Trong một nghiên cứu do Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ tài trợ, các nhà sinh vật học tại Đại học California San Diego ghi lại một video cận cảnh cho thấy thực vật đang “thở”, và cảnh quay này có thể có ý nghĩa rất lớn đối với việc trồng trọt của người nông dân trong tương lai.
Theo Nypost, trong khi quay phim hệ thực vật, các nhà sinh vật học đã phát hiện ra cách cây cối sử dụng khí khổng (stomata) của chúng để điều khiển quá trình thở carbon dioxide.
Khí khổng, đôi khi cũng được gọi là khí khẩu hay lỗ thở, là một loại tế bào quan trọng của thực vật. Khí khổng có ở rất nhiều loài thực vật, đặc biệt là những cây sống ở vùng có khí hậu thuận lợi như ở vùng nhiệt đới.
Theo phát ngôn viên của Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, Jared Dashoff, việc biết cách thực vật đóng và mở khí khổng để đáp ứng với sự thay đổi nồng độ carbon dioxide có thể cho phép các nhà khoa học sản xuất cây trồng đủ khỏe mạnh để chống chọi với biến đổi khí hậu.
Ông nói với South West News Service: “Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng việc khai thác cơ chế này có thể dẫn đến kỹ thuật trong tương lai về việc sử dụng hiệu quả nước và carbon của cây trồng, điều này càng trở nên hệ trọng khi nồng độ carbon dioxide trong khí quyển tiếp tục tăng”.
-
- Hình ảnh phóng đại của khí khổng trên lá của cây Begonia rex Cultorum. Chiều rộng của mỗi khí khổng là khoảng 80 micron. (Ảnh: Douglas Clark/NSF/SWNS)
Dashoff giải thích thêm: “Khi khí khổng mở ra, phần bên trong của cây tiếp xúc với các nguyên tố bên ngoài và nước từ cây bị thất thoát vào không khí xung quanh, điều này có thể làm chúng bị khô héo”.
Ông nói thêm: “Do đó, thực vật phải cân bằng lượng carbon dioxide hấp thụ với sự mất hơi nước bằng cách kiểm soát thời gian khí khổng vẫn mở”.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Julian Schroeder, cho biết thêm rằng, việc phản ứng với những thay đổi là điều sống còn với sự phát triển của cây, và việc điều chỉnh mức độ hiệu quả của cây trong việc sử dụng nước là rất quan trọng khi hạn hán và nhiệt độ đang ngày càng gia tăng.
Khi khí hậu thay đổi, cả nồng độ carbon dioxide và nhiệt độ trong khí quyển đều tăng lên. Điều này ảnh hưởng đến việc cân bằng giữa sự xâm nhập của carbon dioxide và sự thoát hơi nước qua khí khổng.
Nếu thực vật, đặc biệt là các loại cây trồng như lúa mì, gạo và ngô, không thể đạt tới một sự cân bằng mới, thì chúng có nguy cơ bị khô héo, nông dân có nguy cơ mất mùa và nhiều người trên khắp thế giới sẽ phải đối mặt với nạn đói.
Dashoff cho biết: “Các nhà khoa học từ lâu đã hiểu về khí khổng và sự cân bằng giữa lượng carbon dioxide hấp thụ và lượng nước mất đi. Nhưng những gì họ chưa biết, cho đến bây giờ, là làm thế nào thực vật cảm nhận được carbon dioxide để báo hiệu khí khổng mở và đóng để đáp ứng với sự thay đổi nồng độ của chất khí này”.
Ông nói thêm: “Giờ đây, việc biết được điều này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu chỉnh sửa các tín hiệu đó — để thực vật có thể đạt được sự cân bằng hợp lý giữa việc hấp thụ carbon dioxide và mất nước — đồng thời cho phép các nhà khoa học và nhà nhân giống cây trồng tạo ra các loại cây trồng đủ mạnh để thích ứng với môi trường trong tương lai”.
Dashoff nói thêm rằng các nhà nghiên cứu rất hào hứng với những phát hiện của họ đến nỗi họ hiện đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và xem xét các cách để biến những phát hiện của họ thành công cụ cho các nhà nhân giống cây trồng và nông dân.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances.
Văn Thiện
