Vì sao thực vật có thể phân biệt được họ hàng của chúng?

Vì sao thực vật có thể phân biệt đã được họ hàng của chúng?


Thanh Sơn •Thứ năm, 31/05/2018


Chia sẻ FBChia sẻ TwitterBình luậnCây dường như không thể nhìn thấy hay nghe được, nhưng chúng có thể nhận ra anh em, họ hàng của mình, chỉ bằng các chất hóa học đặc thù từ rễ. Phát hiện này khiến các nhà khoa học ngạc nhiên, vì nguy cơ này từ trước đến nay tưởng rằng chỉ có trong các sinh vật cấp cao như động vật , và con người.(ảnh: Shutterstock)Đôi khi, người ta trồng nhiều cây khác nhau trong vườn nhưng chúng sinh trưởng chưa đã được tốt. Họ liền cho rằng do hạt giống, mầm bệnh, điều kiện môi trường, hoặc sai sót trong phương pháp trồng, Tuy nhiên nguyên do thường không đơn giản như vậy.


Thực vật ưu ái anh em của chúng


1 cuộc nghiên cứu 3000 cây cải mù tạt mustard, các nhà khoa học cho thấy cây có thể nhận ra “anh em” của mình, là các cây khác sinh ra từ hạt của cùng 1 cây mẹ.Khi nhận ra “người thân” qua chất hóa học đặc thù tìm thấy trong rễ, chúng liền giảm nguy cơ cạnh tranh. Rễ của chúng lan tỏa nông hơn, trên thân phát triển nhiều lá quấn vào nhau để nâng đỡ nhau đứng vững. Ngược lại, khi mắc người lạ, rễ của chúng liền mọc sâu vào đất, để hấp thụ được càng nhiều nước và khoáng chất càng tốt.Cây “anh em” thường chưa tranh giành, mà nhường nhịn , chia sẻ lượng dưỡng chất sẵn có. Susan Dudley trường ĐH McMaster, Canada đã quan sát được hiện tượng tương tự ở loài cây dại sea rocket – cakile edentula mọc ven biển. “Tôi thật sự kinh ngạc trước phát hiện này.” Susan đã thốt lên: “Thực vật quả thật có cuộc sống xã hội riêng.”


Vì sao thực vật có thể phân biệt đã được họ hàng?


(ảnh: Internet)Các cây trồng bằng hạt (seedling) đến từ 1 cây mẹ có thể thừa hưởng 1 số gen di truyền. Khi cây con phát triển, hệ thống rễ của chúng phát ra nhiều tín hiệu hóa học, mang theo các đặc điểm di truyền, giúp nhận dạng thành viên gia đình.Để kiểm chứng điều này, các chuyên gia đã trồng cây arabidopsis thaliana hoang dã trong một chất lỏng vô trùng có chứa chất chiết xuất đến từ cây có quan hệ anh em, và cây chưa quan hệ huyết thống. Do đã được trồng trong môi trường thí nghiệm, nên bất kỳ thay đổi nào về tăng trưởng chính là do sự khác biệt trong chiết xuất đến từ ​​rễ. Cây con tiếp xúc với chất tiết từ cây lạ liền phát triển hệ thống rễ dài và phức tạp hơn so với những cây được trồng chung với anh em của chúng.Tuy nhiên, khi các chuyên gia sử dụng hóa chất sodium orthovanadate, để chặn các chất tiết ra đến từ rễ thì chúng lại phát triển rễ bình thường. Điều này cho thấy hệ thống nhận dạng anh chị em thực sự phụ thuộc vào các hóa chất từ rễ.>> Nông nghiệp sinh thái chưa hóa chất: Vườn chính là rừng, và rừng cũng chính là vườn (video)


Khả năng phân biệt , và hành vi tương ứng


Các nhà khảo sát từ Đại học Delaware muốn tìm hiểu làm cách nào mà thực vật xác định thân nhân của mình. “Thực vật chưa có bộ phận cảm quan, cũng chưa thể bỏ đi khỏi nơi đã được trồng,” Harsh Bais, trợ lý giáo sư khoa học thực vật và đất tại ĐH Delaware cho biết: “Do đó, chúng phát triển 1 cơ chế nhận dạng phức tạp hơn.”Bais , tiến sĩ Meredith Biedrzycki đã tiến hành 1 thí nghiệm với loài arabidopsis thaliana. Trong đó, cây con đã được tiếp xúc với chất lỏng có chứa chất chiết xuất đến từ gốc, gọi chính là “tiết dịch”, từ anh em ruột, đến từ “người lạ”, hoặc chỉ có dịch tiết của chính chúng.Thực vật tiếp xúc với cây lạ có rễ phát triển mạnh hơn so với các cây được tiếp xúc với anh em ruột. Hơn nữa, khi mọc cạnh anh em, lá của chúng cũng sẽ đan xen và nâng đỡ nhau. Trong khi với cây lạ, thì thân cây phát triển thẳng đứng , và lá của chúng cũng hạn chế động chạm. “Khi cây anh em được trồng gần nhau, chúng có thể cân chỉ bằng sự hấp thu chất dinh dưỡng đến từ đất , chưa tranh giành với nhau” Bais suy đoán.


