Tôm Artemia: giáp xác hồ muối và quả trứng ngủ chịu khô nhiều năm

Artemia là loài giáp xác nhỏ dài cỡ một đốt ngón tay, sống ở hồ muối và ruộng muối, nơi nước mặn gấp nhiều lần nước biển và gần như không cá nào sống nổi. Nó chịu mặn nhờ liên tục bơm muối ra ngoài cơ thể, và qua mùa khô bằng những quả trứng ngủ (bào nang) có thể nằm khô nhiều năm rồi nở khi gặp nước mặn. Chính bào nang này đã biến Artemia thành thức ăn quan trọng bậc nhất cho các trại giống tôm cá trên thế giới, kể cả ở Việt Nam.

Artemia là gì: "tôm" mà không phải tôm

Tiếng Anh gọi Artemia là brine shrimp, tức "tôm nước muối", nhưng nó không phải tôm thật. Artemia thuộc lớp chân mang (Branchiopoda), họ hàng gần với rận nước hơn là với tôm sú hay tôm thẻ. Thân nó mảnh, trong suốt hoặc ửng hồng, có khoảng mười một đôi chân dẹt như lá, vừa dùng để bơi, vừa để lọc thức ăn, vừa để thở. Nó bơi ngửa, bụng hướng lên trên.

Thức ăn của Artemia là tảo đơn bào và vi khuẩn lơ lửng trong nước. Ở các hồ muối, nơi ít loài cạnh tranh, quần thể Artemia có thể dày tới mức nước như đặc lại, và chúng trở thành nguồn thức ăn chính cho chim nước như hồng hạc hay chim choi choi.

Chi Artemia có nhiều loài. Có loài sinh sản hữu tính với con đực và con cái, có quần thể chỉ toàn con cái, sinh sản đơn tính. Artemia ở hồ Mono của Mỹ là một loài riêng chỉ có ở hồ đó.

Sống trong nước mặn gần bão hoà

Nước biển có độ mặn khoảng 35 phần nghìn. Artemia sống được ở nước mặn gấp vài lần như vậy, ở những hồ mà muối đã bắt đầu kết tinh dọc bờ. Thách thức không chỉ là "mặn". Trong nước rất mặn, nước trong cơ thể liên tục bị hút ra ngoài theo nguyên lý thẩm thấu, giống như rau bị ướp muối thì héo. Đồng thời muối thấm vào qua mọi bề mặt mỏng.

Artemia giải quyết bằng cách làm ngược lại với trực giác: nó uống nước mặn để bù lượng nước mất, rồi dùng năng lượng để bơm phần muối thừa ra ngoài. Ấu trùng có một tuyến muối ở vùng gáy; con trưởng thành thải muối chủ yếu qua các tấm mang trên chân, nơi có tế bào chuyên bơm ion. Việc bơm muối tốn nhiều năng lượng, nhưng đổi lại Artemia sống ở nơi gần như không có kẻ săn mồi dưới nước.

Đổi màu khi thiếu ô-xy

Nước càng mặn, ô-xy hoà tan càng ít. Khi thiếu ô-xy, Artemia tăng sản xuất huyết sắc tố, loại sắc tố đỏ vận chuyển ô-xy, nên con vật ngả sang màu hồng đỏ. Cùng với sắc tố carotenoid từ tảo mà nó ăn vào, đây là một trong những lý do các ruộng muối có Artemia dày đặc thường ánh lên màu hồng.

Trứng ngủ: bào nang chịu khô nhiều năm

Artemia có hai cách sinh sản. Khi điều kiện tốt, con cái đẻ thẳng ra ấu trùng bơi được. Khi điều kiện xấu đi, như nước mặn dần, thiếu ô-xy, ngày ngắn lại hay hồ sắp khô, con cái chuyển sang đẻ bào nang: những quả trứng nhỏ cỡ hạt bụi, vỏ nâu dày.

Bên trong bào nang là một phôi đã phát triển tới giai đoạn khoảng bốn nghìn tế bào thì dừng lại. Phôi khi đó ở trạng thái ngủ rất sâu; khi bào nang khô, trao đổi chất gần như ngừng hẳn, tới mức khó đo được. Nhà khoa học gọi trạng thái này là tiềm sinh: sống mà gần như không có dấu hiệu sống.

