PKZILLA-1 được phát hiện trong quá trình nghiên cứu các loài tảo biển thuộc nhóm tảo đơn bào Dinoflagellates. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science cho biết loại protein này nằm trong tảo vàng (Prymnesium parvum), loại tảo có khả năng sinh ra chất độc và PKZILLA-1 đóng vai trò lớn gây chết cá khi tảo nở hoa, gây ra các hiện tượng như "thủy triều đỏ" và các thảm họa môi trường tương tự.
Được mệnh danh là "Núi Everest" của protein, PKZILLA-1 cấu tạo từ 45.212 axit amin, hơn khoảng 30.000 axit amin so với protein giữ kỷ lục trước đó, titin, có trong cơ bắp của người. Trong khi đó, protein kích thước trung bình hemoglobin chỉ gồm 574 axit amin. "Điều này đã mở rộng nhận thức của chúng ta về những gì sinh học có thể làm được", nhà hóa học biển Bradley Moore từ Viện Hải dương học Scripps ở California, cho biết.
Trong nghiên cứu mới, Moore cùng đồng nghiệp sử dụng những kỹ thuật phân tích gene tiên tiến để tìm hiểu cách tảo vàng tạo ra chất độc prymnesium. Nhóm nghiên cứu phát hiện hai gene lớn bất thường tạo ra PKZILLA-1 và PKZILLA-2 nhỏ hơn, sau đó phát hiện chính các protein này là những enzyme giúp kích hoạt việc sản xuất độc tố prymnesin thông qua một quá trình phản ứng hóa học dài.
Phát hiện mới hữu ích cho việc ngăn chặn những hiện tượng nở hoa có hại của tảo, bao gồm tảo vàng. Những loài tảo này hiện diện trên khắp thế giới và có thể ảnh hưởng đáng kể đến các hệ sinh thái dưới nước. Tảo là một phần quan trọng trong thế giới sinh vật biển, nhưng khi chúng hiện diện quá nhiều - thường do nước ấm lên hoặc ô nhiễm từ hoạt động của con người - hậu quả có thể rất nghiêm trọng, vì chất độc được thêm vào còn oxy bị hút ra khỏi nước. Khi tảo biển phát triển mạnh mẽ, PKZILLA-1 được sản sinh và phát tán vào môi trường nước, nơi nó có thể xâm nhập vào cơ thể của các loài cá và động vật biển khác.
Cơ chế hoạt động của PKZILLA-1 bao gồm việc liên kết với các thụ thể tế bào trong cơ thể cá, làm rối loạn chức năng trao đổi chất và gây tổn thương cho các cơ quan nội tạng. Độc tố do PKZILLA-1 tạo ra không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến cá mà còn lan truyền qua chuỗi thức ăn, gây ra những hậu quả lâu dài cho hệ sinh thái biển.
Nghiên cứu về PKZILLA-1 trở thành một chủ đề nóng bỏng trong lĩnh vực sinh học biển và an ninh thực phẩm toàn cầu, bao gồm cả tại Việt Nam.
PKZILLA-1 và hiện tượng cá chết tại Việt Nam
Tại Việt Nam, hiện tượng cá chết hàng loạt do tảo nở hoa đã được ghi nhận nhiều lần, đặc biệt là tại các vùng biển miền Trung và Nam Bộ. Các vùng biển này có điều kiện môi trường thuận lợi cho sự phát triển của tảo độc, từ đó tăng nguy cơ sản sinh PKZILLA-1.
Các báo cáo từ ngư dân và cơ quan chức năng cho thấy, mỗi khi hiện tượng cá chết xảy ra, nước biển thường có màu bất thường và mùi khó chịu, biểu hiện của sự phát triển mạnh mẽ của tảo biển độc hại. Các cuộc điều tra mẫu nước có thể cho thấy mối liên hệ giữa protein này và hiện tượng cá chết hàng loạt. Điều này không chỉ làm giảm sản lượng mà còn làm suy giảm chất lượng sản phẩm, khiến ngành nuôi trồng thủy sản gặp nhiều khó khăn trong việc duy trì năng suất và đảm bảo chất lượng xuất khẩu.
Trong các trang trại nuôi cá, tôm, và các loài hải sản khác, hiện tượng cá chết hàng loạt đã dẫn đến thiệt hại kinh tế lớn. Các loài cá nuôi, đặc biệt là các loài có giá trị kinh tế cao như cá tra, cá basa, tôm sú, và tôm thẻ chân trắng, đều bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Những đợt cá chết hàng loạt này không chỉ gây tổn thất về mặt số lượng mà còn làm tăng chi phí cho việc xử lý và khắc phục hậu quả môi trường, khiến lợi nhuận của các doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản giảm mạnh. Nếu như các nghiên cứu mới có thể cho thấy sự xuất hiện của PKZILLA-1 trong môi trường, thì mọi việc sẽ trở nên phức tạp hơn rất nhiều.
