Cỏ cây tự xa xưa đã được [bị] xem là loài sinh vật “không tri giác”, “đặt đâu ngồi đó”, thụ động và hoàn toàn tùy thuộc vào con người hay chim chóc, côn trùng trong việc gây giống, sinh trưởng. Khoa học ngày nay đã chứng minh ngược lại. Cỏ cây có tri giác, biết thích nghi với môi trường chung quanh để sinh tồn. Cây cỏ có thể tự vươn mình theo hướng nắng, phía có ánh sáng, một hành động của việc tự tìm kiếm thức ăn. Cỏ cây cũng có thể nảy nở theo sự kích thích, rung động từ âm thanh, tiết ra hóa chất để diệt côn trùng và nhiều hoạt động khác.
nguồn: oregonstate.edu
Gần đây, các nhà sinh vật học đã tường trình về những hoạt động có tính cách “đối kháng”, trực tiếp và chủ động hơn, khi cây cỏ sinh sống trong môi trường không mấy thuận lợi. Các hoạt động này được gọi chung là “Plant defenses.”
Khác với động vật, cây cỏ không thể tự di chuyển để trốn tránh kẻ thù – từ thú rừng, chim chóc cho đến côn trùng và các sinh vật ăn cây cỏ để sống. Ðể tự vệ và sinh tồn, cây cỏ đã trải qua các giai đoạn “biến thể” (“evolution”). Khoa học gọi các hoạt động biến thể để tự vệ này là “defense mechanism” hay “phương thức tự vệ.”
Phương thức tự vệ của cây cỏ gồm hai loại chính: [thay đổi] cấu trúc và [thay đổi] hóa tính. Tự vệ bằng cách thay đổi cấu trúc xem ra giản dị: cây cỏ đổi hình thể. Còn tự vệ bằng cách thay đổi hóa tính thì phức tạp hơn, vì cây cỏ phải chế tạo các hợp chất hóa học và cả độc tố.
Các hợp chất hóa học [mới] có thể khiến cây cỏ có mùi vị hôi hám, khó ngửi, có thể gây khó khăn cho việc tiêu hóa khi ăn, và độc tố [mới] có thể khiến người/vật ăn phải loại cây cỏ ấy bị thương vong. Allelopathy là giống cây tiết ra hóa chất có tác dụng ngăn trở sự tăng trưởng của các cây cối chung quanh. Ðây là phương cách “tự vệ” thường thấy của các giống cây lạ (non-native) nhưng dễ lan tràn (invasive) trong môi trường mới, chưa quen thuộc.
Cây cỏ có thể tự biến chuyển hình thể qua việc nổi gai nhọn lớn nhỏ từ cây cành hay mặt trên/dưới của lá hoa. Các gai nhọn lớn nhỏ này giúp cây cỏ trở nên khó nhai, nuốt. Ðiển hình là cây hawthorns, black raspberry và hoa hồng.
Một số giống cây cỏ sử dụng cả hai loại tự vệ, vừa tiết ra hóa chất/độc tố vừa mọc gai nhọn. Như giống cây tall nettle có những sợi gai sắc, mỏng có thể xuyên qua da; khi đâm vào da, sợi gai vỡ bọc, tiết ra histamine và formic acid, hai chất này gây phỏng và nổi mề đay. Một thí dụ khác là giống sundew lá tròn. Mỗi chiếc lá được bao bọc bởi một lớp lông, bên trong [sợi lông] chứa một chất keo dính có mùi ngọt để thu hút côn trùng. Khi côn trùng đậu trên lá sẽ bị keo dính chặt, vùng vẫy cho đến lúc chết. Sundew tiết ra phân hóa tố để phân hủy con mồi, lấy protein làm dưỡng chất.
Các phương cách tự vệ kể trên giúp cây cỏ sinh tồn và tăng trưởng. Ngoài việc tự vệ, cây cỏ còn có thể chống lại “kẻ thù” qua sự đối kháng. Theo bài tường trình từ tạp chí Ecology tháng Năm vừa qua, một danh từ mới ra đời là “overcompensator” hay “bù đắp quá mức”, mô tả các hoạt động đối kháng mạnh mẽ của cây cỏ.
