Nghiên cứu mới đây đã cho thấy thực vật có sự tương đồng đến kinh ngạc so với các loài động vật, về cơ chế truyền tín hiệu đau đớn.

Con người và các loài động vật có vú, tất cả đều có một hệ thần kinh phức tạp. Nhờ vậy, chúng ta có thể cảm nhận được cơn đau khi bị tổn thương.

Nhưng thực vật, liệu chúng có cảm nhận được cơn đau không? Về logic thì không, vì hệ thần kinh của chúng quá đơn giản.

Nhưng trên thực tế, các nhà khoa học đã chứng minh rằng khi bị tấn công – như sâu bọ, côn trùng ăn lá – thực vật có cơ chế phòng vệ riêng. Có nghĩa là chúng cũng có phản ứng, chỉ là chậm hơn bình thường. Vậy câu hỏi là chúng làm như vậy bằng cách nào?

Qua một nghiên cứu mới đây thì hóa ra, cây cỏ sử dụng một cơ chế phát tín hiệu qua phân tử giống như cách các loài động vật vẫn làm với hệ thần kinh của mình. Dù không có hệ thần kinh vận động, nhưng vẫn có những nét tương đồng đến kỳ lạ. 

Cụ thể, nghiên cứu sử dụng các protein huỳnh quang để đánh dấu quá trình chuyển tín hiệu bên trong cơ thể thực vật. Và video dưới đây đã ghi lại quá trình đó, về phản ứng của một cái cây khi bị sâu ăn lá.

Xem cảnh sâu ăn lá, và phản ứng của cây khiến ai cũng ngỡ ngàng

"Chúng ta biết rằng khi cây bị thương ở một khu vực, các khu vực khác sẽ xuất hiện phản ứng phòng vệ. Tuy nhiên, cơ chế đằng sau như thế nào thì chưa ai biết" – trích lời Simon Gilroy, tác giả nghiên cứu từ ĐH Wisconsin-Madison.

Cơ chế truyền tín hiệu của thực vật

Gilroy cho biết, khoa học đã xác nhận được rằng khi cây cối bị thương, sẽ có một dòng điện được kích hoạt, lan tỏa đi toàn thân cây. Nhưng thứ gì đã tạo ra dòng điện ấy? Phải đến nghiên cứu của Gilroy mới có đáp án. 

Ban đầu, nhóm chuyên gia chỉ muốn xem phản ứng của cây cối ra sao đối với trọng lực, bằng cách theo dõi hàm lượng canxi trong cây cải. Chuyên gia thực vật học Masatsugu Toyota sau đó đã cấy protein huỳnh quang vào cây, để có thể theo dõi một cách trực quan hơn. 

Ở động vật, khi một vùng tế bào bị kích thích, nó sẽ tiết ra glutamate. Đây là một loại acid amin có vai trò tạo ra dòng điện từ ion canxi, từ đó lan truyền đến các khu vực xa hơn.

Và trong video trên, bạn có thể có thấy một phản ứng tương đồng đến bất ngờ: Các sóng ánh sáng xuất phát từ khu vực bị tổn thương, truyền sang các khu vực khác. Tuy nhiên, tốc độ truyền tín hiệu chỉ khoảng 1mm/s.

Tốc độ này nhỏ hơn rất nhiều so với các loài động vật (khoảng 120m/s), nhưng nếu so với giới thực vật thì vẫn nhanh đến bất ngờ. 

Khi nhận được tín hiệu, các khu vực khác bắt đầu tạo cơ chế phòng vệ, bao gồm tiết ra độc chất khiến các loài côn trùng không thể ăn tiếp. Một số loại thì tiết ra mùi để xua đuổi lũ côn trùng lăm le đến đẻ trứng trên thân cây nữa. 

Xem hệ thần kinh thực vật kích hoạt cơ chế phòng vệ "đỉnh" như thế nào

Thứ gì đứng đằng sau khả năng này?

Gilroy và các chuyên gia trong nhóm tin rằng cũng giống như động vật, chính acid amin glutamate là nguyên nhân. Glutamate có trong thực vật. Và trong một thử nghiệm vào năm 2013, các loại cây bị tách thụ thể sản xuất glutamate cũng không còn khả năng tạo ra cơ chế phòng vệ nữa. 

Lần này, các chuyên gia quyết định thực hiện lại thí nghiệm. Họ làm tổn thương một cái cây đã được tách thụ thể glutamate. Và kết quả cũng không ngoài dự đoán: các tín hiệu điện từ ion canxi cũng không được chuyển đi nữa.

Tín hiệu đe dọa được chuyển đi khắp thân cây.

Kết quả này đã kết nối rất nhiều mảnh ghép về việc làm thế nào thực vật có thể truyền thông tin. Theo đó, glutamate tại vết thương được tiết ra, được các thụ thể thu nhặt lại, tạo ra sự lan truyền ion canxi. Từ đó, các bộ phận khác cũng kích hoạt cơ chế phòng vệ, tìm cách ngăn không cho tổn thương tiếp tục diễn ra.

Toàn bộ quá trình ấy được thực hiện mà chẳng cần đến một hệ thần kinh thực sự. Và điều đó nhiều khả năng cũng cho thấy cây cỏ thực sự cảm thấy đau, để có thể tạo ra cơ chế phòng vệ giống như động vật.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science.

Tham khảo: Science Alert

J.D,

Nguồn: Kênh 14

Xem thêm:

Chia Sẻ

CLIP HAY

Ad will display in 09 seconds