“Mạng Internet” bí mật của thực vật: Wood wide web

Bạn đã bao giờ nghe nói đến “wood wide web”? Đây là 1 hệ thống “mạng Internet” nhưng nó đã có từ lâu, từ trước khi con người xuất hiện! Nó trải rộng hơn, tồn tại lâu hơn, và tối ưu hơn, vượt xa sức tưởng tượng của chúng ta và nó nằm ngay dưới chân bạn.

“Wood Wide Web” là gì ?

Đây thực chất là mạng lưới khổng lồ hình thành từ nấm nằm dưới lòng đất. Có thể hiểu, nó gồm nhiều xa lộ siêu tốc giữa các vùng dân cư đông đúc. Mạng lưới giao thông này giúp vận chuyển lương thực và thông tin nhanh chóng. Nhờ vậy mỗi cá thể cây, dù mọc rải rác và xa cách, vẫn có thể liên lạc, giúp đỡ lẫn nhau và đề phòng nguy hiểm.

Tất nhiên, chúng ta không hề mô tả mạng máy tính, mà là 1 mạng lưới hình thành từ nấm. Khi nói về nấm, ta thường liên tưởng ngay đến nấm lớn (mushroom), trong đó có nhiều loại có thể ăn được hằng ngày.

Về cơ cấu, nấm được tạo thành từ các sợi mỏng, gọi là mycelium. Các sợi này liên kết với nhau, tạo thành 1 mạng lưới chằng chịt dưới lòng đất. Chúng kết nối các rễ cây lại, dù là đồng loại hoặc khác họ với nhau. 1 cái cây trơ trọi trong vườn nhà bạn có lẽ đang kết nối với 1 bụi cây dại cách đó vài mét, hoàn toàn nhờ vào sợi nấm mycelia.

Ước tính hiện nay có khoảng 90% thực vật có mối liên hệ mật thiết với sợi nấm dưới hình thức này. Nhà sinh học Albert Bernard Frank người Đức dùng từ “mycorrhiza” (nấm cộng sinh rễ cây trồng) để mô tả hiện tượng nấm “thuộc địa hóa” (colonize) phần rễ của gốc cây.

Sợi nấm mycelium là mạng Internet lâu đời nhất trên trái đất

Đây là hình thức cộng sinh, mà trong đó cây cung cấp chất hữu cơ carbohydratescho nấm. Đổi lại, nấm tổng hợp ra chất dinh dưỡng từ đất như phốt-pho, nitơ và nước cho cây. Từ những năm 60, người ta đã nhìn thấy hiện tượng cộng sinh này có tác dụng giúp cây phát triển.

Mạng lưới nấm còn giúp tăng cường sức đề kháng của cây. Khi thuộc địa hóa phần rễ cây, nấm kích hoạt sự sản xuất các chất hóa học mang tính phòng thủ cho chủ thể. Một khi tạo thành 1 hệ thống vững chắc, hệ thống này sẽ phản ứng trước tác động bên ngoài một cách nhanh chóng và hiệu quả. Mạng lưới mycelium còn giúp cây cối dù ở cách xa vẫn có thể kết nối được với nhau. 1 cây đơn lẻ, chỉ cần được liên kết, thì khả năng kháng bệnh của nó sẽ tăng lên đáng kể.

Fan điện ảnh hẳn chưa quên bộ phim bom tấn Avatar (2009) của đạo diễn James Cameron. Trong đó miêu tả 1 cảnh trên hành tinh Pandora, tất cả các sinh vật đều có thể kết nối với nhau qua 1 hệ thống điện hóa (electrochemical) từ rễ các gốc cây. Nhờ đó, chúng có thể giao tiếp và quản lý tài nguyên hiệu quả. Quay về thực tế, điều này đã xảy ra trên trái đất chúng ta từ hàng triệu năm nay.

Nhiều nghiên cứu hiện đại đã dần chứng thực được vấn đề này. Từ 1997, tiến sĩ Suzanne Simard thuộc trường ĐH British Columbia tại Vancouver, Canada đã tìm ra các dẫn chứng đầu tiên. Bà phát hiện cây linh sam (douglas fir) và cây phong vàng (paper birch) có thể vận chuyển carbon qua mạng lưới nấm. Nhiều cây khác cũng vận chuyển nitơ và phốt-pho qua các lộ trình tương tự.