Tiến Sĩ Ken Paige, một nhà sinh thái học tại University of Illinois, trình bày những quan sát từ phòng thí nghiệm do ông ấy dẫn đầu. Từ năm 1987 sau những chương trình nghiên cứu liên tục về các hoạt động có tính đối kháng của cây cỏ, khoa học ghi nhận rằng cây cỏ tiếp tục trổ cành, đơm hoa, đậu hạt ngay cả sau khi thân cây bị cắt bỏ hoặc bị nhai trụi. Nghĩa là chẳng những cây cỏ biết “tự vệ” mà còn đối kháng mạnh mẽ, tăng trưởng nhanh hơn và nhiều hơn sau khi bị đả thương. Như loài sagebrush mọc trên sườn núi, bị che khuất ánh nắng, gặp lúc hạn hán ít mưa và ngay cả khi bị hươu nai ăn trụi đến gốc, giống cây này hồi sinh, cây con mọc nhiều hơn, trổ hoa đỏ rực vùng núi đồi, lớn mạnh nhanh hơn những bụi cây “cha mẹ”.
Sự kiện kể trên khiến các nhà sinh học ngạc nhiên, vì “phản ứng” của cây cỏ dường như đi ngược với sự hiểu biết của con người. Và sau một thập niên nghiên cứu, ta nhận ra rằng một số cây cỏ có khả năng đối kháng qua các hoạt động bắt nguồn từ tế bào, đơn vị căn bản nhất của sinh vật: sau khi bị đả thương, Arabidopsis thaliana tạo ra một chuỗi phản ứng dẫn đến việc cây trỗi dậy, tăng trưởng nhanh hơn và cùng lúc tạo ra nhiều hạt hơn cũng như chế tạo các hóa chất để tự vệ.
Các nhà sinh học ngạc nhiên vì trước đây con người tin rằng vì thiếu năng lượng cây cỏ chỉ có thể chọn một trong hai đường: “hồi sinh (regrowth) hoặc tự vệ. Hầu hết mọi loài cây cỏ sau khi bị đả thương đều trải qua tiến trình tự sinh sản – hay “endoreduplication”. Trong tiến trình này, tế bào có thể tự “chép” lại DNA nhiều lần, tạo ra nhiều tế bào mới và từ đó, cây lớn mạnh. Giả thuyết ấy ngày nay không còn vững vàng nữa vì sau bị đả thương, nhiều giống cây chỉ có một lượng endoreduplication giới hạn, tự sinh sản không đủ để giải thích mức sinh sôi, tăng trưởng nhanh chóng như các phản ứng quan sát được từ giống Arabidopsis, thí dụ điển hình của “bù đắp quá mức” hay “overcompensator”.
Các thí nghiệm từ đại học Illinois đã chứng minh ngược lại. Không những tự vệ mà cây cỏ còn tự bồi đắp để phát triển nhanh chóng hơn. Tiến Sĩ Paige cho rằng một tiến trình đặc biệt xuất phát từ tế bào đã giúp Arabidopsis sử dụng cả hai phản ứng “tự vệ” và “bù đắp quá mức”. Arabidopsis hay mustard plant có thể tăng trưởng nhanh và có thể tiết ra glucosinolate, một hợp chất hóa học trong nhóm sulfurish, cho vị đắng thường thấy trong các loại rau cỏ như mustard, kale, bắp cải và horseradish. Nói giản dị, “tự vệ” và “tự sinh sản” đi đôi với nhau.
Tuy nhiên, chỉ ở một mức độ thương tổn nào đó, cây cỏ mới có thể hồi sinh. Khi cắt bỏ thân cây và 75% lá, ngay cả những giống cây bền bỉ nhất như Arabidopsis cũng chết queo.
Các kiến thức về cây cỏ kể trên sẽ ảnh hưởng đến những gì trong đời sống hàng ngày của con người? Ta có thể áp dụng kiến thức ấy vào việc gây giống cây cỏ mạnh mẽ, ít bệnh tật, chịu được hạn hán… để làm thực phẩm mà không cần đến thuốc trừ sâu. Ta cũng có thể dùng các phản ứng hóa học từ cây cỏ để diệt côn trùng, các giống côn trùng gây bệnh tật hoặc phá hoại hoa màu mà không ảnh hưởng đến môi sinh. Nghĩa là sử dụng các kiến thức, sự hiểu biết về thiên nhiên ta thay đổi môi trường sống, giúp con người khỏe mạnh, ít bệnh tật hơn.
TLL
Orlando, FL
