Di truyền học trợ giúp cho việc hình thành cỏ dại

Nghiên cứu mới của Đại học British Columbia cho thấy sự thành công của cỏ dại và những cây xâm lấn như cây cúc vu nằm trong gen của chúng.

Các loại cây lấy củ, hoặc các loại rau lấy củ mà ngon, có hương vị, cây cúc vu có thể tạo món ăn ngon, nhưng cây được xem như là một loài xâm lấn chính ở châu Âu. Hiểu được cách thức mà các cây xâm lấn tiến hóa và nền tảng di truyền cho phép chúng phát triển mạnh trong môi trường mới là chìa khóa để hiểu rõ hơn tại sao chúng tàn phá cảnh quan thiên nhiên và sự sản xuất lương thực trên toàn thế giới.

Dan Bock, tác giả chính của nghiên cứu đã hoàn thành công việc này như là một phần của luận án tiến sĩ của ông tại UBC, cho biết: “Việc sản xuất một số lượng lớn củ là một động lực chính của sự xâm lấn thành công của cây cúc vu”. "Hơn nữa, chúng ta có thể thấy rằng đặc điểm này đã phát triển nhiều, thời gian độc lập trong quần thể xâm lấn".

Cây trồng, một thành viên/thuộc chi của họ hướng dương, có nguồn gốc từ miền trung và miền đông Bắc Mỹ và được giới thiệu đến châu Âu vào đầu thế kỷ 17, ở đó chúng được trồng để làm thực phẩm. Một khi khoai tây đã trở thành cây trồng mong muốn hơn, cây cúc vu được để lại và lan truyền, đẩy ra ngoài cây bản địa đặc biệt là trong các hệ sinh thái nước phong phú dọc theo những con sông. Nó bây giờ là một trong những loài xâm lấn phổ biến nhất ở châu Âu.

Bock, hiện đang là một nghiên cứu Sau tiến sĩ tại Đại học Harvard, cho biết: “Ở các nước Trung Đông Âu bao gồm Rumani, tôi có nguồn gốc từ ở đó, thực vật thì rất phổ biến."Thông thường, các bản vụn của cây cúc vu xâm lấn trông giống như những cánh đồng khổng lồ được canh tác mà mở rộng khoảng cách xa như mắt có thể nhìn thấy".

Trong thí nghiệm này, những nhà nghiên cứu đã trồng hơn 700 cây cúc vu xâm lấn và không xâm lấn trong một ô TN được kiểm soát tại khuôn viên Vancouver của UBC. Một khi cây đã đạt đến giai đoạn trưởng thành, họ đã ghi chép và đã so sánh một số đặc tính. Một trong số đó, số lượng củ, là luôn luôn quá nhiều trong quần thể xâm lấn.

"Kết quả của nghiên cứu này rất quan trọng để hiểu rõ hơn về cách thức và lý do tại sao một số cây trở thành những cây xâm lấn thành công". Loren Rieseberg, giáo sư tại khoa Thực vật học của UBC và cố vấn đào tạo của Bock đã nói.

Khi các nhà nghiên cứu đã ghép nối các phân tích di truyền với các phương pháp đo này, họ đã nhận thấy rằng đặc điểm này đã tiến hóa một cách độc lập nhiều hơn một lần. Bock cho biết họ đã xác định được ít nhất bốn nguồn gốc di truyền độc lập, có nghĩa là sự xâm lấn có thể tiến hóa được lập lại liên tục.

Michael Kantar, đồng tác giả của bài báo và cựu đồng nghiệp Nghiên cứu Sau tiến sĩ của UBC hiện đang ở Đại học Hawaii cho biết: “Điều đó thật thú vị khi một đặc điểm đơn lẻ đang thúc đẩy sự thành công xâm lấn”.

Các loài xâm lấn là mối quan tâm lớn đối với nhiều vùng vì chúng khó để loại bỏ, chúng thay thế thực vật bản địa và chúng có thể can thiệp vào sản xuất lương thực. Nghiên cứu trước đây đã ước tính rằng các loài xâm lấn của tất cả các loại - thực vật, côn trùng và bệnh thì chi phí của Hoa Kỳ là hơn 120 tỷ đô la mỗi năm.

Nó cũng phổ biến cho các loài xâm lấn để tiếp nhận các khu vực có nguồn tài nguyên dồi dào. Trong trường hợp của cây cúc vu, tài nguyên là nước. Ở châu Âu, cây xâm lấn này đẩy các cây bản địa ra dọc theo các dòng sông và ở Hoa Kỳ, nó là cỏ dại trên những cánh đồng.

"Chúng tôi có xu hướng nghĩ rằng sự tiến hóa diễn ra rất chậm nhưng ở đây, chúng ta đang thấy sự tiến hóa trong thời gian thực sự". Kantar đã phát biểu. "Chúng thật thú vị khi thực sự hiểu được thực vật và con người thường xuyên tương tác như thế nào, nhiều sự xâm lấn này đã xảy ra trong 100 năm qua vì hành động của chúng ta".

Các nhà nghiên cứu nói rằng những phát hiện này có thể được sử dụng để giúp kiểm soát các loài xâm lấn và có thể giúp ngăn chặn các loài khác xâm lấn.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Sciencedaily.