Thực vật cũng "thức dậy" khi trời sáng giống như con người

Được công bố trên tạp chí Molecular Plant, nghiên cứu này đã kiểm tra hoạt động của các gene khác nhau trong thực vật vào các giờ buổi sáng sớm. Và các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, vào thời điểm Mặt trời ló rạng ở đường chân trời, cũng là lúc thực vật đã sẵn sàng và chờ đợi để bắt đầu một ngày của chúng.

Chính lịch trình thường xuyên này giúp thực vật khai thác các điều kiện tốt nhất để thu năng lượng từ ánh sáng Mặt trời, cũng như tạo cơ hội cho những loài thụ phấn hoạt động tốt nhất.

Tối đa hóa hiệu quả là một vấn đề lớn đối với cây trồng. Tùy thuộc vào khu vực sinh trưởng và từng vị trí cụ thể trong khu vực đó, ánh nắng và nước có thể không đủ. Trong khi đó, thực vật lại không thể di chuyển để tìm kiếm những thứ chúng cần, nên phải tận dụng tất cả những gì được thiên nhiên ban tặng.

Để hiểu rõ hơn về cách thực vật phản ứng khi Mặt trời bắt đầu nhô lên ở đường chân trời, các nhà nghiên cứu từ nhiều trường đại học đã hợp tác và thực hiện một thí nghiệm thú vị. Họ lấy mẫu của một loại thực vật có hoa là cải xoong sau mỗi hai phút khi Mặt trời mọc. Với những mẫu này, nhóm nghiên cứu có thể xác định các làn sóng hoạt động xảy ra bên trong cây khi buổi sáng trở nên tươi sáng hơn.

"Chúng tôi bắt đầu mô tả chi tiết hơn về đặc điểm động lực học khi rạng đông, tập trung vào sự biểu hiện của các gene nhân tố phiên mã. Chúng tôi đã tìm thấy ba làn sóng biểu hiện gene riêng biệt trong vòng hai giờ sau thời khắc bình minh. Nhiều gene trong số này được biết là nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt độ, nhưng chúng tôi muốn tìm hiểu cụ thể cách thức phiên mã của những gene này được điều phối.

Can thiệp vào tín hiệu của cơ quan thụ cảm ánh sáng, đồng hồ sinh học và tín hiệu ánh sáng có nguồn gốc từ lục lạp đã gây ra các vấn đề trong biểu hiện của một số gene, nhưng có một tỷ lệ lớn các gene vẫn không bị ảnh hưởng. Điều này cho chúng tôi thấy rằng một số con đường ngược dòng là dư thừa và các cơ quan quản lý bổ sung đang hoạt động", tiến sĩ Martin Balcerowicz, tác giả đầu tiên của bài báo, cho biết.

Nói một cách đơn giản, thực vật có thể phản ứng với mỗi ngày mới giống như động vật. Chúng ta có nhịp sinh học tự nhiên luôn kiểm soát, đảm bảo rằng chúng ta thức dậy vào buổi sáng và cảm thấy mệt mỏi vào ban đêm, nhưng chúng ta cũng bị ảnh hưởng bởi ánh sáng Mặt trời, thứ kích thích chúng ta theo những cách khác.

Thực vật dường như cũng đã thực hiện phương pháp tiếp cận hai hướng này với các hệ thống dự phòng để đảm bảo chúng "thức giấc", cho dù đó là do thói quen hoặc do sự hiện diện của ánh sáng chói.

"Đặc điểm quan trọng mà chúng ta thấy trong biểu hiện gene là kết quả của sự khởi đầu của ánh sáng rất hữu ích trong việc giúp chúng ta hiểu cách thực vật phản ứng với ánh sáng và đặc biệt, đối với cây trồng dưới ánh sáng nhân tạo, tác động của tia bình minh lâu dài hơn đến tăng trưởng như thế nào", tiến sĩ Daphne Ezer, tác giả cao cấp của nghiên cứu, giải thích thêm.