Làm thế nào thực vật ký sinh tìm ra cây chủ của nó?

Nếu bạn đã từng chứng kiến cảnh tượng cả bầy vắt trong rừng nhiệt đới đang đứng yên bỗng nhiên trở nên linh hoạt và bò lúc nhúc trên mặt đất về phía có máu tươi, bạn có nghĩ rằng bản năng săn mồi là một món quà trời phú cho thế giới động vật.

Gần đây người ta thấy rằng không chỉ có động vật mới có khả năng đánh hơi săn mồi.

Ở nhóm thực vật ký sinh, không phải chỉ có những tương tác trực tiếp trên bề mặt tế bào mới cho phép hạt nảy mầm trên bề mặt cây chủ, gần đây người ta còn thấy rằng chúng cũng có khả năng nảy mầm trên đất thông thường và sau đó đánh hơi để tìm đúng cây chủ ký sinh. Loài cây ký sinh được đề cập đến trong bài nay là Tơ hồng (Dodder: Cuscuta pentagona), một bloodhound (chó săn) điển hình của thế giới thực vật.

Mầm cây Tơ hồng đang "săn" cây chủ của nó (Ảnh: msn.com)

Tính hướng hóa đặc biệt này được Justin Runyon, một sinh viên trường Đại học Pennsylvania chứng minh trong tạp chí khoa học trường, công trình mà sau đó được Science trích đăng. Anh gieo hạt Tơ hồng trên đất trong một vành đai giấy lọc và giữ ẩm cho chúng nảy mầm, sau đó đặt vào một vị trí bất kỳ ngoài vành đai một cây cà chua (một cây chủ của Tơ hồng). Chỉ sau một thời gian ngắn, 80% hạt cây Tơ hồng nảy mầm và mọc hướng về phía cây chủ của nó.

Runyon làm tiếp thí nghiệm thứ hai dùng hai ống thổi khí nằm đối nhau 90 độ và thổi về phía những hạt cây Tơ hồng đang nảy mầm, 70% cây mầm lựa chọn đúng ống thổi khí có đặt 3 cây cà chua trước miệng hút. Kết quả trên cũng lặp lại tương tự khi thay thế 3 cây cà chua bằng dịch chiết cây cà chua.

Với những loại cây khác, hạt Tơ hồng biểu hiện hai phản ứng rõ ràng là tránh xa (Lúa mì) hoặc hướng đến gần (Impatiens), cho thấy loại cây đa ký chủ như tơ hồng có phản ứng khá mạnh với các chất bay hơi của các loài thực vật khác nhau (những chất được xem như ngôn ngữ thực vật). Những chất thể hiện hoạt tính với cây Tơ hồng có thể xuất hiện mà không cần có một đáp ứng kháng nào (kể cả vết thương cơ học).

Dù chỉ là một nghiên cứu bước đầu, kết quả của Runyon được một số nhà khoa học đánh giá cao về khả năng ứng dụng trong kiểm soát sinh học đối với cây Tơ hồng, loại cây đứng trong top 10 loại cây độc hại nhất (theo bảng xếp hạng của Cơ quan nông nghiệp Mỹ - USDA). Do khả năng quang hợp kém, Tơ hồng phải bám và hút dinh dưỡng từ cây chủ làm giảm năng suất chung của cây trồng, đặc biệt một số loại Tơ hồng (loại Goldenthread) có thể bám với mật độ dày đặc có thể làm mất 90% năng suất cây chủ.

Bên cạnh đó, vẫn có nhiều ngờ vực về khả năng thực vật có thể trao đổi với nhau bằng ngôn ngữ riêng, giống như cách người ta ngờ vực về khả năng những cây mọc gần nhau có thể cảnh báo cho nhau rằng chúng đang bị tấn công bởi khi thì bệnh hại hay động vật ăn cỏ... Nhất là những phân tử mà người ta cho là ngôn ngữ thực vật, đến bây giờ vẫn chưa được cô lập và phân tích.

Cây Impatiens (Ảnh: ifas.ufl.edu)

Tham khảo: Elizabeth Pennisi et al (2006), Parasitic Weed Uses Chemical Cues to Find Host Plant. Science. (313): 1867a

Nguyễn Hữu Hoàng

Từ khóa liên quan: