Phát hiện nhóm tế bào có chức năng như bộ não của hạt giống

Hạt giống của cây có một nhóm tế bào có chức năng tương tự một bộ não, chịu trách nhiệm đánh giá tình hình môi trường và ra lệnh cho hạt nảy mầm. Đây là phát hiện mới của các nhà khoa học thuộc Đại học Birmingham, Anh.

Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), các nhà nghiên cứu cho biết "trung tâm đưa ra quyết định" của cây được gọi là Arabidopsis, chứa 2 loại tế bào, 1 loại giữ hạt giống ngủ yên, và 1 loại thúc đẩy hạt nảy mầm. Hai nhóm tế bào này liên hệ với nhau bằng các hormone chuyển động, một cơ chế tương tự như cơ chế hoạt động của bộ não người khi cần quyết định làm hay không làm.

Để thực hiện nghiên cứu này, các nhà khoa học sử dụng phương pháp lập mô hình toán học để cho thấy sự liên lạc giữa các bộ phận riêng biệt kiểm soát độ nhạy cảm của hạt giống với môi trường. Loại hạt giống được sử dụng là loại đột biến có các tế bào có liên kết hóa học nhiều hơn để chứng minh thời điểm nảy mầm của hạt phụ thuộc vào các dấu hiệu bên trong.

Sự phân chia trong "não cây" cũng là điều chủ chốt đối với chức năng của hạt.

Giáo sư George Bassel của Trường Biosciences thuộc Đại học Birmingham cho biết nghiên cứu đã tiết lộ một sự phân chia then chốt giữa các thành phần trong "não bộ" của hạt. Trong hoạt động của bộ não người, sự phân chia này được cho là để tạo ra một khoảng lặng, làm dịu đi những dấu hiệu ồn ào của môi trường và tăng độ chính xác để chúng ta đưa ra quyết định. Trong khi đó, sự phân chia trong "não cây" cũng là điều chủ chốt đối với chức năng của hạt.

Tiến sỹ Iain Johnston, giáo sư toán sinh của Đại học Birmingham cho biết sự phân chia của các tế bào cũng cho phép cây có nhiều cách phản ứng hơn dưới các tác dụng của môi trường. Mô hình toán miêu tả chức năng của bộ não dự báo rằng nhiều hạt sẽ nảy mầm hơn nếu ở trong môi trường thay đổi nhiều so với môi trường bất biến ví dụ giữa nhiệt độ liên tục thay đổi với nhiệt độ ổn định. Các nhà khoa học sau đó đã kiểm chứng dự báo này trong phòng thí nghiệm.

Thời điểm hạt nảy mầm vô cùng quan trọng đối với sự tồn tại của cây cối sau này. Nếu nảy mầm quá sớm, cây có thể gặp phải môi trường bất lợi, nếu quá muộn, cây sẽ bị áp lực cạnh tranh với các cây phát triển trước. Các nhà khoa học cho biết kiến thức này có thể được áp dụng với các loại cây thương mại nhằm tăng và đồng bộ quá trình mọc mầm của hạt giống, qua đó tăng sản lượng thu hoạch cũng như giảm việc sử dụng thuốc diệt cỏ.