Ở Hàn Quốc, đôi khi bạn có thể thấy dòng chữ “Quốc hội thực vật” xuất hiện trên báo. Đó là biểu hiện châm biếm chỉ ra Quốc hội đã phung phí chi phí xã hội nhưng lại không thực hiện được nhiệm vụ của mình. Bệnh nhân ở trạng thái hôn mê bất tỉnh trong thời gian dài cũng được gọi là “người thực vật”. Trạng thái đánh mất khả năng thực hiện các chức năng được ví với thực vật. Nhưng có phải thực vật thật sự không nhận thức được bất cứ điều gì như chúng ta tưởng hay không?
Cây xấu hổ, còn được gọi là cây trinh nữ, phá vỡ định kiến của chúng ta. Có thể thấy rằng cây xấu hổ dường như phản ứng với tác động bên ngoài khi lá cây nhanh chóng gập lại nếu bị chạm vào. Bí mật của chuyển động ấy nằm ở bọng lá, tức là mô tế bào ở phần cuối cuống lá. Do tế bào ở bọng lá chứa nhiều nước nên thành tế bào bị áp lực làm cho lá cây xấu hổ thường duỗi thẳng. Tuy nhiên, sự tiếp xúc đột ngột làm cho nước trong tế bào thoát ra ngoài và khiến lá cây bị gập lại. Phản ứng như thế này của cây xấu hổ là hành động tự vệ trước sự tấn công của côn trùng.
Cây khiêu vũ (舞草) được giới thiệu tại Hội chợ Hoa Côn Minh ở Trung Quốc vào năm 1999 và gây ra tiếng vang lớn, thậm chí còn có năng lực đặc biệt hơn. Cây khiêu vũ không có vẻ ngoài bắt mắt, cũng không có mùi hương đặc biệt và không khó để nuôi dưỡng, nhưng lại thể hiện giá trị đích thực khi cho nó nghe nhạc. Những chiếc lá nhỏ của nó chuyển động uyển chuyển như thể một diễn viên múa ba lê. Những chiếc lá di chuyển rõ ràng đến mức chúng ta có thể nhận thấy điều đó ngay lập tức. Cây khiêu vũ nhảy múa tích cực hơn trong môi trường nắng, ấm và ẩm. Loại cây này đặc biệt nhạy cảm với các bài hát có âm vực cao do trẻ em hoặc phụ nữ hát. Các học giả cho rằng cây khiêu vũ chuyển động vì có bọng lá giống cây xấu hổ và bọng lá ấy phản ứng với sóng âm thanh.
Mặc dù không phải tất cả các loài thực vật đều thể hiện phản ứng tức thì giống cây xấu hổ và cây khiêu vũ nhưng hầu hết chúng nhận kích thích liên tục và chuyển động một cách đều đặn. Thực vật di chuyển theo ánh sáng mặt trời, chẳng hạn như hoa hướng dương, quay đầu từ từ theo hướng của mặt trời. Khi mặt trời lặn, chúng quay về hướng mà mặt trời sẽ mọc vào ngày hôm sau. Ngoài ra, nếu bạn xoay hướng của cây, nó sẽ luôn hướng lại về phía có ánh sáng. Thực vật không thể quang hợp nếu không có ánh sáng. Đó là lý do tại sao chúng cảm nhận được hướng phát ra của ánh sáng và siêng năng di chuyển để nhận được nhiều ánh sáng mặt trời nhất có thể.
Cây cọ biết đi (walking palm), mọc hoang dã trong các khu rừng nhiệt đới ở Trung và Nam Mỹ, thậm chí có khả năng di chuyển giống tên gọi của chúng. Cây cọ biết đi di chuyển hướng về phía ánh sáng mặt trời bằng cách cắm rễ xuống chỗ có nắng và để rễ bên kia thối đi rồi lìa bỏ. Không giống như các loài cây khác, phần lớn rễ của cây cọ biết đi lộ ra trên mặt đất vì chúng không bám rễ sâu và chúng có thể di chuyển từ 4 đến 20㎝ mỗi năm.
Vậy, làm thế nào để thực vật cảm nhận được ánh sáng mặt trời trong khi chúng không có mắt? Đặc tính của thực vật khi mọc cong theo hướng phản ứng với ánh sáng được gọi là “tính hướng sáng”. Nói chung, sự phát triển của thân và lá hướng tới nguồn sáng được gọi là hướng sáng dương và sự phát triển xa ánh sáng được gọi là hướng sáng âm.
