Dính là vũ khí mà một số loài thực vật sử dụng để chống lại côn trùng đói Một lớp áo cát tạo nên một chiếc áo giáp hữu hiệu. Eric LoPresti, CC BY-SA

Hãy tưởng tượng kết cấu của một cái cây. Nhiều người có thể nghĩ đến - độ nhẵn bóng của nhiều loại cây trồng trong nhà nhiệt đới, tai của chú cừu non mềm đến khó tả, gai nhọn của xương rồng, hoặc vỏ cây xù xì. Nhưng độ dính, theo nghĩa tờ giấy dính vào ngón tay của bạn, có lẽ không nằm ở đầu danh sách của bạn.

Tuy nhiên, rất nhiều thực vật đã tiến hóa lá dính, thân và hạt, bao gồm một số loại mà bạn có thể biết - chẳng hạn như dạ yến thảo và thuốc lá.

Trong sinh học tiến hóa, một đặc điểm đã tiến hóa nhiều lần rất thú vị, vì nó gợi ý rằng lặp đi lặp lại đặc điểm này sẽ mang lại một số lợi ích. Trong khi mọi người đã chú ý và thảo luận về đặc điểm kỳ lạ này trong nhiều năm, các nhà sinh vật học như tôi cuối cùng cũng bắt đầu hiểu độ dính để làm gì - và tại sao rất nhiều loài thực vật lại có nó.

Cát và độ dính

Cây dính phổ biến. Chúng được tìm thấy ở các khu vực ôn đới và nhiệt đới, những nơi ẩm ướt và khô ráo, trong rừng, đồng ruộng và cồn cát. Trong mỗi môi trường này, độ dính hoạt động hơi khác nhau.


đồ họa đăng ký nội tâm


Tôi tự nhiên bị thu hút bởi những cồn cát, dù ở sa mạc khô cằn hay dọc theo những bờ biển xinh đẹp, và độ dính có một số chức năng thú vị đối với thực vật ở những địa điểm này. Dịch chuyển cát tạo ra một môi trường đầy thách thức đối với thực vật - gió thổi cát, chôn lấp tiềm năng và thiếu khả năng giữ nước chỉ là một số ít.

Thật thú vị, hàng trăm các loài thực vật trong cồn cát đã tiến hóa bề mặt dính, gợi ý tiện ích trong môi trường sống đó. Cát gió thổi phủ lên những bề mặt dính này - một hiện tượng được gọi là động vật có vú, có nghĩa là “mang cát” trong tiếng Hy Lạp. Mặc dù lớp phủ cát có thể hạn chế ánh sáng chiếu vào bề mặt thực vật, nhưng nó cũng có khả năng bảo vệ thực vật khỏi mài mòn và phản chiếu ánh sáng, làm giảm nhiệt độ của lá. Nó cũng bảo vệ thực vật khỏi những kẻ săn mồi đói.

Một vài năm trước, các đồng nghiệp của tôi và tôi nghiên cứu cỏ roi ngựa cát vàng (cây lá kim) thực vật ở ven biển California. Khi chúng tôi nhẹ nhàng loại bỏ cát khỏi lá và thân, những chiếc lá và thân đó sẽ bị ốc đói, sâu bướm và các động vật ăn cỏ khác ăn thịt với tỷ lệ gấp đôi so với lá và thân cây còn nguyên cát.

Dính là vũ khí mà một số loài thực vật sử dụng để chống lại côn trùng đói Lá được phủ trong cát màu để kiểm tra xem có phải là yếu tố ngụy trang hay không. Eric LoPresti, CC BY-SA

Chúng tôi tự hỏi liệu cát có thể bảo vệ thực vật bằng cách ngụy trang chúng hay không. Với thử nghiệm thứ hai, chúng tôi cẩn thận làm sạch và tráng lại một số lá cỏ roi ngựa bằng cát pha màu không phù hợp với nền. Hóa ra màu cát không quan trọng - những kẻ săn mồi ăn lá bao phủ cát với tốc độ tương tự, bất kể chúng có hòa trộn với nền của chúng hay không - cho thấy cát bảo vệ thực vật như một rào cản vật lý, chứ không phải như một lớp ngụy trang.