Bào nang khô có thể giữ khả năng nở nhiều năm nếu được bảo quản kín, khô và mát. Khi gặp nước mặn ở nhiệt độ phù hợp, vỏ hút nước, phôi thức dậy, và thường sau khoảng một ngày thì ấu trùng nhỏ xíu, gọi là nauplius, chui ra và bắt đầu bơi về phía ánh sáng. Bào nang cũng chịu được thiếu ô-xy kéo dài ngay cả khi ướt: có thí nghiệm giữ phôi ngậm nước nhưng không có ô-xy suốt nhiều năm mà một phần vẫn nở được.

Vì sao không nở ngay khi có nước

Bào nang mới đẻ thường còn ở trạng thái đình dục, tức là có nước cũng chưa nở. Phải qua một "tín hiệu đánh thức" như một giai đoạn khô, lạnh hay thời gian đủ lâu thì nó mới sẵn sàng. Cơ chế này giúp trứng không nở nhầm lúc hồ tạm có chút nước mưa rồi khô lại. Đây cùng loại chiến lược mà cá killi ở vũng nước mưa châu Phi dùng: chia rủi ro theo thời gian.

Từ hồ Muối Lớn tới trại giống

Hồ Muối Lớn (Great Salt Lake) ở bang Utah, Mỹ là nơi khai thác bào nang Artemia lớn nhất thế giới trong nhiều thập kỷ. Vào mùa thu, bào nang nổi thành những vệt nâu dài trên mặt hồ, được thuyền gom lại, làm sạch, sấy khô và đóng hộp. Sản lượng thay đổi mạnh theo năm, phụ thuộc độ mặn và mực nước hồ.

Lý do bào nang quý: ấu trùng tôm cá mới nở rất nhỏ, cần mồi sống bé, giàu dinh dưỡng và biết bơi để kích thích chúng đớp. Nauplius Artemia vừa cỡ, lại có thể được ấp ra bất cứ lúc nào chỉ từ một hộp trứng khô. Gần như mọi trại giống tôm biển, nhiều trại cá biển và cả người nuôi cá cảnh đều dùng.

Artemia ở Việt Nam

Từ cuối thập niên 1980, các nhà khoa học Việt Nam, với sự hợp tác của các trường đại học Bỉ, đã thử nuôi Artemia trên ruộng muối ven biển đồng bằng sông Cửu Long. Vùng Vĩnh Châu, trước thuộc tỉnh Sóc Trăng, nay thuộc thành phố Cần Thơ, trở thành nơi nổi tiếng nhất. Nông dân nuôi Artemia trong mùa khô trên chính ruộng làm muối, thu bào nang và sinh khối để bán cho trại giống. Dòng Artemia ở đây vốn được đưa từ vịnh San Francisco của Mỹ sang, qua nhiều năm đã thích nghi với khí hậu nóng hơn.

Mô hình này cho thấy một điều thú vị: chính đặc tính thích nghi với nơi khắc nghiệt, chịu mặn cao và đẻ bào nang, lại biến ruộng muối, vốn kém giá trị nông nghiệp, thành nơi tạo thu nhập thêm.

"Sea-Monkeys" và những hiểu lầm

Ở Mỹ, từ giữa thế kỷ 20, Artemia được bán làm đồ chơi khoa học cho trẻ em dưới tên thương mại "Sea-Monkeys": một gói bột, một gói trứng, đổ vào nước là "thú cưng hiện ra". Quảng cáo vẽ chúng như những sinh vật có mặt người, đội vương miện. Thực tế chúng chỉ là Artemia, có thể là một dòng lai.

Một hiểu lầm khác là Artemia "sống lại từ cõi chết". Bào nang không chết rồi sống lại; nó vẫn sống, chỉ là trao đổi chất ngừng tới mức khó phân biệt. Nếu phôi thật sự chết, như khi bị nung nóng quá mức hay bảo quản ẩm lâu ngày, thì không có nước nào làm nó nở được.

Góc nhìn hôm nay

Artemia là ví dụ dễ quan sát nhất về tiềm sinh: chỉ cần một ít trứng, nước muối, ánh đèn và một ngày chờ là thấy sự sống "thức dậy". Thí nghiệm ấp Artemia thường được dùng trong giờ sinh học để học sinh tự đo ảnh hưởng của độ mặn hay nhiệt độ tới tỷ lệ nở.

Ai muốn tìm hiểu thêm có thể đọc tài liệu của các trường đại học có ngành thuỷ sản ở đồng bằng sông Cửu Long, nơi đã nghiên cứu Artemia ruộng muối hàng chục năm. Khi đi qua vùng muối ven biển miền Tây vào mùa khô, nhìn kỹ các ao nước hồng là có thể thấy những chấm nhỏ bơi ngửa, đúng là chúng.