Khi còn là một đứa trẻ, tôi thường bị hấp dẫn bởi loài cây Lophostemon confertus (một loài thực vật có hoa trong Họ Đào kim nương) mọc ở sau nhà. Lá của chúng dựng thẳng đứng vào những buổi trưa hè nhưng lại chuyển sang tư thế nằm ngang ngay vào sáng ngày hôm sau.
Đây là một trong những điểm nổi bật nhất của heliotropism (tính hướng dương) của thực vật dựa trên sự chuyển động của cây theo hướng của mặt trời. Chúng ta có thể cảm nhận thấy điều này rõ ràng nhất khi mùa xuân đến, các loài hoa đua nhau nở rộ, thậm chí bạn có thể cảm nhận thấy một số loài hoa đang quan sát bạn khi chúng chuyển động.
Nhiều người trong chúng ta có thể đã biết sự chuyển động của cây theo hướng của mặt trời qua việc quan sát một số cây trồng ở nhà, ở trường mẫu giáo hoặc trường tiểu học. Ví như nụ hoa hướng dương thường di chuyển trong quá trình phát triển. Vào những ngày ấm áp và ngập nắng, hoa hướng dương thường dõi theo hướng di chuyển của mặt trời một cách ngoạn mục. Loài hoa này có khi di chuyển một vòng cung gần 180⁰ trong khoảng thời gian từ sáng đến tối.
Tiếp theo, chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về hiện tượng thú vị này.
Cơ chế dõi theo hướng di chuyển của mặt trời
Một số loài hoa có khả năng dõi theo hướng di chuyển của mặt trời, bao gồm mao lương, anh túc bắc cực, cỏ linh lăng, đậu tương và nhiều loài hoa cúc khác. Vậy tại sao chúng có được khả năng đó?
-
- Đây là cây hoa Heliotropium arborescens (hoa vòi voi), được đặt tên theo tính hướng dương của nó. Chúng rất phổ biến trong các khu vườn cách đây một thế kỷ hoặc hơn, nhưng đã không còn được ưa chuộng vì chúng có thể độc và là loài hoa dại. (Ảnh: Wikimedia Commons)
Những loài này đang tự khoe mình và sẽ làm bất cứ điều gì có thể để thu hút sự thụ phấn thích hợp nhất, hiệu quả nhất có thể. Vậy tại sao việc dõi theo hướng mặt trời có thể giúp hoa đạt được sự thụ phấn thành công cao hơn?
Bằng cách dõi theo hướng mặt trời, hoa hấp thụ nhiều bức xạ mặt trời hơn và do đó bảo trì được độ ấm tốt hơn. Nhiệt độ ấm phù hợp với côn trùng và lôi cuốn chúng đến thụ phấn nhiều hơn.
Nhiệt độ ấm tối ưu giúp thúc đẩy sự phát triển và nảy mầm của phấn hoa, dẫn đến tỷ lệ thụ phấn cao hơn và cho nhiều hạt hơn.
Vậy bằng cách nào những bông hoa có thể chuyển động một cách rõ ràng đến thế?
Đối với những loài hoa hướng về phía mặt trời, chúng có một lớp tế bào đặc biệt được gọi là pulvinus nằm ngay ở phần đế hoa. Các tế bào này bơm nước qua màng tế bào một cách có kiểm soát, các tế bào có thể được bơm đầy như một quả bóng bay hoặc trở nên trống rỗng hay mềm nhũn. Sự thay đổi của tế bào cho phép đế hoa di chuyển.
Kali được chuyển từ các tế bào lân cận vào tế bào pulvinus, nước sẽ vào theo đó và các tế bào phồng lên. Khi kali di chuyển khỏi tế bào pulvinus, chúng sẽ trở nên mềm nhũn.
Những chiếc máy bơm kali này cũng tham gia vào nhiều khía cạnh khác trong quá trình chuyển động của cây. Điều này bao gồm cả sự đóng mở các lỗ khí (các lỗ khí nhỏ được điều chỉnh bằng lá) như sự di chuyển nhanh chóng của lá cây xấu hổ hoặc cây bẫy ruồi.
Vũ điệu của hoa hướng dương
Vào năm 2016, các nhà khoa học phát hiện ra rằng phần đế của hoa hướng dương có một cách di chuyển khác.
Sự di chuyển của hoa hướng dương là do tốc độ phát triển khác nhau đáng kể ở các phía đối diện của thân hoa.
Vào ban ngày, các tế bào mặt phía đông của thân cây phát triển và kéo dài nhanh hơn trong ngày, từ từ đẩy hoa hướng về phía Tây (theo hướng mặt trời) khi ban ngày trôi qua. Vào ban đêm, các tế bào mặt phía tây phát triển và kéo dài nhanh hơn, lại đẩy hoa trở lại phía Đông trong đêm.
Quá trình được liên tục thiết lập và mọi thứ lại diễn ra theo đúng quy trình vào bình minh của ngày hôm sau cho đến khi hoa ngừng phát triển và chuyển sang héo tàn.
Lá một số loài cây cũng hướng về Mặt trời
Trong khi nhiều người biết về hiện tượng một số loài hoa hướng về phía mặt trời, thì hiện tượng lá hướng về phía mặt trời được ít người biết đến hơn. Thực vật có hoa hướng về phía mặt trời nhưng lá của nó không nhất thiết hướng về phía mặt trời và ngược lại.
Tính hướng dương ở thực vật phát triển để đáp ứng với các điều kiện môi trường rất cụ thể, những yếu tố ảnh hưởng đến hoa có thể khác với những yếu tố ảnh hưởng đến lá.
Các vấn đề liên quan đến hoa là thụ phấn và sản xuất hạt giống. Đối với lá là để tối đa hóa quá trình quang hợp, tránh hiện tượng quá nóng vào ngày nắng cao hoặc thậm chí giảm sự mất nước trong điều kiện khắc nghiệt và khô cằn.
Một số loài, chẳng hạn như Lophostemon confertus, vào buổi sáng, lá của chúng được sắp ở vị trí nằm ngang để thu được toàn bộ giá trị ánh sáng mặt trời. Nhưng đến trưa, nhằm giảm thiểu rủi ro tổn thương khi nhiệt độ tăng cao, lá của chúng chuyển sang chiều thẳng đứng với hướng nắng.
-
- Lá của cây Lophostemon confertus, luôn hướng theo Mặt trời. (Ảnh: Wikipedia)
Tính năng động của thực vật
Chúng ta thường nghĩ thực vật là các sinh vật tĩnh. Nhưng thực tế là chúng luôn thay đổi để đáp ứng với môi trường và sự phát triển, chúng năng động theo cách riêng của chúng. Chúng ta có xu hướng cho rằng sự thay đổi ở thực vật thường với một tốc độ rất chậm và ổn định.
Thuyết heliotropism dựa trên sự chuyển động của cây theo hướng của mặt trời cho chúng ta thấy điều này không nhất thiết như vậy. Sự thay đổi hàng ngày ở thực vật có thể hơi đáng lo ngại ở chỗ chúng ta cảm nhận được sự thay đổi của chúng nhưng không nhận thức được điều gì đang khiến chúng ta băn khoăn.
Còn tôi, tôi vẫn dõi theo loài Lophostemon confertus với những chiếc lá chuyển động trong ngày một cách năng động.
Tác giả: Gregory Moore
Theo The Conversation
May May biên dịch.
