Thực vật có thể 'nói dối' đồng loại còn nấm thì không
Áp lực tiến hóa trong mô hình của thực vật, chẳng hạn như sự cạnh tranh với các loài thực vật lân cận để giành chất dinh dưỡng và ánh sáng mặt trời cho thấy chúng chẳng hề 'tử tế' với nhau.
Mạng lưới rễ nấm giúp liên kết giao tiếp giữa các cây
Khi 'mạng lưới toàn gỗ' (wood-wide-web) lần đầu tiên được mô tả trên tạp chí Nature vào năm 1997 – thời điểm mạng lưới internet (word-wide-web) mới ra đời, quan điểm của chúng ta về đời sống thực vật đã trở nên mơ hồ. Nhưng một bài báo mới cho rằng mạng lưới giao tiếp giữa các loài thực vật này có thể không thực sự ‘nhân văn’ - và thậm chí có thể được sử dụng để phá hoại đồng loại.
Cây có thể truyền tin cho đồng loại
Thực vật có thể gửi và nhận tín hiệu hóa học, được hỗ trợ bởi mạng lưới nấm cộng sinh với rễ cây. Rễ của nấm rất rộng và hệ thống của chúng có thể liên kết trong cả khu rừng rộng vài cây số nên có thể giúp kết nối rễ của cây dưới lòng đất. Hiện tượng này đã được nhà sinh thái học rừng Suzanne Simard và các đồng nghiệp của bà mô tả cách đây gần ba thập niên và hiện được gọi một cách trìu mến là wood-wide-web '.
Ví dụ, khi một con sâu cắn một lá cà chua, các nhà khoa học đã quan sát thấy phản ứng từ một cây lân cận, được kết nối với cây đầu tiên bằng mạng lưới nấm rễ cộng sinh. Cây lân cận đó sẽ tăng cường sản xuất các enzyme xua đuổi côn trùng trong kho vũ khí di truyền của nó.
Thật dễ dàng để cho rằng cây bị tấn công đang tích cực phát ra tín hiệu cảnh báo cho những cây lân cận, giống như một nhân vật trong phim kinh dị bị mắc kẹt trong bẫy và la lên với người đồng hành: "quên tôi đi - hãy tự cứu mình!" Và đó là cách nhiều người diễn giải hiện tượng này.
Nhưng một nhóm ba nhà sinh vật học từ Đại học Oxford và Đại học Vrije Amsterdam (VU) nghi ngờ rằng quan điểm này về giao tiếp đầy ‘hi sinh cao cả’ của thực vật có thể hơi lạc quan.
Nhà sinh vật học tiến hóa Toby Kiers của VU cho biết: "Không có tranh cãi nào về việc thông tin được truyền đi. Các sinh vật liên tục phát hiện và xử lý thông tin về môi trường của chúng. Câu hỏi đặt ra là liệu thực vật có chủ động gửi tín hiệu để cảnh báo lẫn nhau hay không. Có lẽ giống như những người hàng xóm hay buôn chuyện, cây này chỉ đơn giản là đang nghe lén cây kia".
Cây có thể nói dối với đồng loại
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình toán học để phân tích các động lực tiến hóa có thể tồn tại của hệ thống tín hiệu cảnh báo trong thực vật. Có lý khi thực vật có thể tiến hóa theo hướng để nhận ra các tín hiệu ‘đáng thương’ từ họ hàng của chúng và phản ứng bằng cách phòng thủ: khả năng vật lý để làm như vậy giúp chúng chống lại cuộc tấn công của sâu bướm trước khi nó xảy ra.
Nhưng cây phát ra tín hiệu đó không nhất thiết được hưởng lợi từ tương tác này. Mô hình của nhóm nghiên cứu cho thấy rằng phát thông tin cho những người hàng xóm hưởng lợi như vậy thực sự có thể gây hại cho khổ chủ nhiều hơn là có lợi. Chẳng hạn một cây bị sâu tấn công phát đi tín hiệu giúp các cây xung quanh nhận ra nguy hiểm để phòng thủ thì sâu sẽ tập trung tấn công vào chính cây đang kêu cứu.
Áp lực tiến hóa trong mô hình của thực vật, chẳng hạn như sự cạnh tranh với các loài thực vật lân cận để giành chất dinh dưỡng và ánh sáng mặt trời cho thấy chúng chẳng hề “tử tế” với nhau. Chọn lọc tự nhiên của thực vật chống lại đặc điểm vị tha như vậy.
Các tác giả viết: "Thật vậy, quá trình chọn lọc thường có nhiều khả năng đẩy hành vi của thực vật theo hướng ngược lại. Tức là thực vật phát tín hiệu không trung thực về một cuộc tấn công chưa xảy ra hoặc ngăn chặn tín hiệu cho thấy chúng đã bị tấn công.
Nhà lý thuyết tiến hóa Thomas Scott của Đại học Oxford cho biết: Ví dụ, thực vật có thể phát tín hiệu rằng một cuộc tấn công của động vật ăn cỏ đang diễn ra, ngay cả khi không có động vật ăn cỏ nào ở đó".
"Thực vật có thể được hưởng lợi từ tín hiệu không trung thực vì nó gây hại cho các đối thủ cạnh tranh lân cận của chúng. Bằng cách đó, thực vật lừa hàng xóm đầu tư vào các cơ chế phòng thủ tốn kém của động vật ăn cỏ".
Tuy nhiên, thiên nhiên có thể chọn lọc chống lại “những chú bé chăn cừu” trong thế giới thực vật. Nếu những lời nói dối đủ nhiều, thực vật có thể ngừng "tin tưởng" hoàn toàn các thông điệp từ những người hàng xóm của chúng.
Nấm mới là bên nói thật
Dù bằng cách nào, chúng ta vẫn thấy những ví dụ về những gì thường được hiểu là "tín hiệu trung thực" hết lần này đến lần khác trong thế giới thực vật. Dựa trên mô hình của họ, các tác giả lý luận rằng phải có một số lợi ích tiến hóa khác đang diễn ra.
Một giải thích trở nên rất hợp lý là nấm - chứ không phải thực vật - đang gửi tín hiệu cảnh báo khi phát hiện một cây gặp nguy hiểm. Nấm có lợi ích cố hữu trong việc đảm bảo sự sống còn của càng nhiều cây chủ càng tốt, thay vì chỉ bảo vệ một cây. Như vậy, cây nhận tín hiệu từ hàng xóm thông qua thông tin nhận từ mạng lưới rễ nấm. Tuy nhiên, đây vẫn là giả thuyết và cần thêm nghiên cứu để xác nhận.
Có lẽ, theo một cách nào đó, 'wood-wide-web' có nhiều điểm chung với ‘world-wide-web’ của chúng ta hơn chúng ta muốn thừa nhận: nó cũng có thể bị ảnh hưởng bởi thông tin sai lệch và lợi ích cá nhân trong đó.