Cây không hề sống đơn độc

Bà Simard còn cho rằng các cây lớn thường xuyên giúp đỡ cây con suốt quá trình trưởng thành, cũng qua mạng lưới này. Nếu không, khả năng sống sót của chúng rất kém. Trong nghiên cứu năm 1997 của Simard, cây trồng từ hạt nếu gieo ở nơi có bóng râm, bị thiếu ánh sáng và chất dinh dưỡng, sẽ được cung cấp nhiều carbon hơn từ những cây lân cận.

“Các cây này không phải là những cá thể riêng biệt, theo cách mô tả của Darwin rằng chúng là những kẻ tranh giành sự sống, mạnh được yếu thua”. Bà Simard đã trình bày trong phim tài liệu năm 2011: “Cây có nói chuyện không?” (Do Trees Communicate?) “Thực ra, chúng đang tương tác với nhau, cố gắng giúp đỡ lẫn nhau để sinh tồn”.

Tuyến phòng thủ vững chắc

Ren Sen Zeng, trường ĐH Nông Nghiệp Miền Nam Trung Quốc, Quảng Châu, đã làm thí nghiệm với cây cà chua. 2 cây cà chua được trồng trong 1 chậu. Sau đó, ông để cho nấm mycorrhizae được hình thành. Tiếp theo, chất alternaria solani được phun lên lá của 1 cây. Đây là 1 loại nấm gây hại có thể gây héo lá. Ông bọc cây còn lại bằng bao ni lông kín không khí, ngăn chặn mọi tín hiệu giao tiếp giữa 2 cây trên mặt đất.

Sau 65 giờ, ông xịt nấm gây bệnh lên cây còn lại, phát hiện rằng khả năng kháng bệnh của chúng rất cao. Các thí nghiệm tương tự cũng cho thấy khả năng kháng bệnh của những cây có kết nối mycelia cao hơn trường hợp không có.

“Qua đó, chúng tôi cho rằng cây cà chua đã ‘nghe lỏm’ tình hình của bạn mình, và chuẩn bị trước hợp chất đối kháng đúng với loại bệnh này trước khi tiếp xúc”, Zeng cho biết. Điều này chứng tỏ rằng mycorrhizae không chỉ dùng để chia sẻ dưỡng chất, nó còn vận chuyển thông tin giúp cây tự bảo vệ mình.

Năm 2013, 1 nghiên cứu khác của David Johnson, trường ĐH Aberdeen cho thấy đậu răng ngựa broad beans cũng dùng lưới sợi nấm để lường trước nguy hiểm. Ông thấy những cây nào có liên kết ngầm đều kích hoạt hệ thống phòng thủ hóa học trước rệp vừng, còn các cây không kết nối thì không. “1 dạng truyền tin đã thực hiện giữa các cây này, cảnh báo trước sự xuất hiện của rệp vừng, thông qua mạng lưới mycelia”ông cho biết.

Hệ sinh thái phức tạp

Cũng như mạng Internet của con người, mạng lưới nấm này cũng có mặt khuất của nó. Ví dụ, nhiều cây có thể ăn cắp lương thực của nhau. Cây phong lan phantom orchid không có chất diệp lục tố, nên không thể tổng hợp ra năng lượng qua quá trình quang hợp. Nên chúng đã trộm lấy carbon từ các cây lân cận. Tuy nhiên, trong xã hội thực vật, đây được coi là hành vi trộm vặt lẻ tẻ.

Cũng như Twitter hay Facebook, có thể nói mạng lưới này là nền tảng giao diện tương tác (interactive platform) để cây giao tiếp với nhau. Chúng còn kết nối với các loài cây khác để vận chuyển nhanh chóng, hiệu quả hơn. Theo Kathryn Morris, nhà sinh học trường ĐH Xavier: “Nhiều người chưa từng nghĩ rằng điều này có tồn tại vì chúng ta chỉ thấy những gì trên mặt đất. Nhưng hầu hết cây giao tiếp với nhau qua hệ thống chạy ngầm dưới lòng đất này”.

Các phát hiện trên đã làm rõ 1 điểm trong ngành sinh thái học. Gần như mọi sinh vật đều có mối liên kết với nhau, và chúng phụ thuộc tương hỗ nhau để sinh tồn. Nghĩa là chúng vừa độc lập, vừa kết nối, vừa phụ thuộc lẫn nhau. “Wood wide web” chính là phần không thể thiếu trong quá trình này.

Theo Trithucvn

Xem thêm: 

• Khoa học thần kinh thực vật chứng minh: Cây cối cũng tương tự như con người

• Thực vật có thể gắn kết với nhau như gia đình và cảnh báo mối nguy hiểm

• Đời sống thực vật – Những điều nhìn thấy sau cái chết