Thực vật phát triển mạnh trong một thế giới phức tạp bằng cách giao tiếp, chia sẻ tài nguyên và biến đổi môi trường của chúng

Thực vật phát triển mạnh trong một thế giới phức tạp bằng cách giao tiếp, chia sẻ tài nguyên và biến đổi môi trường của chúng Cây thông lá dài hỗ trợ lẫn nhau thông qua nấm rễ - mối quan hệ đôi bên cùng có lợi giữa một số loại nấm và rễ cây. Justin Meissen / Flickr, CC BY-SA

Là một loài, con người có dây để hợp tác. Đó là lý do tại sao việc khóa cửa và làm việc từ xa đã cảm thấy khó khăn đối với nhiều người trong chúng ta trong đại dịch COVID-19.

Đối với các sinh vật sống khác, sự xa cách xã hội đến tự nhiên hơn. tôi là nhà thực vật học và đã dành nhiều năm để nghiên cứu xem các tín hiệu ánh sáng ảnh hưởng đến thực vật như thế nào, từ giai đoạn đầu của vòng đời thực vật - sự nảy mầm của hạt - cho đến khi lá rụng hoặc chết. Trong cuốn sách mới của tôi, “Bài học từ thực vật, ”Tôi khám phá những gì chúng ta có thể học được từ việc điều chỉnh các hành vi của thực vật trong môi trường.

Một điều quan trọng cần rút ra là thực vật có khả năng phát triển sự phụ thuộc lẫn nhau, nhưng cũng phải tránh nó khi được kết nối có thể gây hại. Nói chung, thực vật liên tục giao tiếp và tham gia với các sinh vật khác trong hệ sinh thái của chúng. Nhưng khi những mối liên hệ đang diễn ra này đe dọa gây ra nhiều tác hại hơn là có lợi, thì thực vật có thể biểu hiện một dạng xa rời xã hội.

Sức mạnh của sự kết nối và sự phụ thuộc lẫn nhau

Khi điều kiện tốt, hầu hết các nhà máy đều có mạng lưới. Các phần lớn các loài thực vật có nấm sống trên hoặc trong rễ của chúng. Cùng với nhau, nấm và rễ tạo thành các cấu trúc được gọi là mycorrhizae, giống như một web giống như mạng.


 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Mycorrhizae làm tăng khả năng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng của cây chủ như nitơ và photphat qua rễ. Đổi lại, thực vật chia sẻ đường mà chúng tạo ra thông qua quá trình quang hợp với các đối tác nấm của chúng. Do đó, nấm và cây ký chủ liên kết chặt chẽ với nhau, và phụ thuộc vào nhau để tồn tại và phát triển.

Các kết nối thân rễ có thể liên kết nhiều cây trong một mạng lưới hoạt động. Khi thực vật tạo ra nhiều đường hơn mức cần thiết, chúng có thể chia sẻ chúng qua cách này mạng lưới nấm rễ kết nối với nhau. Bằng cách đó, họ đảm bảo rằng tất cả các cây trồng trong cộng đồng đều có thể tiếp cận với năng lượng cần thiết để hỗ trợ sự phát triển của chúng.

Nói cách khác, những kết nối này vượt ra ngoài một cây ký chủ duy nhất và đối tác nấm của nó. Họ tạo ra các mối quan hệ trên toàn cộng đồng và các mạng lưới thực vật và nấm phụ thuộc lẫn nhau. Các yếu tố trong môi trường bên ngoài, chẳng hạn như lượng ánh sáng có sẵn cho quang hợp và thành phần của đất xung quanh cây trồng, điều chỉnh các kết nối trong các mạng lưới này.

Mycorrhizhae cũng đóng vai trò là kênh liên lạc. Các nhà khoa học đã ghi nhận rằng thực vật vượt qua hóa chất phòng thủ, chẳng hạn như các chất thúc đẩy khả năng chống lại côn trùng gây hại cho các cây khác thông qua mạng lưới nấm. Những kết nối này cũng cho phép một cây bị rệp hoặc các loài gây hại khác tấn công để báo hiệu cho các cây lân cận để kích hoạt trước các phản ứng bảo vệ của riêng họ.

Mycorrhizhae là những cộng đồng sống gồm rễ cây và nấm có lợi cho nhau từ mối quan hệ của chúng.

Khi giữ khoảng cách an toàn hơn

Chia sẻ tài nguyên hoặc thông tin giúp các cây khác tránh khỏi nguy hiểm là một ví dụ có giá trị về sức mạnh của sự kết nối và phụ thuộc lẫn nhau trong hệ sinh thái thực vật. Tuy nhiên, đôi khi để sống sót đòi hỏi cây cối phải ngắt kết nối.

Khi các tín hiệu về môi trường như ánh sáng hoặc chất dinh dưỡng trở nên khan hiếm đến mức cây chủ có thể sản xuất đủ đường thông qua quá trình quang hợp để chỉ hỗ trợ sự phát triển của chính nó, thì việc tích cực kết nối với nhau trong một mạng lưới cộng đồng lớn hơn có thể rất nguy hiểm. Trong điều kiện như vậy, cây chủ sẽ mất nhiều hơn từ việc chia sẻ nguồn cung cấp đường hạn chế hơn là thu được từ mạng lưới nước và chất dinh dưỡng.

