Bạn có thể nghe thấy sự phát triển của bắp

​

Có một câu chuyện cổ tích của nông dân kể rằng, "Vào một đêm yên tĩnh, bạn có thể nghe thấy tiếng của trái bắp phát triển". Nghe có vẻ buồn cười, nhưng Douglas Cook tại Đại học New York và đồng nghiệp Roger Elmore và Justin McMechan, tại Đại học Nebraska, đã sử dụng micro để ghi lại trực tiếp các âm thanh của ngô đang phát triển.

Ngô là cây trồng ngũ cốc hàng đầu ở Mỹ với hơn 350 triệu tấn được thu hoạch hàng năm. Nhưng sự thiếu hiểu biết về cơ chế dẫn đến thân ngô bị ngã rạp đã cản trở những cải tiến hơn nữa trong sản lượng ngô. Các nhà khoa học cây trồng đã và đang tìm hiểu về vấn đề này trong hơn 100 năm qua, mặc dù chỉ có một số ít thành công.

Giờ đây, bằng cách áp dụng các công cụ và kỹ thuật công nghệ cơ khí, một nhóm các kỹ sư và các nhà khoa học thực vật đã tiến được 1 bước trong việc giải quyết vấn đề này cũng như phát hiện các vấn đề khác liên quan đến sự tăng trưởng và phát triển của cây.

Trong Hội nghị lần thứ 172 của Hiệp hội Âm học Mỹ và Hội nghị Liên kết với Hội Âm học Nhật Bản, được tổ chức từ ngày 28 tháng 11 đến ngày 2 tháng 12 2016, tại Honolulu, Hawaii, Cook đã trình bày nghiên cứu này.

"Vỡ chất liệu giống như một trận động đất cực nhỏ, cụ thể là sự phát ra đột ngột các căng thẳng bên trong dẫn đến các sóng âm tỏa ra mọi hướng", Cook giải thích. "Chúng tôi đang sử dụng bộ cảm biến đặc biệt gọi là micro xúc áp điện để theo dõi những âm thanh phát ra từ thân cây ngô chỉ trước khi thất bại. Điều này giúp chúng ta hiểu được quá trình thất bại rõ ràng hơn".

Vì vậy, nó có âm thanh nghe ra sao? "Ngạc nhiên là, nó có vẻ khá giống với âm thanh tạo ra khi bẻ ngô”, Cook cho biết. "Chúng tôi nghĩ rằng sự tăng trưởng thực vật liên quan đến hàng triệu sự kiện vỡ nhỏ, và những sự kiện vỡ này kích hoạt cây phải vội vàng "sửa chữa"các vùng bị hỏng. Bằng cách liên tục phá vỡ và sửa chữa, cây có khả năng tăng trưởng cao và cao hơn".

Tuy các nhà nghiên cứu vẫn chưa xác định điều này có đúng cho tất cả các cây trồng hay không, nhưng Cook cho rằng đây có thể là cơ chế tương tự như cơ chế tham gia vào sự phát triển cơ: cụ thể là nâng tạ dẫn đến những vết gãy cực nhỏ trong cơ, và khi những vết này lành lại thì cơ trở nên mạnh hơn.

Phát hiện thú vị này là kết quả của sự hợp nhất hai ngành dường như không liên quan gì với nhau: khoa học thực vật và kỹ thuật cơ khí.

"Nhiều loại cây trồng bị mất mát mỗi năm do thiệt hại từ gió", Cook cho biết. "Các kỹ sư biết nhiều về cách ngăn chặn sự đổ vỡ cấu trúc, và bằng cách sử dụng các kỹ thuật sinh sản tự nhiên các nhà khoa học thực vật có thể cải thiện hầu như bất kỳ tính năng nào của cây mà họ có thể đo lường. Vì vậy, bạn có thể tưởng tượng rằng có thể đạt được rất nhiều tiến bộ trong kết cấu cây khi hai ngành này làm việc cùng nhau".

Về mặt ứng dụng, "đây là một lĩnh vực nghiên cứu rất non trẻ, vì vậy hầu hết công việc của chúng tôi vẫn còn khá cơ bản trong tự nhiên", Cook cho biết. "Chúng tôi đang tìm hiểu về sự tăng trưởng và sự gãy đổ của thực vật, mà có thể hữu ích cho các nhà lai giống khi phát triển các thực vật được thiết kế tối ưu".

Ví dụ như, họ tìm hiểu được rằng, lá của cây ngô thực sự cung cấp phần lớn sự hỗ trợ về cấu trúc trong thời kỳ tăng trưởng nhanh chóng. Vì vậy, nó sẽ giúp các nhà khoa học thực vật bắt đầu phát triển các giống mới có lá cứng chắc hơn để khó đổ gãy hơn trong giai đoạn tăng trưởng.

Nền tảng của Cook là cơ chế sinh học của con người, do đó, ông và các đồng nghiệp hiện đang sử dụng công nghệ cắt lớp vi tính (CT) để thu được các hình ảnh 3-D của thực vật.

Thanh Vân - Dostdongnai, theo Eurekalert.