Tính hướng sáng là hiện tượng được biểu hiện bởi một loại hormone gọi là auxin có liên quan đến sự phát triển của thực vật. Auxin có đặc tính di chuyển ngược với ánh sáng và theo hướng trọng lực. Nồng độ auxin cao sẽ thúc đẩy sự phát triển của thân và lá. Trong thân và lá, các auxin tập trung ở phía đối diện với ánh sáng, và phía đó phát triển nhiều hơn, điều này làm cho phía nhận ánh sáng bị uốn cong về hướng ánh sáng. Và khi auxin bị dồn ép theo hướng trọng lực, thân và lá phát triển hướng lên trên.
Bạn có thể đã từng thấy một củ hành tây nảy mầm trong tủ lạnh. Hành tây mọc mầm ngay cả khi tủ lạnh không có ánh sáng. Các chồi hành lá uốn cong rồi phát triển hướng lên trên bằng cách nào đó. Cây mọc trên vách đá cũng không mọc thẳng đứng với đất nơi nó bám rễ mà mọc hướng lên trên trời. Điều đó có nghĩa là thực vật có thể cảm nhận được trọng lực.
Hiện tượng thân cây mọc lên trên và rễ hướng xuống dưới do cảm nhận được trọng lực được gọi là “tính hướng đất”. Tính hướng đất của thực vật có vẻ tương đối đơn giản nhưng hệ thống sinh học của chúng lại phức tạp đến mức khiến các nhà khoa học phải đau đầu.
Khi nghiêng đầu, chúng ta có thể dễ dàng cảm thấy đầu bị nghiêng. Đó là do tiền đình ở tai trong có các tinh thể canxi cacbonat nhỏ gọi là “otolith”. Khi chúng ta nghiêng đầu, otolith di chuyển theo trọng lực nhờ đó các sợi lông mịn nhận biết cảm giác của cơ quan tiền đình được kích thích và nhờ đó chúng ta có thể cảm nhận được cảm giác vị trí. Các chất rắn như otolith còn được gọi là sỏi thăng bằng (statolith).
Hơn một trăm năm trước, các nhà thực vật học đã phát hiện ra những hạt tinh bột nhỏ, trông khá giống với sỏi thăng bằng trong một số tế bào cụ thể ở phần cuối rễ. Hiện tại, họ suy đoán rằng các hạt nhỏ này di chuyển theo trọng lực nhờ đó thực vật nhận thức được trọng lực. Chara globularis, thường được biết đến với tên gọi là luân tảo, nhanh chóng hình thành một rễ giả dài vài ㎝ khi một số rễ của nó bị đứt lìa. Nếu bạn nhìn vào rễ giả gồm một tế bào trong như thủy tinh qua kính hiển vi, bạn có thể thấy nhiều phân tử chuyển động bên trong tế bào và mười hai hạt sỏi thăng bằng lăn xung quanh.
Nếu vặn xoắn rễ giả của luân tảo theo chiều ngang, các hạt sỏi thăng bằng sẽ di chuyển chầm chậm theo hướng của trọng lực. Chúng di chuyển chính xác hướng về phía thành tế bào ở dưới đáy. Khoảng 3 phút sau, khi các hạt sỏi thăng bằng chìm xuống đáy, ngay khi chúng chạm vào thành tế bào, rễ giả bắt đầu cuộn lên với tốc độ đáng sợ. Chỉ trong 2 giờ, các tế bào rễ giả chuyển hướng hoàn toàn theo chiều thẳng đứng. Giống như động vật, thực vật cũng thay đổi hướng dựa theo vị trí của các hạt sỏi thăng bằng. Tuy nhiên, cơ chế chi tiết cho thấy hạt sỏi thăng bằng dẫn đến sự tích tụ của auxin mà vốn cách xa về mặt vật lý hiện vẫn chưa được chứng minh. Người ta chỉ có thể dự đoán là chúng được thực hiện thông qua khung cấu trúc bên trong tế bào.
Có rất nhiều điều về tri giác của thực vật vẫn chưa được chứng minh. Nhưng chắc chắn rằng các loài thực vật có vẻ tầm thường ấy đang nhận biết được môi trường xung quanh. Thực vật cảm giác được ánh sáng ở đâu, cảm nhận được trọng lực, phản ứng lại môi trường bên ngoài và thay đổi hình dáng bản thân để di chuyển. Làm thế nào mà thực vật có được những khả năng diệu kỳ như thế này?
- Tham khảo
- Thực vật biết gì? (What a Plant Knows) của Daniel Chamovitz
- Thực vật thông minh (Intelligent Plants) của Volker Arzt
- Phương pháp làm nông Âm nhạc Xanh (그린음악농법) của Lee Wan Ju
- Thực vật phản ứng lại kích thích bên ngoài và di chuyển (외부 자극 반응해 움직이는 식물들) của Kim Yeon Hee, đăng trên Science Times, ngày 30 tháng 8 năm 2010)