Phát hiện tín hiệu điện giữa các cây cà chua

Tiến sĩ Yuri Shtessel và Tiến sĩ Alexander Volkov đã nghiên cứu tín hiệu điện truyền giữa các cây cà chua. Tác giả: Đại học Alabama ở Huntsville.

Kết quả nghiên cứu của một giáo sư danh tiếng thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính, trường đại học Alabama ở Huntsville (UAH) cho thấy đất dưới chân chúng ta là sự sống với các tín hiệu điện được truyền từ cây này đến cây khác.

Tiến sĩ Yuri Shtessel và Tiến sĩ Alexander Volkov của trường Alabama, giáo sư hóa sinh tại Đại học Oakwood, đồng tác giả một bài báo sử dụng thí nghiệm vật lý và mô hình toán học để nghiên cứu những tín hiệu điện truyền giữa các cây cà chua.

Tiến sĩ Shtessel có chuyên môn về kỹ thuật điều khiển. Các thuật toán điều khiển có thể áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, ví dụ như trong điều khiển phương tiện hàng không vũ trụ. Tại Oakwood, Tiến sĩ Volkov đã nghiên cứu tín hiệu điện truyền trong cây trồng và giữa các cây thông qua một mạng lưới nấm Mycorrhizal có mặt khắp nơi trong đất và dường như hoạt động như một mạch điện. Lần đầu tiên họ bắt đầu hợp tác nghiên cứu vào năm 2017. "Tiến sĩ Volkov là một học giả nổi tiếng trong lĩnh vực hóa sinh. Một lần, chúng tôi đã nói về sự lan truyền tín hiệu điện qua thân cây và việc truyền tín hiệu giữa các cây với nhau thông qua đất", Tiến sĩ Shtessel nói. "Tôi đề nghị xây dựng một mạch điện tương đương và một mô hình toán học tương ứng để mô tả các quá trình này".

Mô hình toán học dựa trên các phương trình vi phân từng phần và thông thường. Tiến sĩ Shtessel phụ trách xây dựng các mô hình và chạy các mô phỏng. "Những lợi ích nào có thể thu được từ mô hình toán học của các quá trình truyền tín hiệu? Câu trả lời rất đơn giản: chúng ta có thể sử dụng mô hình toán học để mô phỏng các quá trình nghiên cứu trên máy tính thay vì chạy các thí nghiệm đắt tiền và tốn thời gian".

Thực vật phát ra tín hiệu điện truyền qua các bộ phận của chúng. Khi rễ của cà chua được cách ly thực nghiệm giữa các lỗ hổng không khí, trở kháng điện của khoảng cách này là rất lớn. Tiến sĩ Shtessel cho biết "Các tín hiệu điện sẽ không đi qua khoảng trống này". Tiến sĩ Volkov phát hiện trong thí nghiệm đó, sự liên lạc giữa các cây trồng thông qua rễ của chúng đã bị ngăn chặn.

Tuy nhiên, Tiến sĩ Volkov đã phát hiện ra rằng, trở kháng trong đất không lớn lắm và thực vật đang sống trong đất có thể giao tiếp bằng cách truyền tín hiệu điện cho nhau thông qua mạng Mycorrhizal trong đất. "Chúng tôi đã nghiên cứu thực nghiệm và phân tích thông qua mô phỏng mạng lưới giao tiếp giữa hai cây trồng", Tiến sĩ Shtessel nói.

Nghiên cứu về cà chua, tập trung vào nghiên cứu thực nghiệm và mô hình toán học về sự truyền tín hiệu điện giữa các loài thực vật cùng loài, mở ra cánh cửa mới cho câu hỏi về việc liệu thực vật có giao tiếp với các loài thông qua nấm hay không. "Tôi nghĩ rằng chắc chắn các tín hiệu có thể truyền qua mạng lưới rễ và lan truyền trong đất từ cây cà chua đến một cây sồi", Tiến sĩ Shtessel nói và "Đất đóng vai trò của một chất dẫn điện".

Tương tự như vậy, bản chất của bất kỳ tin nhắn nào được gửi là không được biết và khả năng nhận thức về nó vượt quá phạm vi thí nghiệm. Tiến sĩ Shtessel gọi đó là những câu hỏi cực kỳ thú vị. Ông nói "Không có nghiên cứu nào về việc xử lý nhận thức các tín hiệu điện được truyền và nhận bởi cây trồng được thực hiện. Một vấn đề khác là nghiên cứu thông tin liên lạc của cây trồng thông qua sóng điện trong không khí. Đây là một câu chuyện khác chưa được nghiên cứu sâu".

Nguyễn Bình Duy thep Phys.org