Khám phá thế giới bí ẩn của rêu

Rêu Macromitrium microstomum được tìm thấy trên khắp New Zealand, chúng sinh trưởng trên thân hoặc cành cây có vỏ nhẵn hoặc trên đá. Ảnh: Silvia Pressel

Rêu là từ chung để gọi một nhóm trong thực vật có phôi mà không phải là thực vật có mạch, gồm từ 12.000 đến 15.000 loài - một con số đáng kinh ngạc. Khả năng sinh tồn mạnh mẽ cho phép chúng phát triển ở mọi nơi trên Trái đất.

Một nghiên cứu gần đây đã phát hiện ở hầu hết những nơi rêu mọc lên, thực vật và đất đều ở tình trạng tốt hơn.

Bất chấp tầm quan trọng của chúng, rêu thường không được coi trọng do kích thước nhỏ bé. Những loại rêu nhỏ nhất, được gọi là micromosses, chỉ dài vài mm. Ngay cả loài rêu lớn nhất, Dawsonia superba, một loài bản địa ở Úc, New Zealand và Quần đảo Thái Bình Dương, cũng chỉ cao tới 50 cm.

Vai trò đối với hệ sinh thái

Trên thực tế, rêu giúp duy trì toàn bộ hệ sinh thái. Theo GS. Katie Field, chuyên gia về đất - thực vật tại Đại học Sheffield (Anh), không nhiều nhà khoa học quan tâm đến vai trò của rêu đối với cấu trúc và chức năng của các hệ sinh thái hiện đại và những hiểu biết của chúng ta về rêu ít ỏi hơn hẳn so với hiểu biết về các loài thực vật phức tạp hơn.

Vì lẽ đó, GS David J. Eldridge (Trung tâm Khoa học Hệ sinh thái, Trường Khoa học Sinh học, Trái đất và Môi trường, Đại học New South Wales, Úc) và các đồng nghiệp đã quyết định xem xét chi tiết mối quan hệ của rêu với môi trường sống của chúng.

Nhóm nghiên cứu đã thu thập mẫu rêu từ các hệ sinh thái trên toàn cầu - từ rừng mưa nhiệt đới đến cảnh quan vùng cực hay sa mạc khô cằn. Kết quả cho thấy rêu đóng vai trò quan trọng trong mọi môi trường sống mà chúng được tìm thấy. Rêu lưu trữ một lượng lớn carbon, hỗ trợ chu trình dinh dưỡng của đất và cả quá trình phân hủy chất hữu cơ.

Rêu thậm chí có thể hỗ trợ phục hồi các hệ sinh thái bị xáo trộn. Nghiên cứu xem xét khu vực xung quanh núi lửa St. Helens sau một vụ phun trào tàn khốc vào đầu những năm 1980, các dấu hiệu cho thấy rêu là một trong những dạng sống đầu tiên xuất hiện trở lại ở nơi đây.

Một số loài rêu, chẳng hạn loài Sphagnum, hấp thụ và giữ nước trong các mô của chúng. Điều này giúp điều tiết dòng chảy trong khu vực, ngăn chặn lũ lụt và tạo ra môi trường sống trên đất than bùn - vốn là nơi sinh sống của các loài động thực vật quý hiếm.

Rêu cũng cung cấp môi trường sống độc đáo cho sự sống vi mô. Tardigrades, loài động vật siêu nhỏ tám chân, còn được gọi là gấu nước hoặc lợn rêu, vì thói quen chui qua “rừng” rêu để tìm kiếm thức ăn. Lợn rêu có thể chịu đựng điều kiện sống khắc nghiệt nhất và thậm chí có thể tồn tại ngoài vũ trụ, bằng cách chuyển sang trạng thái trạng thái ngừng chuyển hóa vật chất, được gọi là cryptobiosis.

Tổ tiên xa xưa

Rêu đã tồn tại và tiến hóa suốt 400 triệu năm và vẫn có nhiều đặc điểm chung với những loài thực vật đầu tiên xuất hiện trên bề mặt của Trái đất. Ảnh: BBC Wildlife Magazine

Rêu “thật sự" (mosses), cùng với rêu tản (liverworts) và rêu sừng (hornworts) là một phần của nhóm thực vật bryophytes. Chúng đã tồn tại và tiến hóa suốt 400 triệu năm và vẫn có nhiều đặc điểm chung với những loài thực vật đầu tiên xuất hiện trên bề mặt của Trái đất – chẳng hạn như kích thước nhỏ và không có rễ thật (chúng chỉ có rễ giả là những sợi nhỏ có chức năng hút nước). Bên cạnh đó, khi hầu hết các loài thực vật có dòng nước liên tục chảy bên trong chúng qua mô dẫn nước xylem và phloem, thì rêu lại không – tương tự như một số loài thực vật cổ xưa nhất trong lịch sử Trái đất.

Thay vào đó, những loài thực vật nhỏ bé này có hệ thống dẫn riêng để vận chuyển các chất xung quanh cơ thể chúng. Chúng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng từ nước mưa và giọt nước tích tụ trên bề mặt. Phần rễ giả được gọi là rhizoids, neo rêu vào bề mặt mà chúng phát triển.

Rêu có khả năng tồn tại trong nhiều môi trường khắc nghiệt. Điều này khiến chúng trở thành đối tượng tuyệt vời để nghiên cứu quá trình tiến hóa của thực vật - phần lớn diễn ra trong các điều kiện khắc nghiệt trên Trái đất.

Nghiên cứu về di truyền học và sinh lý học của rêu hiện đại đã giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về mức độ thích nghi của thực vật, cho phép chúng chuyển từ môi trường nước sang đất liền – chẳng hạn như cách rêu “hợp tác" với nấm để tiếp cận chất dinh dưỡng của đất. Chúng còn có một khả năng chống chọi đáng kinh ngạc trước áp lực môi trường như hạn hán và bức xạ tia cực tím.

Quả thật, một trong những đặc điểm quan trọng nhất của rêu là sức chịu đựng của chúng trong những tình huống khó khăn. Khi khan hiếm nước, rêu có thể chuyển sang trạng thái tạm dừng sinh học (suspended animation), khi ấy chúng giảm thiểu hoạt động trao đổi chất, từ đó giúp chúng kéo dài thời gian tồn tại cho đến khi điều kiện sống được cải thiện. Một số loài, chẳng hạn như rêu sa mạcSyntrichia caninervis, có thể tồn tại hàng trăm năm trong trạng thái này và có thể hồi sinh trong vòng vài giờ sau khi ngâm nước trở lại.

Khả năng chịu hạn ở rêu sẽ cung cấp bằng chứng để các nhà khoa học khám phá ra những phương thức mới nhằm bảo vệ cây trồng khỏi hạn hán khắc nghiệt trong tương lai.

Rêu gắn liền với lịch sử loài người. Từ việc khai thác các đặc tính khử trùng của rêu để chữa lành vết thương cho đến việc sử dụng rêu chổi (Dicranium scoparium) làm phương thuốc giảm táo bón, loài thực vật nhỏ bé này đã đóng một vai trò đồng hành quan trọng đối với sức khỏe chúng ta

Vì vậy, có lẽ trước khi nhổ rêu khỏi khu vườn, chúng ta hãy dành một chút thời gian để ngắm nhìn vẻ đẹp tự nhiên của những đường gân xanh mỏng manh của chúng và lịch sử của chúng với tư cách là một trong số sinh vật bền bỉ nhất Trái đất.

- Video: Những bức ảnh bí ẩn nhất thế giới, tới nay vẫn chưa có lời giải.

Theo Anh Lưu/Khoa học & Phát triển