Theo tạp chí National Geographic, "Giúp!" “Đất ở đây!” “Tiết kiệm tài nguyên!” "Tránh ra!" “Trái của tôi đã đủ chín để ăn!” Đó chỉ là một số trong số rất nhiều thông điệp mà chúng ta biết rằng thực vật - từ một đám rêu đến một cây củ tùng cao 90 mét - có thể gửi đi. Trên thực tế, nếu bạn đã từng ngửi thấy mùi cỏ mới cắt, thì cũng có nghĩa là bạn đã giao tiếp với một loài thực vật…
Mamta Rawat, nhà vi trùng học và giám đốc chương trình tại Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) Hoa Kỳ cho biết: “Tôi nghĩ rằng chúng ta đang nhận thấy rằng sự phức tạp trong giao tiếp của cây cũng giống như động vật. Tôi nghĩ còn rất nhiều điều cần tìm hiểu - chúng ta mới chỉ chạm vào phần nổi của tảng băng chìm”.
Vào tháng 3, một nghiên cứu mới trên tạp chí Cell tiết lộ rằng, nhiều loài cây khác nhau tạo ra âm thanh siêu âm để truyền tải thông điệp về tình trạng căng thẳng mà chúng gặp phải. Đó là bằng chứng mới nhất cho thấy cây “nói chuyện” với mọi thứ, từ kẻ săn mồi đến những loài côn trùng thụ phấn. Nghiên cứu này có ý nghĩa rất quan trọng. Việc hiểu cách cây giao tiếp có thể giúp chúng ta tăng diện tích đất canh tác để nuôi sống dân số thế giới đang ngày càng tăng và thích ứng với biến đổi khí hậu.
Mạng lưới thông tin bên trong cây
Để phản ứng với môi trường, một cây đơn lẻ phải giao tiếp giữa rễ, thân, lá, hoa và quả của nó.
Simon Gilroy, giáo sư cây học tại Đại học Wisconsin-Madison, cho biết thay vì các tín hiệu di chuyển qua hệ thống thần kinh như của chúng ta, thì ở cây, điều đó giống đường ống nước hơn.
Lá phát hiện kẻ thù hoặc những thay đổi về ánh sáng và âm thanh, còn rễ theo dõi các điều kiện bên dưới mặt đất - các vấn đề về chất dinh dưỡng, nước và kẻ thù cũng có thể xuất hiện ở đó.
Courtney Jahn, nhà sinh vật học và giám đốc chương trình NSF, nhà nghiên cứu các tương tác cây, giải thích rằng các tín hiệu điện di chuyển thông qua việc di chuyển của các hóa chất trong những đường ống. Ví dụ, rễ có thể phát hiện hạn hán và báo cho lá hạn chế quá trình bốc hơi và lưu trữ nước.
Các nhà nghiên cứu có thể quan sát sự giao tiếp điện này bằng cách đặt các điện cực ở hai vị trí khác nhau trên cây. Chúng ta thậm chí đã tạo ra các công cụ có thể chuyển điện tích đó thành âm thanh mà con người có thể nghe được. Gilroy cho biết nếu một cây bị thương, các tín hiệu điện sẽ phát ra từ vết thương đó. Và cây có thể truyền các tín hiệu điện này giữa các cá thể nếu chúng chạm vào nhau.
Jahn cho biết cả cây bẫy ruồi và cây trinh nữ đều truyền tín hiệu điện khi chạm vào. Trong khi loài trước ngậm miệng để bắt con mồi, thì loài sau cúp lá để xua đuổi côn trùng.
Các hóa chất, bao gồm cả hormone, cũng di chuyển trong cây.
Một loại hormone gọi là auxin được sản xuất ở ngọn của cây và di chuyển xuống dưới - báo cho chồi đâm vào mặt đất theo hướng nào để nhô lên. Khi có một mối đe dọa khẩn cấp, chẳng hạn như bị côn trùng tấn công, cây phải phản ứng nhanh để tồn tại. Nhiều loài cây trong tình trạng căng thẳng như vậy sẽ tiết ra một loại hormone báo cho cây bắt đầu sản xuất độc tố để tự vệ.
Một số loài động vật có thể phát hiện ra cây phản ứng với mối nguy hiểm (chuột có thể “nghe” được, côn trùng có thể “ngửi” được), giống như khi chúng ta nghe ai đó kêu “ao!”. Tuy nhiên, thật khó để xác minh liệu thực vật vô tình, hay cố ý gửi tín hiệu cho những loài khác.
