Quả cà chua gửi tín hiệu điện cảnh báo đến các phần còn lại của cây khi bị các loài côn trùng tấn công

Nguồn: CC0 Public Domain.

Một nghiên cứu gần đây được đăng trên tạp chí Frontier Sustainable Food System cho thấy quả cà chua có thể gửi các tín hiệu điện đến những phần còn lại của cây khi bị các loài sâu bướm tấn công. Thực vật có vô số con đường truyền tín hiệu thông qua các chất hóa học hay hormone, các con đường này được truyền qua nhựa cây (nhựa chứa nhiều chất dinh dưỡng dạng lỏng di chuyển khắp trong cây). Trong trường hợp của quả, các chất dinh dưỡng chỉ đi đến quả và có rất ít nghiên cứu về việc liệu có bất cứ sự liên lạc nào theo chiều ngược lại – ví dụ như từ quả đến cây.

“Chúng ta thường quên rằng quả cũng là một bộ phận của cây. Vì quả là một bộ phận của cây được cấu tạo từ các mô của lá và thân vậy tại sao quả lại không thể truyền thông tin đến cây, cung cấp thông tin những gì nó đã trải qua giống như lá thường làm?”, theo tác giả đầu tiên của nghiên cứu, tiến sỹ Gabriela Niemeyer Reissig, thuộc Đại học liên bang Pelotas, Brazil. “Những gì chúng tôi phát hiện là quả có thể chia sẻ thông tin quan trọng chẳng hạn như sự tấn công của sâu bướm – một vấn đề nghiêm trọng đối với cây trồng – đến phần còn lại của cây, điều này có thể giúp cho các bộ phận khác của cây chuẩn bị để chống lại những cuộc tấn công tương tự”.

Sự phòng vệ của cây cà chua

Để kiểm tra quả có thể truyền tín hiệu điện, Niemeyer Reissig và các cộng sự của cô đã đặt cây cà chua vào lồng Faraday với các điện cực ở đầu các cành nối quả với cây. Họ đã đo các phản ứng điện trước, trong và sau khi quả bị sâu bướm Helicoverpa armigera tấn công trong 24 giờ. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng “machine learning” để xác định các cặp tín hiệu.

Kết quả cho thấy có sự khác biệt rõ ràng giữa các tín hiệu trước và sau khi bị sâu bướm tấn công. Ngoài ra, các tác giả cũng đã đo các phản ứng sinh hóa chẳng hạn như các chất phòng vệ như hydrogen peroxide thông qua các bộ phận khác của cây. Điều này cho thấy rằng các hàng rào phòng vệ đã được kích hoạt ở những bộ phận khác của cây, cách xa bộ phận bị sâu bướm tấn công.

Các tác giả nhấn mạnh rằng đây là kết quả ban đầu. Các phép đo của họ đã đem lại một bức tranh lớn của tất cả các tín hiệu điện thay vì chia ra các tín hiệu riêng biệt. Điều này cũng rất thú vị khi xem xét hiện tượng tín hiệu điện có đúng ở các loài thực vật khác cũng như các mối đe dọa khác hay không.

Điều này cho thấy việc sử dụng “machine learning” có tiềm năng rất cao cho việc trả lời các câu hỏi khác trong tương lai. Kỹ thuật này có thể sẽ đem lại cách tiếp cận mới - thân thiện hơn với môi trường - nhằm kiểm soát côn trùng trong lĩnh vực nông nghiệp.

 Niemeyer Reissig giải thích: “Nếu những nghiên cứu như nghiên cứu của chúng tôi tiếp tục đạt được những tiến bộ và các kỹ thuật để đo các điện tín hiệu trong môi trường mở tiếp tục được cải thiện, điều này có thể sẽ phát hiện sớm sự quấy phá của các loài côn trùng, cho phép các biện pháp kiểm soát nhẹ hơn và quản lý côn trùng chính xác hơn. Hiểu sự tác động qua lại giữa thực vật với quả của chúng và giữa các quả với nhau, có thể đem lại những hiểu biết sâu sắc về cách vận dụng sự truyền thông tin này để nâng cao chất lượng quả, hạn chế sâu bệnh và kéo dài thời hạn sử dụng của quả sau thu hoạch”.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org