Tại sao hoa cần đẹp? Và thụ phấn có ích gì?

Có phải nhiều loài cây có hoa rất đẹp, nhiều màu sắc và hương thơm quyến rũ là để cho con người ngắm nhìn? Hay cho các nhà thơ làm thơ và ví hoa như các nàng thơ của họ?

Được sinh ra trong quá trình tiến hóa của thực vật, hoa thực chất là công cụ mà thực vật sử dụng để làm hạt giống của chúng. Hạt giống chỉ có thể được sản xuất khi phấn hoa được chuyển giữa các bông hoa cùng loài, một hành động được gọi là thụ phấn. Thụ phấn là hành động chuyển hạt phấn hoa từ bao phấn đực của hoa sang nhụy cái. Mục tiêu của mọi sinh vật sống, bao gồm cả thực vật, là tạo ra con cái cho thế hệ tiếp theo. Một trong những cách mà thực vật có thể tạo ra con cái là làm hạt giống. Hạt giống chứa thông tin di truyền để tạo ra một cây mới.

Tin tức gần đây nói rất nhiều về những động vật thụ phấn đang chết dần vì thuốc trừ sâu, bệnh tật và không thể tìm thấy đủ thức ăn. Đây là một vấn đề lớn đối với nhiều loại cây trồng và thực vật hoang dã vì nhiều thực vật phụ thuộc vào thụ phấn để sinh sản. Chúng ta cùng tìm hiểu cụ thể về thụ phấn và cách mà những kẻ thụ phấn hỗ trợ sự tồn tại của cây trồng và thực vật hoang dã trên trái đất.

Thụ phấn là gì?

Hoa có cả phần đực và cái. Phần đực được tạo thành từ các bao phấn. Các bao phấn rất quan trọng vì chúng tạo ra phấn hoa. Phần cái được tạo thành từ một nhụy dính được kết nối với một bầu nhụy với noãn bên trong. Để tạo hạt, phấn hoa từ bao phấn cần phải tiếp cận tới đầu nhụy.

Một động vật thụ phấn biết bay là một kẻ mang phấn hoa vô tình. Ảnh: Forest Wander.

Tuy nhiên, có một vấn đề nhỏ. Thực vật cần phấn hoa của chúng để đến một bông hoa khác cùng loài, nhưng chúng không thể di chuyển. Có hai giải pháp cho vấn đề này. Đầu tiên là gió có thể mang phấn hoa đến một bông hoa khác. Thứ hai là các loài thụ phấn mang phấn hoa từ hoa này sang hoa khác. Phương pháp thứ hai này hiệu quả hơn cho hoa và do đó được sử dụng bởi hầu hết các cây hoang dã. Vì muốn thu hút thụ phấn, hoa phải đẹp và tạo ra mật hoa ngọt ngào ở gốc cánh hoa.

Những kẻ thụ phấn không biết rằng thực vật muốn chúng mang phấn hoa đi khắp nơi. Chúng quan tâm nhiều hơn đến việc kiếm thức ăn cho bản thân và con cái. Mật hoa chứa đường và chất dinh dưỡng, có thể cung cấp cho kẻ thụ phấn rất nhiều năng lượng, và phấn hoa chứa protein. Nhiều loài thụ phấn có lông. Khi chúng uống mật hoa hoặc thu lượm phấn hoa, chúng cọ xát với phấn hoa từ bao phấn, dính trên cơ thể. Khi chúng chuyển sang bông hoa tiếp theo, một số phấn hoa đã có trên cơ thể chúng bị mắc kẹt trên vết nhơ dính. Những kẻ thụ phấn thậm chí còn không biết rằng chúng đang giúp đỡ cây trồng. Một khi phấn hoa bám vào nhụy, nó sẽ nảy mầm. Các ống phấn hình thành và kéo dài xuống cho đến khi chúng đến buồng trứng. Khi chúng chạm vào trứng, chúng thụ tinh và tạo thành hạt giống. Những hạt giống trưởng thành và khi chúng đã sẵn sàng, chúng được phát tán. Những hạt giống này lớn lên thành cây mới.

Thức ăn ngon của chúng ta phụ thuộc vào sự thụ phấn!

