Cây cối ngủ như thế nào?

Hầu hết các sinh vật sống đều điều chỉnh hành vi của chúng cho phù hợp với nhịp sinh học ngày và đêm và thực vật cũng không phải là ngoại lệ: hoa nở vào buổi sáng, một số lá cây khép lại vào ban đêm.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu chu kỳ ngày và đêm ở thực vật trong một thời gian dài. Linnaeus, bác sĩ kiêm nhà động vật học, nhà thực vật học người Thụy Điển, người đã đặt nền móng cho hệ thống danh pháp hiện đại của các loài sinh vật, đã quan sát thấy các bông hoa trong hầm tối liên tục mở ra và khép lại và Darwin (nhà tự nhiên học và địa chất học người Anh. Ông là người đã phát hiện và chứng minh rằng mọi loài đều tiến hóa theo thời gian từ những tổ tiên chung qua quá trình chọn lọc tự nhiên) đã ghi lại sự chuyển động vào ban đêm của lá cây và thân cây và gọi đó là “giấc ngủ”. Nhưng thậm chí cho đến nay, những nghiên cứu như vậy chỉ được thực hiện với một số lượng nhỏ các loại thực vật trồng trong chậu và không ai biết liệu cây có ngủ hay không.

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Áo, Phần Lan và Hungary đã đo vận động ngủ (sleep movement) của cây trưởng thành bằng cách quét laser những đám mây điểm với hàng triệu điểm mỗi lần quét. Đám mây điểm là một tập hợp các điểm dữ liệu trong hệ tọa độ 3 chiều (3D). Sản phẩm của quá trình quét 3D Laser là một dữ liệu hình ảnh của vật thể dưới dạng nhiều điểm trong không gian và mỗi điểm mang một tọa độ x,y,z.

“Các kết quả của chúng tôi cho thấy cây cối rủ toàn bộ cành xuống vào ban đêm. Việc này có thể được nhìn thấy do sự thay đổi vị trí của lá và cành cây. Những thay đổi này không phải là quá lớn, chỉ lên đến 10 cm cho những cây có chiều cao khoảng 5 mét, nhưng chúng có hệ thống và được nhìn thấy rất rõ với các thiết bị chính xác của chúng tôi”, Eetu Puttonen, nhà khoa học đến từ Viện Nghiên cứu không gian địa lý Phần Lan, cho biết.

Để loại trừ những ảnh hưởng của thời tiết và vị trí, thí nghiệm đã được thực hiện hai lần với hai cây khác nhau. Cây thứ nhất được quan sát tại Phần Lan và cây còn lại ở Áo. Cả hai thí nghiệm đều được thực hiện gần điểm giao nhau của đường xích đạo và đường hoàng đạo, trong điều kiện tĩnh lặng không có gió. Lá và cành cây được thấy rủ xuống dần dần, với vị trí thấp nhất là vào thời điểm một vài giờ trước khi Mặt trời mọc. Vào buổi sáng, cây cối trở lại vị trí ban đầu của chúng trong vòng vài giờ. Vẫn chưa rõ liệu chúng có được “đánh thức” bởi ánh nắng mặt trời hay không hay được đánh thức bởi nhịp sinh học bên trong chúng.

András Zlinszky (Trung tâm Nghiên cứu sinh thái, Viện hàn lâm Khoa học Hungary) giải thích: “Ở cấp phân tử, lĩnh vực khoa học nghiên cứu về thời gian và những hiện tượng lặp đi lặp lại của tự nhiên (chronobiology) đã được phát triển từ lâu, đặc biệt nền tảng di truyền của tính chu kỳ hàng ngày của thực vật đã được nghiên cứu rộng rãi. Chuyển động của thực vật luôn được kết nối chặt chẽ với sự cân bằng nước của từng tế bào và sự cân bằng này bị ảnh hưởng bởi sự xuất hiện của ánh sáng thông qua quang hợp. Nhưng những thay đổi về hình dạng của thực vật rất khó để chứng minh ngay cả đối với các loại thảo mộc nhỏ do thuật nhiếp ảnh cổ điển sử dụng ánh sáng khả kiến gây ảnh hưởng đến vận động ngủ của thực vật”.

Với một máy quét laser, sự xáo trộn của thực vật là rất nhỏ. Các máy quét này sử dụng ánh sáng hồng ngoại để chụp vị trí của những chiếc lá. Các điểm đơn lẻ trên một cây chỉ được chiếu sáng trong tích tắc. Với kỹ thuật quét laser này, một cây trưởng thành có thể được ánh xạ tự động trong vài phút với độ phân giải dưới 1 centimet.

“Chúng tôi tin rằng những đám mây điểm này sẽ cho phép chúng tôi hiểu biết sâu sắc hơn về các mô hình ngủ của thực vật và mở rộng phạm vi đo lường từ các cây đơn lẻ cho đến các khu vực lớn hơn, như vườn hoặc lô rừng”, Norbert Pfeifer của Đại học Công nghệ Viên nói.

Theo Eetu Puttonen, bước tiếp theo sẽ là thu thập đám mây điểm của cây nhiều lần và so sánh các kết quả này với các phép đo mức độ sử dụng nước vào ban ngày và đêm. Điều này sẽ cung cấp cho chúng ta một sự hiểu biết tốt hơn về việc sử dụng nước hàng ngày của cây cối và ảnh hưởng của chúng đối với khí hậu địa phương hay khu vực.

N.L.H – NASATI (Theo Sciencedaily)