trò của ông là Theophrastus đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa động vật và môi trường. Năm 1805, nhà khoa học người Đức là Alexander Von Humbolt đã công bố kết quả nghiên cứu của mình về mối quan hệ giữa các loài thực vật và khí hậu, ông là người đầu tiên miêu tả về vành đai thực vật.


Vào năm 1870, Alfred Wallace - một trong những đối thủ của Darwin là người đầu tiên đưa ra khái niệm địa lý học về các loài động vật, trong đó nghiên cứu về mối quan hệ giữa các động vật với khí hậu và môi trường nơi chúng sống. Đầu thế kỷ thứ XIX, nhà khoa học người Pháp Antoine Lavoisier đã phát hiện ra chu trình nitơ. Chu trình nitơ hoạt động trong môi trường đã liên kết các thực vật, động vật, nước và không khí thành một vòng tuần hoàn đơn nhất có quan hệ phụ thuộc lẫn nhau. Mỗi nhà khoa học đều phải nhận biết được những thành phần này và liên kết chúng lại với nhau.


Arthur Tansley sinh năm 1871, ông xuất thân trong một gia đình khá giả ở Luân Đôn. Ông giành được học vị sinh học và những ý tưởng công việc của ông đều bắt nguồn từ trong trường đại học. Đầu tiên ông học tại học viện thuộc đại học ở Luân Đôn, sau đó ông học tại Đại học Cambridge. Ông tích cực đóng góp làm thúc đẩy sự phát triển hệ sinh thái thực vật ở Anh và trợ giúp việc tổ chức Hiệp hội sinh thái học ở Anh.


Cuối những năm 20 của thế kỷ XX, Tansley đã lập một danh sách khổng lồ các loại thực vật trên đất nước Anh để phục vụ cho Hiệp hội sinh thái học. Trong quá trình nghiên cứu, ông không những lập nên danh sách các loài thực vật mà còn quan sát mối quan hệ trong quần thể thực vật này: các loài cỏ thường cùng nhau phát triển hay cùng phát triển với các cây bụi và cỏ dại khác? Loại cỏ này có sinh trưởng ở vùng đồng bằng hay không? Chúng có phát triển trên những vách đá lởm chởm hay không? …


Năm 1930, Tansley đã nhận ra rằng, nếu không nghiên cứu sự ảnh hưởng của động vật thì không thể phân tích được mối quan hệ giữa các thực vật. Thế là ông bắt đầu công việc lập danh sách những động vật ăn cỏ. Ông nhanh chóng nhận ra rằng kết quả nghiên cứu sẽ chính xác hơn nếu như tiến hành nghiên cứu đồng thời cả động vật ăn thịt và động vật ăn cỏ.


Tiếp đó ông nhận ra sự cần thiết phải nghiên cứu vòng tuần hoàn và các cơ thể phân hủy (phân hủy xác động vật thành những chất hữu cơ cần thiết nuôi dưỡng thực vật). Sau cùng ông nghiên cứu về môi trường vật lý vô cơ (nước, mưa, khí hậu).


Năm 1935, ông phát hiện ra rằng mỗi khu vực mà ông tiến hành nghiên cứu đều là một thể thống nhất, là hệ thống khép kín. Hoạt động của hệ thống này giống như sự hoạt động của một đơn vị, trong đó các thể hữu cơ sống trong khu vực đặc biệt này có quan hệ với môi trường vô cơ nơi chúng sống. Đây là một nhận xét làm người ta phải ngạc nhiên. Mỗi một sinh vật đều có mối quan hệ phụ thuộc và ảnh hưởng với các loại sinh vật khác.


Một số vật chất như nước, ánh sáng mặt trời và một số vật chất vô cơ khác cũng tồn tại loại quan hệ này. Tất cả các dạng sống trong hệ sinh thái khép kín đều cùng nuôi sống nhau và tự điều chỉnh nguồn thức ăn.


Tansley đã rút ngắn tên gọi hệ thống sinh thái thành hệ sinh thái. Thế nhưng danh từ và khái niệm này không được dùng đến cho tới năm 1953, nhà khoa học người Mỹ là Eugene Odum cho xuất bản cuốn sách Nguyên lý sinh thái học giải thích về hệ thống sinh thái thì danh từ hệ sinh thái mới thật sự đi vào cuộc sống.

schoolnet