Vì sao hồ Mono có độ mặn gấp ba lần nước biển, được coi là 'vùng tử địa' nhưng lại có thể nuôi sống hai triệu con chim mỗi năm?

Hồ Mono nằm ở phía đông bang California, Hoa Kỳ, giữa lưu vực Great Basin khô hạn và dãy núi Sierra Nevada. Đây là một hồ nước mặn cổ đại, được ước tính đã tồn tại hơn một triệu năm, khiến nó trở thành một trong những hồ lâu đời nhất ở Bắc Mỹ. Diện tích của hồ vào khoảng 65 dặm vuông, dù một số tài liệu ghi nhận con số này có thể lên tới gần 70 dặm vuông, tùy theo mực nước từng thời kỳ.

Thoạt nhìn, hồ Mono không mang vẻ ngoài quá khác biệt so với nhiều hồ nước khác. Tuy nhiên, đặc điểm địa chất và hóa học của nó lại hoàn toàn khác thường. Hồ không có lối thoát tự nhiên, trong khi muối và khoáng chất từ các dòng suối bắt nguồn ở sườn phía đông dãy Sierra Nevada liên tục chảy vào. Do đó, nước ngọt chỉ có thể bốc hơi, để lại toàn bộ lượng muối và khoáng chất tích tụ qua hàng trăm nghìn năm. Kết quả là độ mặn của hồ cao gấp 2,5 đến 3 lần so với nước biển, đồng thời có tính kiềm rất mạnh.

Chính vì vậy, việc nếm thử nước hồ Mono có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe. Hàm lượng natri bicacbonat cao khiến độ pH của hồ đạt khoảng 10, một môi trường cực đoan mà hầu hết các sinh vật thông thường không thể tồn tại. Dù vậy, hồ Mono lại không hề "chết" như nhiều người vẫn tưởng.

Một trong những hình ảnh đặc trưng nhất của hồ Mono là các tháp đá tuff mọc lên dọc theo bờ và dưới mặt nước. Những cấu trúc này được hình thành khi canxi cacbonat từ các mạch nước ngầm lắng đọng và phản ứng với nước hồ có tính kiềm cao. Các cột đá và gò nhô lên đột ngột, tạo nên một cảnh quan địa chất hiếm gặp. 

Toàn bộ khu vực hồ, bao gồm các tháp đá tuff, vùng đất ngập nước và hệ sinh thái xung quanh, hiện đã được chỉ định là khu bảo tồn. Nơi đây thường được ví như một "biển Chết thu nhỏ" của nước Mỹ, dù trên thực tế vẫn còn khá ít người biết đến.

Điều khiến hồ Mono trở nên đặc biệt không chỉ nằm ở cảnh quan, mà còn ở hệ sinh thái phong phú đến khó tin. Mặc cho môi trường nước mặn và kiềm cao, hồ lại chứa số lượng sinh vật khổng lồ, cả về chủng loại lẫn tổng số cá thể. Nước hồ dày đặc tôm nước mặn và ruồi kiềm (alkaline fly), những loài sinh vật áp dụng chiến lược sinh trưởng nhanh và chết nhanh, khiến quần thể của chúng có thể đạt tới hàng trăm triệu con trong thời gian ngắn.

Chính nguồn thức ăn dồi dào này đã biến hồ Mono thành điểm đến lý tưởng của các loài chim. Mỗi năm, từ một đến hai triệu con chim tụ hội về đây để nghỉ ngơi và kiếm ăn, tạo nên một trong những cảnh tượng sinh thái ấn tượng nhất Bắc Mỹ.

Nền tảng của toàn bộ chuỗi thức ăn này là ruồi kiềm, có tên khoa học là Ephydra hians. Đây là loài ruồi nước rất nhỏ, chỉ dài khoảng 4 đến 7 milimét. Thoạt nhìn, chúng giống những con ruồi đen thông thường, nhưng khi quan sát kỹ có thể nhận ra phần ngực ánh xanh kim loại, một đặc điểm khá tinh tế.

Trong điều kiện logic, chỉ có tảo, vi khuẩn và một số loài tôm ưa muối mới có thể tồn tại trong môi trường có độ mặn gấp ba lần Thái Bình Dương và nồng độ natri bicacbonat cao như ở hồ Mono. Tuy nhiên, ruồi kiềm không chỉ tồn tại mà còn phát triển mạnh mẽ. Chúng có khả năng lặn hoàn toàn xuống nước để kiếm ăn, chủ yếu tiêu thụ tảo, và gần như không có đối thủ cạnh tranh trong môi trường khắc nghiệt này.

Tuổi thọ của ruồi kiềm trưởng thành chỉ kéo dài từ 3 đến 5 ngày, nhưng tốc độ sinh sản của chúng lại ở mức đáng kinh ngạc. Trong mỗi mùa hè, tổng số ruồi kiềm được sinh ra có thể lên tới hơn 100 tỷ con. Vào cao điểm sinh sản, bầu trời quanh hồ Mono có thể tối sầm vì mật độ ruồi dày đặc, tạo nên một cảnh tượng vừa choáng ngợp vừa khó quên.