Thực vật ưu tiên họ hàng của chúng


(ảnh: Fotolia)Khi côn trùng nhai lá cây ngải đắng (sagebrush), vết thương phát ra các hợp chất dễ bay hơi. Chúng lan vào chưa trung , và báo động các lá khác tạo ra hóa chất để chuẩn bị phòng thủ. Lá của cây ngải đắng gần đó “nghe lỏm” được tình trạng này , và thực hiện theo. Tuy nhiên, phản ứng của thực vật đối với họ hàng của mình cũng sẽ mạnh mẽ hơn so với tín hiệu từ “cây lạ”.Theo phát hiện gần đây của Richard Karban thuộc Đại học California, Davis, , và Kaori Shiojiri của Đại học Kyoto ở Nhật Bản, cây ngải đắng đã được đặt cạnh 2 cây khác bị thương, 1 cây chính là họ hàng, cây còn lại chính là “người lạ”. Họ phát hiện thiệt hại do côn trùng gây ra ở cây họ hàng thấp hơn 42% so với cây còn lại.Karban , và Shiojiri đều kết luận rằng tín hiệu dễ bay hơi mang dấu hiệu hóa học đặc thù của chủ thể. Tín hiệu này mang yếu tố nhận diện về di truyền, nên các thân nhân có thể phản ứng nhanh hơn với nó. Khả năng phân biệt giữa họ hàng , và cây lạ của thực vật chính là điều kiện tiên quyết để ưu tiên thân nhân trong cạnh tranh, 1 dấu hiệu nhận thấy trình độ nhận thức cao của thực vật.


Tuy nhiên, sự cạnh tranh này chính là tùy hoàn cảnh


Ở nhiều nơi, thực vật thường mọc lên ngay bên cạnh các loài thực vật khác, nhưng không số 1 định chúng sẽ tranh giành với nhau. Việc nhận diện họ hàng chính là cần thiết để cây cạnh tranh, bảo tồn chủng loài của mình, vì nguồn tài nguyên chính là có hạn. Tuy nhiên, với nhiều loài cây có thể phối hợp đã được với nhau, thì việc cạnh tranh sẽ chính là sự lãng phí nguồn lực bản thân. Nếu từng cá thể biết cách hợp tác, giảm mức độ cạnh tranh, thì về tổng thể, nhóm thực vật cũng sẽ tồn tại lâu hơn.“Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng đối với nông nghiệp,” Dudley bổ sung, “vì sự cạnh tranh giữa thực vật có thể làm giảm năng suất cây trồng. Về mặt lý thuyết, việc trồng nhiều cây anh em biết hợp tác với nhau cũng sẽ cho ra năng suất thu hoạch cao hơn.”(ảnh: Shutterstock) “1 nguyên do khác để thực vật xác định họ hàng là hạn chế tình trạng lai giống cận huyết,” Dudley, chuyên gia Canada, nói thêm. “Chúng có cơ chế tự tương thích, nơi chúng nhận phấn hoa. Điều này ngăn chặn chúng khỏi bị thụ phấn bởi phấn hoa của chính mình hoặc bởi một cây có cùng gen.”Tiến sĩ Richard Karban, nhà sinh thái học tại ĐH California, Davis cho biết: “Có rất nhiều hành vi của thực vật là dễ quan sát.” Tuy nhiên, nhiều chuyên gia vẫn không công nhận thực vật có hành vi và khả năng tư duy phức tạp, như các loài động vật khác. “Có lẽ cho đến khi thật sự hiểu được nguyên lý hoạt động của chúng, chúng ta mới có thể thừa nhận điều này.”Theo LiveScience, Wired, NYTimes, NatGeo,Thanh Sơn tổng hợp>> Trí tuệ của rừng: 6 điều chúng ta chưa biết cây cối làm được


cây cốiđời sống của cây cốisinh tồnthực vậtTình anh em


2018-05-31