Bí mật gây 'chấn động' trong rừng dương lá rung lâu đời nhất thế giới

Khi bước chân vào Rừng Quốc gia Fishlake ở bang Utah (Mỹ), chúng ta sẽ bắt gặp một cảnh tượng thiên nhiên vô cùng ngoạn mục mang tên Pando - quần thể cây dương lá rung cổ xưa nhất Trái Đất, với khoảng 47.000 thân cây có tuổi đời từ 14.000 đến 80.000 năm.

Tuy nhiên, ẩn sau dưới vẻ bề ngoài của một quần thể gồm hàng vạn cá thể độc lập ấy lại là một bí mật sinh học đáng kinh ngạc: toàn bộ khu rừng thực chất chỉ là một cái cây duy nhất. Tất cả các thân cây tại đây đều là những bản sao vô tính mang bộ mã di truyền hoàn toàn trùng khớp, kết nối chặt chẽ với nhau qua một mạng lưới rễ khổng lồ duy nhất dưới lòng đất.

Với khối lượng ước tính lên tới 6.000 tấn, Pando không chỉ là một kỳ quan thiên nhiên mà còn được công nhận là sinh vật sống có khối lượng lớn nhất hiện nay trên Trái Đất.

Khi cả khu rừng chỉ là ... một cái cây

Cái tên Pando được các nhà khoa học đặt theo một từ tiếng Latin mang ý nghĩa vô cùng biểu cảm là "Tôi lan rộng", mô tả chính xác cách mà sinh vật này đã sừng sững tồn tại và bành trướng qua nhiều thiên niên kỷ. Quần thể vĩ đại này là hậu duệ của một hạt giống duy nhất đã may mắn nảy mầm vào thời điểm cuối ở kỷ băng hà cuối cùng.

Toàn bộ quần thể hơn 47.000 thân cây dương lá rung độc lập của Pando thực chất chỉ là một cái cây duy nhất. Ảnh: J Zapell/Rừng Quốc gia Fish Lake

Thông thường, loài dương lá rung sở hữu 2 phương thức duy trì nòi giống là gieo hạt hoặc tự nhân bản vô tính. Trong điều kiện khí hậu khô hạn khắc nghiệt của miền Tây nước Mỹ, việc phát tán và nảy mầm bằng hạt là một thử thách cực kỳ gian nan.

Chính vì vậy, loài cây này đã chọn cách tự sao chép chính mình bằng cách đẩy các chồi non mọc lên trực tiếp từ hệ rễ chạy ngang dưới lòng đất. Trong khi hầu hết các rặng dương khác chỉ áp dụng phương thức này ở một mức độ nhất định, thì Pando lại duy trì quá trình nhân bản đó một cách bền bỉ và không bao giờ dừng lại.

Về mặt sinh học, các thân cây lộ thiên mà chúng ta nhìn thấy thực chất chỉ đóng vai trò như những chiếc lá của một cái cây thông thường. Chúng đâm chồi, quang hợp rồi rụng xuống, còn bản thân "cái cây" đích thực và vĩnh cửu chính là thảm rễ vô hình khổng lồ dưới sâu.

Mỗi thân cây trên mặt đất chỉ có tuổi thọ trung bình khoảng 130 năm rồi chết đi, nhưng hệ rễ thì vẫn âm thầm sống tiếp để không ngừng gửi lên những thế hệ thân cây thay thế mới.

Để hình dung rõ hơn về quy mô không tưởng của sinh vật này, Pando bao phủ một diện tích rộng tới 43 hecta, tương đương diện tích của 80 sân bóng bầu dục Mỹ. Nếu so sánh với cá voi xanh, loài động vật lớn nhất từng tồn tại trong lịch sử Trái Đất với khối lượng tối đa khoảng 200 tấn, Pando có trọng lượng gấp tới 30 lần.

