Tin hay về thực vật: Cây Bách Lan (Welwitschia mirabilis) loài cây sống hơn 3000 năm và “Có vẻ như bất tử”

Independent hôm 5/8 đưa tin: Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một số bí ẩn trong gene của loài cây này. Gene chính là yếu tố quyết định nên hình dạng độc đáo, tuổi thọ max dài, cũng như sự bất khuất, kiên cường của loài Bách Lan (Welwitschia mirabilis) này.

Tên của loài Bách Lan trong tiếng Afrikaans (Tiếng Afrikaans hay tiếng Hà Lan Mũi Đất hoặc tiếng Nam Phi là một trong 11 ngôn ngữ chính thức của Nam Phi, phát triển từ phương ngữ Zuid-Holland giữa thế kỷ 17 từ những cư dân Hà Lan định cư ở Nam Phi vào thời kỳ này.) là “tweeblaarkanniedood”, có nghĩa là “hai lá bất tử”. Tên gọi này có do Bách Lan chỉ mọc hai lá trong suốt cả cuộc đời kéo dài đến hàng thiên niên kỷ.

Andrew Leitch, nhà di truyền học thực vật đến từ Đại học Queen Mary (Anh), đồng tác giả nghiên cứu, cho hay: “Loài Bách Lan có thể sống đến hàng nghìn năm và chúng không bao giờ ngừng sinh trưởng. Lúc ngừng phát triển mới là lúc chúng chết”. Một số mẫu vật lớn nhất được tính toán là đã sống và phát triển hơn 3.000 năm, với hai lá phát triển cực kỳ ổn định từ đầu thời Đồ Sắt (Trong khảo cổ học, thời đại đồ sắt là một giai đoạn trong phát triển của loài người, trong đó việc sử dụng các dụng cụ bằng sắt như là các công cụ và vũ khí là nổi bật. Việc chấp nhận loại vật liệu này trùng khớp với các thay đổi khác trong một số cộng đồng xã hội trong quá khứ, thông thường bao gồm các tập quán canh tác nông nghiệp, các niềm tin tín ngưỡng và các kiểu thẩm mỹ khác biệt nhau, mặc dù nó không phải là luôn luôn như vậy.). Những chiếc lá dài đã bị gió cát sa mạc vùi dập không thương tiếc, bị động vật gặm cắn, trở nên xơ xác và quăn xoắn lại theo thời gian, khiến Bách Lan có hình dạng trông giống như một con bạch tuộc nhiều vòi.

Bộ gene của Bách Lan (Welwitschia mirabilis) phản ánh môi trường cực kỳ khô cằn và nghèo dinh dưỡng, lịch sử gene của loài có vẻ cũng tương ứng với lịch sử môi trường xunh quanh. Khoảng 86 triệu năm trước, sau một “lỗi phân bào”, bộ gene của Bách Lan (Welwitschia mirabilis) đã nhân đôi khi sự khô hạn tăng lên & hạn hán kéo dài. Đây được cho là lúc sa mạc Namib hình thành, theo Tao Wan, nhà thực vật học, giáo sư tại Vườn thực vật Fairy Lake (Trung Quốc), tác giả chính của nghiên cứu. (Trên bio chính xác chức danh là: Professor, Key Laboratory of South Subtropical Plant Diversity, Fairy Lake Botanical Garden.)

Tao Wan cho hay, sự “căng thẳng cực đoan” thường sẽ gây ra hiện tượng nhân bản bộ gene giống như vậy. Leitch bổ sung, gene nhân đôi cũng sẽ được giải phóng khỏi các chức năng ban đầu, vô tình có thể nhận những chức năng mới. Tuy nhiên, việc có nhiều vật liệu di truyền hơn đôi khi cũng phải trả một cái giá nhất định.

“Hoạt động cơ bản nhất trong sự sống là việc nhân đôi ADN, vì vậy nếu vật chủ sở hữu bộ gene lớn thì việc duy trì sự sống đòi hỏi một quá trình tốn rất nhiều năng lượng, đặc biệt là trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt như vậy”, Wan giải thích. Ngoài ra, một phần lớn trong bộ gene của Bách Lan (Welwitschia mirabilis) là các chuỗi ADN “tự nhân đôi rác” – nhân tố chuyển vị ngược (retrotransposon). (Nhân tố chuyển vị ngược là gen mà bản phiên mã của nó được sao ngược thành gen bản sao, rồi bản sao này được chèn vào vị trí khác trong bộ gen. – wiki). “Giờ đây số ‘rác’ đó cần được nhân đôi và cần được sửa chữa”, Leitch chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện tồn tại một đợt bùng nổ “chuyển động” các nhân tố chuyển vị ngược trong khoảng thời gian từ 1 đến 2 triệu năm trước, khả năng rất cao là do căng thẳng nhiệt độ tăng lên. Để đối phó, bộ gene của loài Bách Lan (Welwitschia mirabilis) đã thay đổi di truyền biểu sinh để khiến ADN rác “ngủ đông” qua một quá trình methyl hóa ADN. Quá trình này kết hợp những chọn lọc khác mang lại cho Bách Lan (Welwitschia mirabilis) một bộ gene cực kỳ uy lực.

Nghiên cứu này cũng phát hiện ra một số điểm độc đáo trên lá của cây Bách Lan (Welwitschia mirabilis). Lá Bách Lan (Welwitschia mirabilis) thường mọc từ ngọn hoặc phần đỉnh của thân cây và cành cây. Đỉnh ban đầu của Bách Lan (Welwitschia mirabilis) nếu chết đi thì lá lại mọc ra từ một nơi dễ tổn thương của cây – các mô phân sinh cơ bản, vị trí cung cấp cho các tế bào mới giúp cây phát triển. Một lượng rất lớn bản sao hoặc có thể kèm sự gia tăng chuyển động của một số gene liên quan đến các cơ chế trao đổi chất trở nên hiệu quả, sự tăng trưởng tế bào, cũng như sức chịu đựng có thể là nguyên nhân giúp Bách Lan (Welwitschia mirabilis) tiếp tục sống sót và phát triển trong môi trường vô cùng khắc nghiệt.

Khi thế giới đang trở nên ấm lên, những nghiên cứu từ gene của Bách Lan (Welwitschia mirabilis) có thể giúp con người tìm được cách tạo ra những loại cây trồng dẻo dai và cần ít nước hơn. “Quan sát thấy Cây Bách Lan (Welwitschia mirabilis) có thể tồn tại và phát triển trong môi trường khắc nghiệ như thế này lâu đến như vậy, đồng thời vẫn có thể bảo tồn ADN cũng như các protein, tôi thực sự cảm thấy chúng ta có thể có những gợi ý để cách cải thiện nông nghiệp”, Jim Leebens-Mack, nhà thực vật đến từ Đại học Georgia, chia sẻ.

Xem thêm các bài viết khác TẠI ĐÂY!!!