Màu sắc ẩn giấu của hoa hướng dương: “Chìa khóa” thu hút ong và thích ứng với hạn hán

Một nghiên cứu mới của Đại học British Columbia cho thấy, hóa ra màu cực tím (ultraviolet - UV) mà con người không thể nhìn thấy được của hoa hướng dương lại chính là yếu tố giúp loài hoa này thu hút côn trùng cũng như điều chỉnh lượng nước bay hơi của hoa trong các môi trường khác nhau.

Chúng ta đã quen với hình ảnh bông hoa hướng dương có những cánh hoa vàng dày đặc (hay còn gọi là “cụm hoa”, một tập hợp gồm rất nhiều bông hoa), tuy nhiên có một điều mà đôi mắt của chúng ta không nhìn thấy được, đó là: “họa tiết” có màu cực tím (UV) ở những bông hoa – một thứ vô hình đối với con người nhưng lại hữu hình với hầu hết các loài côn trùng, bao gồm các loài ong.

Từ lâu, chúng ta đã biết rằng những họa tiết “hồng tâm” (bullseye gồm nhiều vòng tròn tạo thành hình dạng giống như hồng tâm ở bia bắn cung tên) ở những bông hoa đã giúp cho chúng nổi bật hơn, từ đó tăng cường sức hấp dẫn đối với những con côn trùng thụ phấn. Tuy nhiên mới đây, bài báo công bố trên tạp chí eLife của các nhà nghiên cứu thuộc đại học British Colombia còn phát hiện ra, chính các phân tử tạo ra các hoa văn “hồng tâm” màu cực tím này ở hoa hướng dương cũng giúp cho chúng ứng phó tốt hơn với các đợt hạn hán và thời tiết cực đoan.

“Thật bất ngờ, chúng tôi phát hiện ra, những bông hoa hướng dương trồng trong điều kiện khí hậu khô hạn hơn thì có họa tiết “hồng tâm” UV lớn hơn, đồng thời có khả năng giữ nước hiệu quả hơn. Do đó theo phỏng đoán của chúng tôi, có thể những họa tiết UV lớn sẽ giúp thực vật thích nghi tốt hơn với thời tiết khô hạn”, tiến sỹ Marco Todesco, tác giả chính của bài báo, trợ lý nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Đa dạng Sinh học và Khoa Thực vật học của Đại học British Colombia, nói.

Để tiến hành nghiên cứu, tiến sỹ Todesco và các cộng sự đã trồng gần 2,000 cây hoa hướng dương dại thuộc hai loài khác nhau tại trường đại học British Colombia vào năm 2016 và 2019. Sau đó, họ đã đo đạc các họa tiết UV của hoa hướng dương và phân tích bộ gen của chúng. Kết quả cho thấy, các bông hoa hướng dương dại thuộc các vùng khác nhau của Bắc Mỹ sẽ có các kích thước hoạ tiết “hồng tâm” UV khác nhau: ở một số cây, họa tiết này trông giống như một vòng tròn mỏng, trong khi ở những cây khác, vòng tròn bao phủ toàn bộ bông hoa. Và những bông hoa nào có hoạ tiết UV lớn hơn thì được nhiều con ong ghé thăm hơn. Với phát hiện này, bài báo đã củng cố các kết quả nghiên cứu trước đây về một số loài thực vật khác của các nhà khoa học.

Không chỉ vậy, nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra HaMYB111 là gene duy nhất “chịu trách nhiệm” tạo nên sự đa dạng cho các họa tiết UV ở hoa hướng dương. Theo đó, gen này sẽ kiểm soát việc sản xuất ra các hợp chất flavonol – hợp chất có khả năng hấp thụ tia cực tím và giúp thực vật sống sót trong các điều kiện stress từ môi trường như hạn hán hay nhiệt độ cực đoan. Những bông hoa hướng dương nào có nhiều hợp chất này sẽ có họa tiết UV lớn hơn, từ đó giảm được lượng nước bay hơi trong môi trường có độ ẩm thấp, ngăn ngừa hoa bị mất nước quá mức. Ngược lại, khi ở môi trường nóng ẩm, các họa tiết nhỏ hơn sẽ thúc đẩy quá trình bốc hơi nước ở cây, nhờ đó, cây được giữ mát và không bị nóng quá mức.

“Các họa tiết UV ở hoa dường như một vai trò kép trong việc thích nghi với môi trường. Và ngoài vai trò phổ biến của chúng trong việc tăng cường sự thụ phấn, họa tiết UV cũng giúp điều chỉnh lượng nước bị bay hơi ở hoa”, tiến sĩ Loren Rieseberg, tác giả chính, giáo sư tại Khoa Thực vật học và Trung tâm Nghiên cứu Đa dạng sinh học, cho biết. “Các bông hoa khác thường không làm được như vậy, thế nhưng chỉ với một đặc điểm của mình, hoa hướng dương lại có khả năng giải quyết đồng thời cả hai vấn đề”.

Cây hướng dương thường được trồng với nhiều mục đích khác nhau, bao gồm việc làm nguyên liệu để sản xuất dầu hướng dương – một ngành công nghiệp có giá trị đến 20 tỷ USD trong năm 2020. Do đó, theo tiến sỹ Todesco, nghiên cứu này có thể là một gợi ý hữu ích để tìm ra cách thức thu hút côn trùng thụ phấn hiệu quả hơn, từ đó nâng cao năng suất cho cây trồng. “Nghiên cứu này cũng giúp chúng ta hiểu hơn về cách mà cây hướng dương, và có thể là những loại cây khác nữa, thích ứng với các khu vực và các điều kiện khí hậu khác nhau – một điều rất quan trọng trong thời kỳ biến đổi khí hậu”.

Trong thời gian tới, các nhà nghiên cứu cũng mong muốn có thể hiểu hơn về cách mà gene HaMYB111 thay đổi kích cỡ hoạ tiết “hồng tâm” UV, đồng thời đánh giá một cách chi tiết hơn những ảnh hưởng của họa tiết UV này đến sinh lý thực vật, cũng như tác động của hợp chất flavonol đến lượng nước mất đi của các bông hoa.

Mỹ Hạnh dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2022-01-sunflowers-invisible-bees-drought.html