Ngay cả quần thể nấm mật nổi tiếng tại Rừng Quốc gia Malheur thuộc bang Oregon (Mỹ) dù chiếm diện tích đất lớn hơn với gần 971 ha, nhưng cấu trúc của nó chủ yếu chỉ là các sợi nấm mỏng manh. Do đó, xét về tổng sinh khối, Pando vẫn hoàn toàn vượt trội.

Pando bao phủ một diện tích rộng tới 43 hecta, tương đương diện tích của 80 sân bóng bầu dục Mỹ. Ảnh: Lance Oditt/Friends of Pando

Sự gắn kết kỳ diệu trên còn được thể hiện rõ nét nhất vào khoảng cuối tháng 9 hàng năm. Khi mùa thu gõ cửa, toàn bộ khu rừng rộng lớn này sẽ đồng loạt chuyển sang sắc vàng rực rỡ chỉ trong vòng một tuần.

Hiện tượng đồng bộ tuyệt mỹ này xảy ra vì tất cả 47.000 thân cây đều chia sẻ chung một chiếc đồng hồ di truyền bên trong, tạo nên một đường ranh giới màu sắc sắc nét có thể nhìn thấy rõ từ trên không trung, phân biệt hoàn toàn với các quần thể dương lân cận vốn có lịch trình thay lá khác biệt.

"Hơi thở" nghìn năm dưới lòng đất

Việc xác định chính xác tuổi thọ của Pando là một bài toán vô cùng hóc búa đối với các nhà khoa học, bởi họ không thể khoan lấy lõi rễ cây để đếm các vòng năm như cách làm với những loại cổ thụ khác. Các thân cây già nhất trên mặt đất hiện nay cũng chỉ khoảng 130 tuổi và hệ rễ thì không lưu lại hồ sơ vòng năm rõ ràng.

Bằng cách nghiên cứu ngược dòng lịch sử khí hậu khu vực, các nhà khoa học ước tính mốc tuổi thọ tối thiểu của khu rừng là 14.000 năm, thời điểm các sông băng rút đi và nền đất đủ ấm áp để hạt giống đầu tiên bén rễ ở giải đoạn cuối Kỷ Băng hà.

Điều này đồng nghĩa với việc Pando đã thầm lặng đứng đó từ trước khi những người nông dân đầu tiên ở Vùng Lưỡi liềm Màu mỡ biết trồng lúa mì, trước cả khi kim tự tháp Ai Cập được xây dựng, cũng như trước cả khi con người phát minh ra chữ viết và bánh xe.

Đáng kinh ngạc hơn, một nghiên cứu gần đây phân tích các đột biến soma trên bộ gen của Pando còn gợi ý rằng thực thể này có thể đã đạt tới 80.000 tuổi. Nếu giả thuyết này là đúng, Pando đã kiên cường vượt qua nhiều chu kỳ băng hà và tồn tại từ rất lâu trước khi những làn sóng người hiện đại đầu tiên đặt chân đến châu Mỹ.

Pando được cho là đã tồn tại từ trước cả khi con người biết trồng lúa mì và xây kim tự tháp ở Ai Cập. Ảnh minh họa: Space Daily

Sự sống của siêu sinh vật này không chỉ được cảm nhận bằng thị giác mà còn có thể lắng nghe một cách sống động. Vào năm 2023, nghệ sĩ âm thanh Jeff Rice đã thực hiện một thí nghiệm độc đáo khi đặt một thiết bị hydrophone vào hốc sâu dưới gốc của một thân cây Pando giữa một trận giông bão.

Kết quả thu được từ lòng đất là những tiếng "ầm rầm" trầm thấp, đều đặn vang lên như một nhịp tim kiêu hãnh. Đó chính là thanh âm khi những cơn gió đại ngàn làm lay động thảm lá phía trên cao, truyền những rung động cơ học chạy dọc theo thân cây và cộng hưởng sâu vào mạng lưới rễ chằng chịt bên dưới.

