Thực vật tự vệ như thế nào?

Khi các loài thực vật không thể đi, chạy, khóc hoặc cảm thấy đau đớn thì chúng sẽ tự vệ với những mối đe dọa từ môi trường như thế nào?

Trong thực tế, các loài cây thường có các cơ chế phòng thủ nhiều hơn động vật để bù lại cho sự tồn tại bất động và im lặng của chúng. Hãy cùng VnReview tìm hiểu những cách thức này qua bài viết từ các chuyên gia khoa học trên ScienceABC.

Câu trả lời ngắn gọn: Các loài thực vật có vô số cách tự vệ, từ phản ứng vật lý đến hóa học, những hành vi truyền tín hiệu, ngụy trang và bắt chước.

Sự thông minh thầm lặng của thực vật

Từ cỏ, cây gỗ lớn, hoa hay chỉ là những bụi gai nhỏ, các loài thực vật đã tiến hóa với vô số các cơ chế phòng thủ. Đây chính là kết quả của hàng triệu năm biến đổi và vô số thế hệ vẫn sống để tái tạo hoặc giảm thiểu các mối đe dọa bên ngoài.

Mối đe dọa chính cho thực vật rõ ràng là động vật ăn cỏ như côn trùng, chim và các loài động vật có vú khác nhau. Trong khi một số tác nhân hủy diệt đơn giản là không thể tránh khỏi như các đàn gia súc chăn thả ở vùng đồng cỏ, những mối đe dọa này thường có thể bị ‘bắt bài' bằng khối lượng; đơn giản là nhiều cỏ sẽ tạo ra nhiều hạt giống và do đó không cần phải lo lắng về khả năng bị tiêu diệt hoặc ngăn ngừa sinh sản.

Hầu hết các loài thực vật cũng có những kỹ thuật khác để đảm bảo sự sống còn, chẳng hạn như khả năng hướng sáng (phototropic), trong đó cơ thể sẽ định hướng lại để thu nhận nhiều ánh sáng nhất. Ngoài ra chúng còn có kỹ năng đáng kinh ngạc trong việc tìm kiếm các chất dinh dưỡng và nước ngay cả ở những vùng đất khô cằn. Thậm chí chúng còn có khả năng "giao tiếp" giữa các loài thực vật gần đó, hoặc thông qua một cấu trúc rễ kết nối có thể chia sẻ tài nguyên, hoặc thông qua việc phát hiện các đối thủ cạnh tranh ánh nắng dẫn đến tăng trưởng theo hướng đối lập. Tuy nhiên những hành động ẩn này thường bị bỏ qua bởi những người nghĩ rằng thực vật hay các dạng sống dựa trên cacbon là vô tri giác. 

Khi nói đến các loài thực vật chuyên biệt hơn, những loài này không đủ khỏe mạnh hay chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt, vì vậy đòi hỏi chúng phải có những phản ứng thích nghi cao cấp hơn để bảo vệ sự tồn tại của mình. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số hệ thống phòng thủ ấn tượng nhất mà các loài thực vật đã phát triển trong hơn 700 triệu năm qua kể từ lần đầu tiên xuất hiện.

Phòng vệ vật lý

Với sự đa dạng vật lý đáng kinh ngạc của các loài thực vật trên thế giới, không có gì ngạc nhiên khi cơ chế phòng thủ vật lý của chúng cũng ấn tượng và đa dạng không kém. Những cành gai (thorn), lông gai (prickle) và lá gai (spine) là ba hình thức phổ biến nhất và dễ nhận biết của phòng thủ vật lý, và rõ ràng chúng rất độc đáo. Cành gai về cơ bản là những nhánh cây, cành cây sắc nhọn; trong khi lông gai là các vũ khí tự vệ sẽ mọc từ lớp biểu bì của cây thiết kế như vũ khí phòng thủ và thường có kích thước nhỏ hơn cành gai. Cuối cùng, lá gai khác so với hai loại trên do chúng có có xu hướng nhọn hơn, mỏng hơn ở điểm ngọn cũng như có kích thước lớn hơn hoặc rộng hơn, ngoài ra chúng cũng có thể cung cấp bóng mát cho cây. Xương rồng là ví dụ tiêu biểu nhất cho loại lá gai này.

Tất cả những sự thích ứng vật lý được thiết kế đặc biệt cho một số thứ, bao gồm việc ngăn chặn những kẻ săn mồi lớn hơn tiêu thụ các loại trái cây và hoa, trong khi cũng đón nhận hạt giống và phát tán phấn hoa cần thiết một cách an toàn. Sự khác biệt kích thước và chức năng dường như rất nhỏ nhưng cũng phải mất hàng triệu năm để chúng có thể phát triển những tính năng riêng biệt này, vì vậy tất cả mọi thứ đều có mục đích.