Khả năng sinh tồn của ruồi kiềm trong môi trường nước mặn và kiềm cao từng là một bí ẩn kéo dài suốt hơn 150 năm. Khi tiếp xúc trực tiếp với nước hồ, lớp vỏ ngoài của côn trùng thông thường sẽ nhanh chóng bị khoáng chất bám phủ và ăn mòn. Ruồi kiềm đã giải quyết vấn đề này bằng một cơ chế đặc biệt. Chúng bao bọc cơ thể và cánh trong một lớp bong bóng không khí, vừa đóng vai trò lớp bảo vệ, vừa hoạt động như một lá phổi bên ngoài để cung cấp oxy.

Nhờ lớp bong bóng này, ruồi kiềm có thể lặn xuống độ sâu từ 4 đến 8 mét và ở dưới nước trong tối đa khoảng 15 phút. Khi muốn quay trở lại mặt nước, chúng chỉ cần điều chỉnh bong bóng, cho phép một phần không khí thoát ra, làm tăng mật độ cơ thể và giúp chúng dễ dàng thoát khỏi sức căng bề mặt để nổi lên.

Phải đến thế kỷ 21, hai nhà khoa học Floris van Breugel và Michael Dickinson từ khoa Sinh học của Caltech mới giải mã được cơ chế này. Họ phát hiện lớp biểu bì của ruồi kiềm được bao phủ bởi các sợi lông siêu nhỏ cùng một lớp ankan sáp. 

Mật độ lông trên cơ thể và chân của ruồi kiềm cao hơn khoảng 36 phần trăm so với các loài ruồi họ hàng gần. Chính cấu trúc này tạo ra tính siêu kỵ nước, giúp giữ không khí giữa các sợi lông và hình thành bong bóng ổn định ngay khi tiếp xúc với nước.

Không chỉ vậy, nồng độ oxy trong bong bóng có thể duy trì ở mức 18 đến 21 phần trăm, và ruồi kiềm còn có khả năng hấp thụ trực tiếp oxy từ nước qua lớp biểu bì mỏng. Ấu trùng của chúng sở hữu một "tuyến canxi" đặc biệt, cho phép nhanh chóng kết tủa các ion cacbonat xâm nhập vào máu thành các hạt canxi cacbonat vô hại, giúp cơ thể tự khử kiềm.

Khả năng thích nghi của ruồi kiềm còn được thể hiện rõ trong lịch sử gần đây. Từ năm 1941 đến 1982, do chính sách chuyển hướng nước từ sườn đông dãy Sierra Nevada về Los Angeles, độ mặn của hồ Mono đã tăng gấp đôi. Dù vậy, quần thể ruồi kiềm vẫn nhanh chóng thích nghi và tiếp tục phát triển mạnh, điều mà đến nay vẫn khiến giới khoa học kinh ngạc.

Nguồn thức ăn khổng lồ từ ruồi kiềm và tôm nước mặn đã biến hồ Mono thành một bữa tiệc cho các loài chim. Khoảng 100 loài chim khác nhau, bao gồm chim dẽ cát, mòng biển, chim lặn và nhiều loài khác, tụ hội về đây mỗi năm. Vào mùa hè, số lượng chim có thể vượt quá hai triệu con. Nhiều loài chỉ cần đứng ở mép nước, há mỏ là đã có thể bắt ruồi, trong khi những loài khác nhúng mỏ xuống nước để lọc thức ăn giàu protein.

Hồ Mono cũng là một điểm dừng chân quan trọng trên tuyến đường di cư của Vành đai di cư Thái Bình Dương. Vào mùa di cư, nơi đây xuất hiện hàng loạt loài chim, trong đó có cả những loài hiếm gặp. Chính vì tầm quan trọng này, hồ Mono đã được đưa vào Mạng lưới Khu bảo tồn Chim ven biển Tây bán cầu.

Từ tháng 9, hàng chục nghìn con vịt thuộc nhiều loài khác nhau đổ về hồ Mono để ăn ruồi kiềm và tích trữ năng lượng cho những chuyến di cư dài tới 3.000 dặm. Dù không thể uống nước hồ do độ mặn quá cao, chúng vẫn được cung cấp nước ngọt từ các dòng suối và vùng châu thổ xung quanh.

Trong hàng nghìn năm, lưu vực Mono là quê hương của người Kuzadika Payut, những người đã gắn bó và bảo vệ vùng đất này qua nhiều thế hệ. Họ từng thu thập nhộng ruồi kiềm, một nguồn thực phẩm giàu protein và chất béo, để phơi khô, nấu hầm hoặc chiên giòn. Tên gọi Kuzadika thậm chí còn mang ý nghĩa "kẻ ăn ruồi". Dù truyền thống này đã mai một sau những biến động lịch sử, một số gia đình bản địa vẫn còn lưu giữ tập quán ấy cho đến ngày nay.

Từ một hồ nước mặn có thể gây nguy hiểm cho con người, hồ Mono đã chứng minh rằng ngay cả những môi trường khắc nghiệt nhất cũng có thể nuôi dưỡng một hệ sinh thái phong phú. Nơi đây không chỉ là kỳ quan tự nhiên, mà còn là minh chứng sống động cho sức mạnh thích nghi của sự sống trên Trái Đất.