Trải nghiệm này mang lại cơ hội đầu tiên giúp con người có thể lắng nghe tiếng cựa mình của rễ, tiếng nước dịch chuyển âm thầm và hơi thở đồng điệu của một sinh vật sống gắn kết, thay vì chỉ nghe tiếng gió rít qua những tán cây riêng lẻ.

"Gã khổng lồ" trước lằn ranh sinh tử

Dù đã kiên cường vượt qua hàng vạn mùa đông lịch sử, siêu sinh vật này hiện phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng sinh tồn nghiêm trọng chưa từng có do những tác động của con người.

Nhà sinh thái học Paul Rogers từ Liên minh Dương xỉ phương Tây thuộc Đại học Bang Utah (Mỹ) đã cảnh báo về tình trạng suy giảm nghiêm trọng và mất kiểm soát của các chồi non trên khắp quần thể Pando.

Nguyên nhân cốt lõi xuất phát từ việc các loài thú săn mồi tự nhiên như sói và báo sư tử trong khu vực đã bị xóa sổ, dẫn đến sự bùng nổ của đàn nai đuôi đen và gia súc chăn thả. Chúng liên tục gặm nhấm các chồi dương lá rung non ngay khi chúng vừa nhú lên khỏi mặt đất, khiến Pando rơi vào tình trạng giống như một thành phố chỉ toàn người già mà không có trẻ em.

Khi các thân cây cổ thụ kết thúc vòng đời 130 năm và ngã xuống, không có bất kỳ cây non nào có thể lớn lên để thay thế vị trí của chúng. Hiện chỉ khoảng 1/3 diện tích của khu rừng được rào chắn để các cây non có thể tiếp tục sinh trưởng, trong khi các khu vực không được bảo vệ vẫn hoàn toàn trơ trụi.

Hiện chỉ khoảng 1/3 diện tích của Pando được rào chắn để các cây non có thể tiếp tục sinh trưởng. Ảnh: Friends of Pando

Các chuyên gia lo ngại nếu không có sự can thiệp và mở rộng bảo tồn kịp thời, thảm thực vật vĩ đại từng tồn tại 14.000 năm này hoàn toàn có thể biến mất vĩnh viễn chỉ trong vòng một đời người.

Bản chất nhân bản mang lại cho Pando cả lợi thế tiến hóa tuyệt vời lẫn hiểm họa khôn lường. Việc sở hữu duy nhất một bộ gen khiến toàn bộ 42 ha rừng cây này không có sự đa dạng di truyền để chống chọi lại các dịch bệnh đột ngột. Một chủng nấm hay mầm bệnh bất kỳ nếu khai thác được điểm yếu di truyền này có thể quét sạch toàn bộ hệ thống mà không có rào cản nào ngăn lại.

Thế nhưng, mối liên kết vô hình dưới lòng đất cũng mang lại một cơ chế sinh tồn kỳ diệu khi tài nguyên được sẻ chia một cách hoàn hảo. Những thân cây ở vùng đất ẩm ướt phía trên có thể truyền nước và đường dưỡng chất cho những phần thân ở vùng khô cằn, và một chồi non vừa chào đời đã được thừa hưởng ngay cấu trúc nâng đỡ vững chắc có tuổi đời hàng vạn năm.

Pando thách thức mọi định nghĩa cứng nhắc của con người, xóa nhòa ranh giới giữa một cá thể và một quần thể, giữa một sinh vật và một hệ sinh thái. Những du khách ghé thăm Rừng Quốc gia Fishlake có thể tự do bước đi giữa những thân cây trắng muốt với những vết sẹo hình mắt đặc trưng, mà không hề hay biết mình đang đứng bên trong sinh vật vĩ đại nhất hành tinh.

Để rồi khi mùa đông tới, thảm lá vàng rụng xuống nhường chỗ cho tuyết trắng, hệ rễ cổ đại nằm sâu dưới lòng đất lại tiếp tục kiên nhẫn chờ đợi, chuẩn bị cho một chu kỳ hồi sinh mới như nó đã từng làm suốt hơn 14.000 năm lịch sử.