Một số phòng vệ vật lý của cây khó nhìn thấy cho cả những kẻ săn mồi và con người, chẳng hạn như lông thân cây đa bào (trichomes) mà thực chất là một bộ lông sắc nhọn sẽ để lại những vết đốt đau đớn nơi tiếp xúc trên da. Lý do cho sự khó chịu này, bất chấp sự tiếp xúc nhẹ nhàng đến đâu đi nữa, là tuyến ngoại vi sẽ tiêm một lượng nhỏ chất độc và chúng sẽ vào vết thương từ hệ thống lông tua tủa và toàn bộ quá trình này có thể mất chỉ vài mili giây.

Một số loại cây trồng khác, đặc biệt là một số loài dương xỉ, có thể ‘cụp' tại các điểm tiếp xúc vật lý nhỏ, siết chặt và bảo vệ lá của chúng, và nằm bẹp xuống như thể đã chết hoặc bị bệnh. Điều này làm cho cây trông kém hấp dẫn, thường giúp tránh bị ăn hơn cho đến khi mối đe dọa đã trôi qua, cây sẽ mở lại và tiếp tục phát triển mạnh dưới ánh sáng mặt trời.

via GIPHY

Phòng vệ hóa học

Không phải tất cả các loài cây đều chọn phô diễn cách phòng thủ của chúng ra bên ngoài, thay vào đó chúng sẽ dựa vào phản ứng hóa học phức tạp và hệ thống phân phối nhanh như chớp để tránh khỏi những thực khách háu ăn. Lá, cây, hoa và thân cây là nguồn thức ăn ngon cho động vật, nhưng côn trùng tiêu thụ thực vật nhiều hơn cả động vật có vú. Người ta tin chắc rằng côn trùng đại diện cho sinh khối nhiều hơn bất kỳ động vật có vú nào, chỉ tính riêng con người đã là tỉ lệ 200.000.000:1. Vì vậy, do côn trùng có thể dễ dàng bò qua hệ thống an ninh bằng gai nên phòng thủ trên cấp độ tế bào là cần thiết.

Nhiều loài cây sẽ cho phép côn trùng cắn một hoặc hai phát trên cơ thể, nhưng đó có thể là bữa ăn cuối cùng của chúng. Chẳng hạn, các tế bào chuyên biệt trên bề mặt của nhiều loài cây sẽ ngay lập tức tiết ra hóa chất khó chịu khi chúng bị tấn công hoặc tiêu thụ, khiến cho bữa ăn của các loài côn trùng trở nên ‘không ngon miệng' và thậm chí độc hại. Các loài cây khác tiết ra những loại nhựa dính hoặc chất lỏng bẫy côn trùng, tại đó côn trùng sẽ chết hoặc bị ăn thịt trong bất lực bởi một kẻ lớn hơn.

Dị bào (Idioblast) là một số trong những loại thú vị nhất của các tế bào chuyên biệt này. Khi các tế bào bị thủng hoặc hư hỏng, chúng giải phóng tinh thể gai vào miệng của côn trùng, cũng như nọc độc có thể làm tê liệt hay giết những kẻ tấn công. Những dị bào bao phủ phần lớn bề mặt của thực vật, hoạt động như "bãi mìn" đối với bất kỳ động vật ăn cỏ nhỏ bé nào đã vượt qua được hệ thống tường bằng gai.

Phòng vệ xã hội

Thực vật có thể không có khả năng nói, nhưng có những cách khác để giao tiếp và cộng tác với phần còn lại của thế giới. Chẳng hạn, khi cây nào đó đang bị tấn công, sự căng thẳng của côn trùng đang nhai sẽ kích thích việc phóng ra hóa chất mạnh trong không khí thu hút một loạt các động vật săn mồi lớn hơn, chẳng hạn như ong, chuồn chuồn hay cả những con thú nhỏ và thằn lằn. Những con vật này sẽ được lôi cuốn đến các cây đang bị ăn, nơi chúng có thể ‘thịt' nhanh chóng các loài côn trùng thay cây. Đây là một loại tín hiệu hóa học, nhưng ở khía cạnh xã hội là khả năng giao tiếp trực tiếp với các loài khác khiến cho cơ chế phòng thủ này là một điều kỳ diệu.

Cuối cùng, nhiều loài thực vật cũng có những ‘thỏa thuận' lâu đời với một số loài côn trùng, trong một mối quan hệ được gọi là hội sinh (commensalism). Điều này đặc biệt phổ biến ở những cây lớn, cụ thể là ở Nam Mỹ, nơi mà loài kiến luẩn quẩn sẽ có nơi cư trú giúp chúng làm nhà và có thức ăn, và cây sẽ không có tác động tiêu cực đến từ những "kẻ xâm lược" này. Đổi lại, kiến sẽ bảo vệ cây cho đến chết, chống côn trùng, chim, động vật có vú lớn hơn và thậm chí đấu tranh với những cây cố gắng đánh cắp ánh sáng mặt trời với ‘tổ ấm' của chúng.

Chúng ta thường nghĩ rằng các loài thực vật khá yếu đuối. Trong thực tế, hầu hết các loại cây được trang bị tốt hơn con người để chống lại các mối đe dọa môi trường chúng phải đối mặt.

Thanh Tâm