Làm mòn miếng ngậm

Kết quả này có ý nghĩa trực quan - rốt cuộc, ai muốn ăn thứ gì đó được bao phủ bởi cát, ngay cả khi nó bổ dưỡng? Tuy nhiên, qua nhiều năm tôi đã quan sát thấy rất nhiều côn trùng ăn cỏ thực sự ăn lá cát. Tôi tự hỏi liệu cát có thể ảnh hưởng gì đến chúng, vì vậy chúng tôi đã thực hiện một loạt các thí nghiệm đơn giản.

Dính là vũ khí mà một số loài thực vật sử dụng để chống lại côn trùng đói Nhiệm vụ của một con sâu bướm ăn lá sạch (trái), so với nhiệm vụ ăn mòn của một con sâu ăn lá bọc cát (phải). Eric LoPresti, CC BY-SA

Khi chúng tôi cho sâu bướm lựa chọn giữa việc ăn thực vật không có cát và có cát, họ hoàn toàn chọn ăn thực vật không có cát. Khi chúng tôi cho sâu bướm không có sự lựa chọn nào khác - một nhóm chỉ lấy lá cát, nhóm kia lấy lá sạch - chúng tôi quan sát thấy răng hàm, hoặc miệng của sâu ăn cát đã bị mòn đáng kể.

Dính là vũ khí mà một số loài thực vật sử dụng để chống lại côn trùng đói Ruột của sâu bướm ăn lá bọc cát. Lưu ý rằng có nhiều hạt cát. Eric LoPresti, CC BY-SA

Sâu bướm ăn cát cũng tăng trưởng chậm hơn khoảng 10% hơn so với những con được cho ăn trên những tán lá không thô ráp, chúng tôi nghi ngờ một phần vì chúng ăn phải một ít cát.

Hạt nếp

Ở những vùng đất cát, người ta cũng thường thấy hạt dính khi bị ẩm. Những hạt như vậy được bao phủ bởi chất nhầy, đó là những carbohydrate đơn giản, khi gặp nước sẽ trở thành một mớ hỗn độn dính. Ngay cả khi chúng khô đi, chúng vẫn có thể dính lại, hầu như vô thời hạn. Bạn có thể quen thuộc với hiện tượng này ở hạt chia - chất nhầy là thứ tạo nên kết cấu đặc biệt của bánh pudding hạt chia.

Khi một hạt có lớp màng nhầy rơi vào cát, bị mưa hoặc sương làm ẩm và sau đó khô đi, nó sẽ trở thành một lớp cát dày. Trọng lượng thêm này khiến kiến ​​thợ mộc khó mang hạt về tổ để tiêu thụ.

Chúng tôi đã chứng minh điều này bằng cách tạo các trạm cho ăn, nơi chúng tôi có thể đo lường tỷ lệ loại bỏ hạt bị cát phủ và hạt trần. Trong gần như tất cả 53 loài thực vật chúng tôi đã thử nghiệm, hạt cát bị loại bỏ chậm hơn nhiều so với hạt trần.

Trong khi sự bám dính của thực vật ở những vùng đất cát tạo ra rào cản ngăn chặn động vật ăn cỏ, thì ở những môi trường sống khác, nó hoạt động khác. Ví dụ, một số loài thực vật ăn thịt sử dụng khả năng bám dính để bắt mồi.

Mỗi phần của một cái cây đều được định hình, trải qua hàng triệu năm, bằng cách phải đương đầu với những thách thức của thế giới xung quanh nó trong khi vẫn bám rễ ở một nơi duy nhất. Bám dính là một trong hàng nghìn chiến lược mà thực vật đã áp dụng để tồn tại trước sự tấn công dữ dội của các loài động vật đói khát trong tự nhiên.

Lưu ý

Eric LoPresti, Trợ lý Giáo sư về Sinh học Thực vật, Sinh thái và Tiến hóa, Oklahoma State University

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

ing