Vì sao cây ăn thịt có "khẩu vị chết chóc"

Trên vùng đất thạch nam của Anh, có một loại cây gọng vó (Drosera rotundifolia) với cả đống côn trùng mắc kẹt trên lá. Phát hiện tình cờ này đã khởi đầu cho nỗ lực kéo dài 16 năm của Darwin nhằm chứng minh rằng một số loài thực vật có thể ăn thịt động vật, phân giải protein có trong thịt động vật bằng enzyme và hấp thụ chất dinh dưỡng để phát triển.

Lúc đầu, ngay cả vợ Darwin cũng thấy phát hiện của ông là khó tin. "Ông ấy cho rằng Drosera giống như một sinh vật sống, và hy vọng cuối cùng sẽ chứng minh nó là một con vật", bà viết cho một người bạn vào thời điểm đó.

Ngày nay, các nhà khoa học không còn tranh cãi về sự tồn tại của thực vật ăn thịt, nhưng vẫn chưa hiểu đầy đủ cách thức những dạng sống kỳ lạ này đã tiến hóa để có khả năng thu hút, bắt, giữ và tiêu hóa con mồi là động vật, thậm chí là những con mồi lớn như động vật lưỡng cư và động vật có vú nhỏ.

Cây ăn thịt có rất nhiều hình dạng, kích cỡ, và các dạng "bẫy" khác nhau. Một số, như Drosera, sử dụng bẫy dính đơn giản để bắt côn trùng, trong khi những loài khác, như cây bẫy kẹp Venus khét tiếng, đã phát triển các cơ chế "bẫy sập" phức tạp hơn để bắt con mồi.

Năm 2018, một nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng cho thấy các cây ăn thịt đã tiến hóa độc lập ít nhất 10 lần. Nhiều lần, các loài độc lập, không liên quan đến nhau, phát triển các cách tái sử dụng các gen giống nhau để trở nên phù hợp hơn với lối sống săn mồi.

"Những loài thực vật này có một bộ công cụ di truyền. Chúng cố gắng tìm ra câu trả lời cho vấn đề làm thế nào để trở thành loài ăn thịt và tất cả cùng đi đến một giải pháp" - Victor Albert, nhà sinh vật học tại Đại học Buffalo, giải thích sự phát triển các loài cây ăn thịt độc lập nhưng sử dụng cơ chế "bẫy" tương tự nhau.

Cây ăn thịt có xu hướng phát triển ở những khu vực nghèo dinh dưỡng, như đầm lầy và vùng đất ngập nước. Chỉ một con côn trùng có kích thước vừa phải cũng cung cấp cho cây bẫy kẹp Venus đủ chất dinh dưỡng để sống trong nhiều tuần. Vì vậy, các loài cây ăn thịt có động lực để tạo ra những cái bẫy phức tạp và tốn nhiều năng lượng để vận hành. Gần đây, các nghiên cứu di truyền mới cũng đã bắt đầu làm sáng tỏ cách thức cây phát triển khả năng tiêu hoá thịt.

Các loài cây ăn thịt khác nhau trên khắp để giới đều tận dụng jasmonate, một hormon thực vật. Hầu hết các loài thực vật sử dụng jasmonate để cảnh báo cho nhau về các mối nguy như sâu bệnh, nhưng cây bẫy kẹp Venus dùng nó để tập hợp các enzyme phân hủy con mồi và các chất vận chuyển chất dinh dưỡng. Nhưng phương pháp này chỉ được quan sát thấy ở một nhóm cây ăn thịt. Ví dụ, cây cỏ bơ không sử dụng hệ thống kích hoạt này. Nhiều cơ chế săn mồi của thực vật đến nay vẫn là bí ẩn.

Các nhà khoa học cho biết hướng nghiên cứu để giải mã các loài thực vật ăn thịt là tìm ra những "đánh đổi" mà chúng đã thực hiện để phát triển khả năng kỳ lạ. Tuy nhiên, con người không còn nhiều thời gian. Vào năm 2020, các nhà nghiên cứu ước tính rằng 1/4 số loài thực vật ăn thịt đã biết có nguy cơ tuyệt chủng. Nếu không nhanh chân, có thể con người sẽ không bao giờ có cơ hội giải mã loài thực vật kỳ lạ này.