Giao tiếp với môi trường xung quanh
Việc giao tiếp với môi trường xung quanh có thể giúp cây tồn tại. Những bông hoa bắt mắt nở vào mùa xuân gửi thông điệp đến côn trùng và động vật rằng hoa của chúng đã sẵn sàng cho quá trình thụ phấn.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng với các micrô thu âm đặc biệt để phát hiện tiếng dơi kêu, chúng ta cũng có thể nghe được tiếng của cây. Khi bị căng thẳng, một loạt các loài cây từ cà chua đến xương rồng sẽ phát ra những tiếng nổ siêu âm mà côn trùng, như bướm đêm, và động vật có vú, như dơi và chuột, đều có thể nghe thấy. Các nhà khoa học đang lắng nghe những tiếng kêu than này để tìm ra các phương pháp mới để chẩn đoán, điều trị và theo dõi cây mà không cần chạm vào chúng.
Con người có thể không thể nghe thấy âm thanh từ thực vật một cách tự nhiên, nhưng chúng ta thường có thể ngửi thấy các thông điệp của chúng. Khi bị cắt, cỏ giải phóng các hóa chất dạng khí, một tín hiệu kêu cứu có mùi thơm. Đó là một mùi hương dễ chịu đối với một số người trong chúng ta, những người liên kết mùi hương này với việc ở ngoài trời trong những tháng ấm áp. Cây cũng tiết ra mùi hương này khi bị sâu bướm ăn - và như thể để đáp lại lời kêu cứu, những loài côn trùng khác sẽ chú ý và săn đuổi những con sâu đó.
Tín hiệu mùi này thuộc về một nhóm các hợp chất hóa học gọi là chất dễ bay hơi, có thể di chuyển xa dưới dạng khí ở cả trên và dưới mặt đất. Mỗi loài cây có một hỗn hợp hợp chất dễ bay hơi đặc biệt của riêng mình.
Natalia Dudareva, nhà hóa sinh tại Đại học Purdue, cho biết các chất dễ bay hơi này có nhiều chức năng khác nhau. Các chất dễ bay hơi có thể thu hút các loài thụ phấn khi hoa đã sẵn sàng, và thậm chí chỉ đường cho chúng đi tới những bông hoa chưa được thụ phấn. Các chất dễ bay hơi trong trái cây thì thu hút các động vật đến ăn và phân phối hạt giống. Chúng cũng được gửi từ lá để “làm say” và xua đuổi kẻ thù.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn biết được rằng cây có thể gửi thông điệp thông qua các chất bay hơi về các mối đe dọa cụ thể mà chúng đang phải đối mặt, chẳng hạn như bị ăn thịt.
Andrea Clavijo McCormick, nghiên cứu viên tại trường nông nghiệp và môi trường tại Đại học Massey cho biết, cây cũng có thể phát hiện sự khác biệt giữa họ hàng và không họ hàng bằng cách sử dụng các chất bay hơi, và thay đổi hành vi của chúng tùy thuộc vào tình huống. Ví dụ, cây sẽ nhận ra con cái của chúng và giúp con phát triển thay vì cạnh tranh với con để giành lấy tài nguyên.
Cây cũng giải phóng chất dễ bay hơi dưới lòng đất. Đặc biệt phổ biến là trong các khu rừng, cây gửi tín hiệu “hãy đến đây” cho nấm dưới lòng đất để chúng bao quanh rễ. Nhiều loại nấm có thể nối dài và thu thập chất dinh dưỡng cung cấp lại cho cây để đổi lấy đường mà cây tạo ra thông qua quá trình quang hợp.
Giữ liên lạc
Một cái cây trong rừng sẽ thiết lập mối quan hệ với nhiều loại nấm khác nhau. Ngược lại, một loại nấm cũng sẽ có mối quan hệ với nhiều cây khác nhau và kết nối chúng trong một mạng lưới nấm rễ (mycorrhizal), theo Cathie Aime, giáo sư vi sinh vật học tại Đại học Purdue và giám đốc chương trình luân phiên tại NSF.
Theo Rawat, những “cuộc trò chuyện” thú vị sẽ xảy ra khi nấm gặp rễ. Các nhà khoa học đã quan sát thấy hai bên hoán đổi các đoạn RNA nhỏ, làm thay đổi biểu hiện gen của đối phương. Nếu nấm là đồng minh, nó nói: “bạn có thể tin tôi”, và nó giúp cây sinh trưởng. Nếu nấm là kẻ thù, RNA nhỏ từ nấm sẽ tắt các gen phòng thủ của cây để việc tấn công cây của nó dễ dàng hơn.
Khi nhiều cây được kết nối bởi một loại nấm, chúng có thể chia sẻ tài nguyên. Người ta đã theo dõi thấy carbon, thông qua mạng lưới nấm, đã được di chuyển từ một cây “điều dưỡng” lớn tuổi đến một cây non chưa có đủ nguồn ánh sáng cho việc quang hợp.
Cây cũng giao tiếp với vi khuẩn dưới lòng đất. Giống như nấm, vi khuẩn bị hút vào rễ và hình thành một lớp màng sinh học. Ví dụ, vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng có thể kích thích hệ thống phòng thủ của cây, tăng khả năng chống lại bệnh tật của chúng.
Theo National Geographic
Văn Thiện biên dịch
