Tương tác với côn trùng đẩy nhanh quá trình tiến hóa của thực vật

STNN - Các nhà nghiên cứu tại Đại học Zurich (Thụy Sĩ) đã phát hiện ra rằng thực vật được hưởng lợi từ sự tương tác đa dạng hơn với các loài thụ phấn và động vật ăn cỏ. Thực vật được thụ phấn nhờ côn trùng và phải tự vệ trước động vật ăn cỏ đã tiến hóa để thích nghi tốt hơn với các loại đất khác nhau.

• Phát hiện một loài ong hiếm thuộc giống Habrophorula ở Việt Nam

Cây lấy chất dinh dưỡng và nước từ đất. Vì các loại đất khác nhau có thành phần hóa học và vật lý khác nhau nên thực vật cần điều chỉnh sinh lý để tối ưu hóa quá trình này trên các loại đất khác nhau. Quá trình tiến hóa này dẫn đến sự hình thành các kiểu gen, tức là các "giống cây trồng" thích nghi với địa phương có chút khác biệt về ngoại hình và có thể không còn dễ dàng lai tạo.

Hiệu ứng thứ hai được coi là bước đầu tiên hướng tới sự hình thành các loài riêng biệt. Sự thích ứng của cây trồng với các loại đất địa phương cũng rất quan trọng đối với năng suất nông nghiệp.

Thí nghiệm với ong nghệ và rệp

Một nhóm các nhà nghiên cứu do nhà sinh vật học Florian Schiestl thuộc Khoa Thực vật học Hệ thống và Tiến hóa (Department of Systematic and Evolutionary Botany) tại Đại học Zurich dẫn đầu đã phát hiện ra rằng sự tương tác của thực vật với các loài thụ phấn và côn trùng ăn cỏ ảnh hưởng đến sự thích nghi của chúng với các loại đất và do đó hình thành các kiểu sinh thái.

Trong một thí nghiệm kéo dài 2 năm, khoảng 800 cây củ cải Thụy Điển đã được trồng qua 10 thế hệ trên các loại đất khác nhau trong nhà kính. Một nhóm được thụ phấn nhờ ong nghệ, nhóm khác được thụ phấn bằng tay. Ngoài ra, cây được trồng trong điều kiện có và không có rệp (cũng như có hoặc không có động vật ăn cỏ).

Vào cuối thí nghiệm tiến hóa, các nhà nghiên cứu đã điều tra mức độ khác nhau của thực vật trên hai loại đất về hình dạng và thành phần cũng như mức độ chúng thích nghi với đất.

Về hình dạng, người ta nhận thấy chỉ có những cây được ong nghệ thụ phấn mới có sự khác biệt rõ ràng giữa các loại đất, trong khi các nhóm cây thụ phấn bằng tay phần lớn vẫn giống nhau.

Cây được ong thụ phấn thích nghi tốt nhất

Khi nói đến khả năng thích nghi với các loại đất, các nhà nghiên cứu thậm chí còn tìm thấy sự thích nghi đáng kể chỉ ở những cây được ong nghệ hoặc rệp thụ phấn sau 2 năm tiến hóa thử nghiệm, trong khi không thấy sự thích nghi đáng kể nào với các loại đất ở các nhóm khác.

Nghiên cứu cũng xác định một số gen có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình thích ứng này. Kết quả cho thấy các tương tác sinh học (như ong nghệ và rệp) có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến khả năng thích ứng với các yếu tố phi sinh học của thực vật và sự thích nghi đó đạt hiệu quả cao nhất khi thực vật tiếp xúc với nhiều loại tương tác khác nhau.

Điển Sĩ