Hạt cây sử dụng “bộ não mini” để quyết định khi nào nảy mầm

    5 Jun 2017      

Hạt cây sử dụng “bộ não mini” để quyết định khi nào nảy mầm

Bạn đã từng bao giờ nghĩ rằng một hạt cây dường như đang suy nghĩ? Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy hai nhóm nhỏ các tế bào bên trong phôi thực vật vận hành theo cách tương tự như trong não người, và giúp quyết định khi nào hạt bắt đầu nảy mầm.

            Chúng ta không phải đang nói về chất xám thực thụ ở đây, nhưng cách bố trí thì giống với não bộ người, với hormones di chuyển giữa hai nhóm tế bào theo một cách y như khi chúng ta đang quyết định liệu có cử động hay không.

            Nhóm nghiên cứu ở đại học Birmingham, Vương quốc Anh đã dùng một mô hình toán học để chỉ ra  mối kết nối giữa hai nhóm tế bào – một nhóm duy trì trạng thái ngủ và một nhóm kích thích sự nảy mầm – kiểm soát tính nhạy cảm của hạt thực vật đối với môi trường của nó. Khi nhóm tế bào nảy mầm chiến thắng, hạt sẽ nở.

            “Sự phân chia các phần này trong “não” của hạt cũng có vẻ là mấu chốt cho hoạt động chức năng của nó.”

      Trung tâm hình thành quyết định này được tìm thấy ở chóp rễ của hạt loài cây Arabidopsis thaliana được nghiên cứu bởi các nhà khoa học.

            Dựa trên những kết quả xây dựng mô hình ban đầu, nhóm đã phát triển một thực vật đột biến với các liên hệ hóa học mạnh mẽ hơn giữa các tế bào để phản ánh thời gian diễn ra sự nảy mầm thực sự phụ thuộc vào tín hiệu qua lại giữa các nhóm tế bào này.

           Sự phân biệt giữa các tế bào cho phép hạt thực vật đáp ứng lại nhiều hơn với những kích thích từ bên ngoài – “nó giống như là đang đọc một hoặc bốn bài đánh giá của nhà phê bình cho một bộ phim vậy”, các nhà nghiên cứu cho biết.

            Các nhà nghiên cứu tìm thấy hai nhóm tế bào ở chóp rễ. Ảnh: University of Bimringham

            Hơn nữa, mô hình toán học cũng đã gợi ý rằng nhiều hạt nảy mầm hơn trong những điều kiện môi trường thay đổi, như là sự biến động nhiệt độ, và điều này thực tế đã xuất hiện trong phòng thí nghiệm. Tại sao lại có điều đó, chúng tôi cũng không biết chắc chắn. Có vẻ là hạt cây sử dụng sự thay đổi nhiệt độ để nảy mầm khi đang chuyển mùa hoặc độ sâu của hạt trong đất, tất cả thông tin hữu ích có thể được dùng để quyết định chừng nào nó mới bước vào cuộc sống mới.

            Lúc nào nảy mầm là một quyết định lớn mà hạt giống cần phải đưa ra, rốt cuộc – chọn lựa sai thời điểm và thực vật có thể phát triển với mật độ bùng nổ hoặc bị chết bởi những điều kiện thời tiết bất lợi.

            Bạn có thể áp dụng nghiên cứu mới nhất này vào một cơ thể đang phát triển gần đây để thấy rõ hơn về quá trình “suy nghĩ” đang diễn ra bên trong thực vật.

            “Một năm trước chúng tôi từng nghe rằng thực vật thực sự có thể đáp ứng lại cách mà chúng ta chạm đến chúng – với những cảm giác khác nhau dẫn đến sự thay đổi về mặt sinh lý và di truyền, tùy thuộc vào loại kích thích.

Chúng tôi cũng thấy rằng thực vật có thể “học được” từ kinh nghiệm, không phải thông qua tế bào thần kinh và suy nghĩ như con người, mà thông qua các tín hiệu hóa học đi qua nó.”

            Các nhà khoa học cho biết nghiên cứu của họ sẽ hữu ích trong công cuộc phát triển mùa màng và thực vật trong tương lai – “chúng tôi chỉ cần biết nhiều hơn chúng đang nghĩ gì”. Hạt có thể được xử lý để nảy mầm cùng lúc, hoặc mạnh mẽ hơn trước biến đổi khí hậu, mặc dù những tiến bộ đó vẫn còn là viễn cảnh trong tương lai.

            “Nghiên cứu của chúng tôi là những gợi mở quan trọng trong việc hiểu làm thế nào cây trồng và cỏ dại phát triển”, Bassel nói thêm. “Giờ đây có một tiềm năng để áp dụng hiểu biết này vào cây trồng thương mại để làm gia tăng khả năng nảy mầm đồng loạt, tăng sản lượng mùa màng và giảm lượng chất diệt cỏ phải sử dụng.”

            Nghiên cứu được công bố trên PNAS

Nguồn:https://www.sciencealert.com/plant-seeds-use-mini-brains-to-decide-when-to-sprout