Những lúc như thế này, cây cối có thể hạn chế kết nối và phát triển của nấm rễ bằng cách hạn chế số lượng vật liệu mà họ trao đổi với các đối tác nấm và tránh tạo ra các kết nối mới. Đây là một hình thức của sự xa cách vật lý nhằm bảo vệ khả năng tự hỗ trợ của thực vật khi chúng bị hạn chế nguồn cung cấp năng lượng để chúng có thể tồn tại lâu dài.

Khi điều kiện được cải thiện, thực vật có thể tiếp tục chia sẻ với các đối tác nấm của chúng và thiết lập các kết nối bổ sung và sự phụ thuộc lẫn nhau. Một lần nữa, họ có thể hưởng lợi từ việc chia sẻ tài nguyên và thông tin về hệ sinh thái với các cộng đồng thực vật và nấm mở rộng của họ.

Công nhận họ hàng và cộng tác

Xa cách xã hội không phải là mẹo duy nhất mà các nhà máy sử dụng để tìm đường trên thế giới. Họ cũng nhận ra các loài thực vật có liên quan và điều chỉnh khả năng của mình để chia sẻ hoặc cạnh tranh cho phù hợp. Khi các cây được kết nối với nhau bởi một mạng lưới nấm là họ hàng gần gũi về mặt di truyền, chúng chia sẻ nhiều đường hơn với các loại nấm trong mạng lưới đó hơn chúng khi các cây khác có quan hệ họ hàng xa hơn.

Ưu tiên họ hàng có thể cảm thấy rất quen thuộc với chúng tôi. Con người, giống như các sinh vật sinh học khác, thường đóng góp tích cực để giúp họ hàng của chúng ta tồn tại. Đôi khi, mọi người nói về điều này như là làm việc để đảm bảo rằng “tên gia đình” sẽ tồn tại lâu dài. Đối với thực vật, hỗ trợ người thân là một cách để đảm bảo chúng mang gen của mình.

Thực vật cũng có thể biến đổi các khía cạnh của môi trường để hỗ trợ tốt hơn cho sự phát triển của chúng. Đôi khi các chất dinh dưỡng thiết yếu có trong đất bị “nhốt” ở dạng mà thực vật không thể hấp thụ được: Ví dụ, sắt có thể liên kết với các chất hóa học khác ở dạng rất giống với gỉ. Khi điều này xảy ra, thực vật có thể bài tiết các hợp chất từ ​​rễ của chúng về cơ bản phân giải các chất dinh dưỡng này thành một dạng mà cây có thể dễ dàng sử dụng.

Thực vật có thể biến đổi môi trường của chúng theo cách này hoặc riêng lẻ hoặc tập thể. Rễ cây có thể phát triển theo cùng một hướng, trong một quá trình hợp tác được gọi là tràn ngập điều đó tương tự với bầy ong hoặc đàn chim. Sự tụ tập của rễ như vậy cho phép cây tiết ra nhiều hóa chất trong một vùng đất cụ thể, giúp giải phóng nhiều chất dinh dưỡng hơn cho việc sử dụng của cây.

Cây sử dụng mạng lưới nấm để gửi cho nhau thông điệp - và một số loài chiếm quyền điều khiển hệ thống để phá hoại đối thủ của chúng.

Tốt hơn khi ở bên nhau

Các hành vi như cộng sinh nấm rễ, nhận biết họ hàng và hợp tác chuyển đổi môi trường cho thấy rằng về tổng thể, thực vật tốt hơn với nhau. Bằng cách hòa hợp với môi trường bên ngoài, thực vật có thể xác định khi nào làm việc cùng nhau và thúc đẩy sự phụ thuộc lẫn nhau tốt hơn là đi một mình.

Khi tôi suy ngẫm về những kết nối có thể điều chỉnh được và sự phụ thuộc lẫn nhau giữa thực vật và nấm, tôi rút ra được nguồn cảm hứng không ngừng - đặc biệt là trong năm đại dịch này. Khi chúng ta tiến vào một thế giới thay đổi liên tục, thực vật cung cấp tất cả các loại bài học cho con người về sự độc lập, phụ thuộc lẫn nhau và hỗ trợ lẫn nhau.

Giới thiệu về Tác giả

Beronda L. Montgomery, Giáo sư Hóa sinh và Sinh học Phân tử & Vi sinh và Di truyền Phân tử; Trợ lý tạm thời Phó Giám đốc Nghiên cứu & Đổi mới, Michigan State University

sách_adaptation

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

Bạn cũng có thể thích

NGON NGU CO SAN

Tiếng Anh Afrikaans tiếng Ả Rập Tiếng Trung (giản thể) Tiếng Trung (Phồn Thể) Tiếng Đan Mạch Tiếng Hà Lan Philippines Tiếng Phần Lan Tiếng Pháp Tiếng Đức Tiếng Hy Lạp Hebrew Tiếng Hin-ddi Tiếng Hungary Tiếng Indonesia Tiếng Ý Tiếng Nhật Tiếng Hàn Người Malay Tiếng Na Uy Ba Tư Tiếng Ba Lan Bồ Đào Nha Tiếng Rumani Tiếng Nga Tiếng Tây Ban Nha Swahili Tiếng Thụy Điển Tiếng Thái Tiếng Thổ Nhĩ Kỳ Tiếng Ukraina Urdu Tiếng Việt

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.