Việc kiểm soát môi trường nuôi trồng thủy sản cũng trở nên khó khăn hơn rất nhiều khi PKZILLA-1 xuất hiện. Các biện pháp truyền thống như kiểm tra chất lượng nước, quản lý thức ăn, và kiểm soát mật độ nuôi trồng không còn đủ để ngăn chặn sự phát triển của tảo độc và PKZILLA-1. Ngành nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam, vốn đã chịu áp lực từ biến đổi khí hậu, nay phải đối mặt với thách thức lớn trong việc kiểm soát và duy trì môi trường nuôi trồng an toàn và hiệu quả.
Nước biển bị ô nhiễm do tảo độc và có thể do PKZILLA-1 không chỉ ảnh hưởng đến các trang trại nuôi trồng thủy sản mà còn gây ra sự mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng đến các loài sinh vật khác trong hệ sinh thái biển. Điều này làm giảm khả năng phục hồi tự nhiên của các hệ sinh thái biển, dẫn đến các vấn đề dài hạn trong việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Ngành thủy sản Việt Nam là một trong những ngành xuất khẩu chủ lực, đóng góp lớn vào GDP của quốc gia. Tuy nhiên, nếu như sự xuất hiện của PKZILLA-1 và các đợt cá chết hàng loạt được khẳng định là có liên quan tới nhau, sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực đến uy tín và chất lượng sản phẩm thủy sản Việt Nam trên thị trường quốc tế. Những lô hàng bị phát hiện có chứa chất độc do PKZILLA-1 có thể bị trả về hoặc bị cấm nhập khẩu tại nhiều quốc gia, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế.
Ngoài ra, các đối tác thương mại của Việt Nam cũng ngày càng yêu cầu cao về tiêu chuẩn an toàn thực phẩm và chất lượng sản phẩm. Việc kiểm soát PKZILLA-1 trong quá trình nuôi trồng và chế biến thủy sản sẽ trở thành một yếu tố quan trọng để đảm bảo Việt Nam có thể duy trì và mở rộng thị trường xuất khẩu. Tuy nhiên, để đáp ứng các tiêu chuẩn này, ngành thủy sản cần đầu tư vào công nghệ kiểm soát và xử lý môi trường, cũng như nâng cao năng lực quản lý và giám sát chất lượng sản phẩm.
Các đợt cá chết hàng loạt không chỉ gây thiệt hại kinh tế mà còn làm giảm niềm tin của người dân vào ngành nuôi trồng. Nhiều hộ gia đình, vốn phụ thuộc vào nuôi trồng thủy sản như nguồn thu nhập chính, đã phải gánh chịu những tổn thất nặng nề, có nguy cơ mất trắng vốn đầu tư. Điều này đặt ra thách thức lớn về mặt xã hội, khi mà nhiều người dân có thể phải từ bỏ nghề nuôi trồng thủy sản do không thể tiếp tục chịu đựng những rủi ro từ môi trường. Chính phủ và các cơ quan chức năng cần có những biện pháp hỗ trợ kịp thời để giúp người nuôi trồng vượt qua khó khăn, đồng thời thúc đẩy việc áp dụng các biện pháp nuôi trồng bền vững để giảm thiểu rủi ro từ PKZILLA-1 và các hiện tượng nở hoa tảo độc.
Giải pháp và hướng đi tương lai
Để đối phó với những thách thức từ PKZILLA-1 và hiện tượng nở hoa tảo độc, ngành nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam cần phải có những bước đi chiến lược. Một số giải pháp đã và đang được nghiên cứu và triển khai bao gồm: Ứng dụng công nghệ cao: Sử dụng công nghệ sinh học và công nghệ xử lý nước tiên tiến để kiểm soát tảo độc và có thể là cả PKZILLA-1 trong môi trường nuôi trồng; Phát triển các mô hình nuôi trồng bền vững: Chuyển đổi sang các mô hình nuôi trồng thủy sản thân thiện với môi trường, giảm thiểu sự phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh như thời tiết và sự phát triển của tảo độc; Tăng cường quản lý và giám sát: Cải thiện hệ thống quản lý và giám sát chất lượng nước, đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn môi trường trong nuôi trồng thủy sản; Nâng cao nhận thức và đào tạo: Tổ chức các chương trình đào tạo và tập huấn cho người nuôi trồng về các biện pháp phòng ngừa và ứng phó với PKZILLA-1 và tảo độc.
Việc đối phó với PKZILLA-1 không chỉ đòi hỏi sự nỗ lực của người nuôi trồng mà còn cần có sự hỗ trợ và hợp tác từ các cơ quan quản lý, các nhà khoa học, và cộng đồng quốc tế. Chỉ khi có một chiến lược tổng thể và bền vững, ngành nuôi trồng thủy sản Việt Nam mới có thể vượt qua thách thức này và tiếp tục phát triển mạnh mẽ.
Hải Đăng