Trước đây, các nhà khoa học đã biết thực vật sẽ phản ứng lại khi bị chạm vào. Nghiên cứu mới cho thấy các tế bào thực vật gửi đi các tín hiệu khác nhau khi bị chạm và khi việc chạm kết thúc.

Các nhà khoa học ở Đại học bang Washington (Mỹ) đã tiến hành 84 thí nghiệm trên 12 cây, gồm cây thuốc lá và cây cải xoong tai chuột (thale cress) được lai tạo đặc biệt để mang các cảm biến canxi, đây là một công nghệ mới.

Sau khi đặt những mẩu thực vật này dưới kính hiển vi, họ dùng một sợi thủy tinh nhỏ như sợi tóc người để chạm nhẹ vào từng tế bào. Kết quả, họ thấy rất nhiều phản hồi phức tạp, phụ thuộc vào cường độ và thời gian chạm, song sự khác biệt giữa phản ứng khi chạm vào và khi dừng chạm vào rất rõ rệt.

Trong 30 giây chạm vào tế bào, các nhà nghiên cứu thấy các sóng ion canxi chậm (canxi trong chất nguyên sinh) truyền đi từ tế bào đó sang tế bào thực vật liền kề, kéo dài khoảng 3 tới 5 phút. Khi không chạm nữa, tế bào gần như lập tức gửi đi một loạt sóng nhanh hơn, biến mất trong vòng 1 phút.

Thực vật cảm thấy động chạm dù không có dây thần kinh. Ảnh: Pexels
Thực vật cảm thấy động chạm dù không có dây thần kinh. Ảnh: Pexels

Các nhà nghiên cứu tin rằng những sóng này có thể hình thành do thay đổi áp suất bên trong tế bào. Không như tế bào động vật có màng thấm, tế bào thực vật có các thành tế bào mạnh và không dễ phá vỡ, vì thế chỉ một cái chạm nhẹ có thể gia tăng áp suất nhất thời trong tế bào thực vật.

Họ đã thử nghiệm lý thuyết áp suất này bằng cách đưa một đầu dò áp suất mao dẫn bằng thủy tinh nhỏ vào trong tế bào thực vật. Khi tăng hay giảm áp suất bên trong tế bào, họ cũng thấy kết quả tương tự là sóng canxi được phát ra lúc bắt đầu và kết thúc chạm.

Như vậy, khác với con người và động vật cảm nhận tiếp xúc thông qua tế bào cảm giác, thực vật cảm nhận thông qua sự tăng hay giảm áp suất bên trong tế bào. Và bất kỳ tế bào nào trên bề mặt thực vật cũng có thể làm điều này.

Nghiên cứu trước cho thấy khi một con sâu bướm gặm lá, nó có thể kích hoạt các phản ứng phòng vệ ở thực vật, chẳng hạn như giải phóng các chất hóa học khiến cho lá đắng chát hay thậm chí gây độc cho kẻ phá hoại. Một nghiên cứu trước đó nữa cũng cho thấy việc chạm vào thực vật tạo ra các sóng canxi kích hoạt những gene khác nhau.

Nghiên cứu mới có thể phân biệt được các sóng canxi lúc chạm vào và khi dừng chạm, song các gene của thực vật phản ứng thế nào với các tín hiệu đó vẫn chưa được làm rõ. Tiếp theo, các nhà khoa học sẽ kích hoạt phản ứng theo một cách chưa từng được thực hiện để tìm hiểu tín hiệu nào, khi chạm vào hay khi bỏ ra, sẽ kích hoạt các sự kiện tiếp theo.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature Plants.