Khoảng 5-8% sản lượng cây trồng toàn cầu phụ thuộc hoàn toàn vào thụ phấn. Tuy nhiên, đây không phải là toàn bộ bức tranh, vì nhiều loại cây trồng tạo ra thực phẩm ngon hơn, cho năng suất cao hơn hoặc được cải thiện theo một cách khác bằng cách thụ phấn. Trong số các loại cây trồng được sử dụng nhiều nhất, 75% phụ thuộc vào sự thụ phấn ở một mức độ nào đó. Ví dụ, cà chua được thụ phấn bởi côn trùng sẽ to hơn và ngon hơn. Nếu thụ phấn biến mất, sản xuất thực phẩm sẽ bị ảnh hưởng rất mạnh. Bạn có thích sô cô la không? Nó phụ thuộc vào một loại ruồi duy nhất để thụ phấn cho nó, nếu nó bị tuyệt chủng, chúng ta gặp rắc rối đấy! Nhiều mặt hàng khác mà chúng ta thưởng thức cũng phụ thuộc vào sự thụ phấn, chẳng hạn như cà phê, sữa hạnh nhân và nhiều trái cây nhập ngoại.
Bạn có biết rằng các loại trái cây và rau quả khác nhau phụ thuộc vào thụ phấn theo những cách khác nhau?

Rau

Các loại rau thuộc họ dưa chuột như bí đao, zucchini, bí ngô, dưa và dưa hấu cần thụ phấn. Chúng có hoa đực và hoa cái riêng biệt và cần thụ phấn để chuyển phấn hoa từ hoa đực sang hoa cái. Nếu điều này không xảy ra, sẽ không có bất kỳ loại rau nào.

Họ cà như cà chua, ớt chuông, cà tím và ớt có thể có bộ phận đực và cái trong cùng một bông hoa để chúng có thể tự thụ phấn, nhưng có năng suất cao hơn, ngon hơn và to hơn khi côn trùng thụ phấn. Chúng có một loại bao phấn đặc biệt cần được rung ở một tần số cụ thể để giải phóng phấn hoa. Các loài côn trùng như ong vò vẽ và các loại ong đơn độc khác kêu vo vo ở tần số này và có thể thụ phấn hiệu quả cho các loài thực vật như vậy.

Bí có hoa đực (ở trên) và hoa cái (dưới). Ở hoa cái, có thể thấy rõ bầu nhụy là thứ sẽ biến thành quả bí. Ảnh: Abrahami.

Có những loại rau không phải là thành quả của sự thụ phấn và không yêu cầu thụ phấn rõ ràng cho sản sinh ra chúng, nhưng cần thụ phấn để sản xuất hạt giống. Ví dụ, các rau dạng rễ như khoai tây, cà rốt và hành tây; dạng hoa như bông cải xanh, dạng lá như salad, và các loại thảo mộc như húng tây, húng quế, oregano, hương thảo, không được hình thành từ một bầu nhụy thực vật. Tuy nhiên, chúng ra hoa và cần được thụ phấn để tạo hạt, và do đó cho cây mới phát triển.

Một số cây trồng như ngô, lúa mì, lúa nước, lúa mạch, lúa mạch đen và yến mạch phụ thuộc vào sự thụ phấn của gió và không cần bất kỳ sự thụ phấn nào của côn trùng. Đây là những mặt hàng chủ lực trong chế độ ăn của con người nên ít nhất sản lượng của chúng sẽ vẫn ổn định trong trường hợp không có côn trùng thụ phấn. Những cây này tạo ra hàng tỷ hạt phấn hoa và chỉ một vài trong số chúng sẽ đến các bộ phận cái của các cây khác và tạo ra hạt. Một số loại hạt như quả óc chó, quả hồ trăn và quả phỉ được thụ phấn bằng gió. Vì chúng không cần phải thu hút côn trùng thụ phấn, chúng có những bông hoa rất nhỏ và đơn giản.

Hoa lúa… nhìn không có ấn tượng gì nổi bật do thụ phấn nhờ gió chứ không phải nhờ côn trùng. Ảnh: Pixabay

Quả

Một số cây không tự thụ phấn. Điều này có nghĩa là chúng cần phấn hoa từ nhiều loại khác nhau. Ví dụ, một quả táo Gala không thể được thụ phấn bởi phấn hoa từ một quả táo Gala khác. Nó cần phấn hoa từ một giống cây khác để tạo ra một quả, mặc dù một số giống táo vẫn có thể tạo ra một số quả mà không cần kẻ thụ phấn. Vì lý do này, vườn cây cũng có táo cua (crabapple) hoặc các loại giống khác nhau tạo ra nhiều phấn hoa để hoa táo nhận được phấn hoa mà chúng cần để phát triển thành quả. Các ví dụ khác về cây trồng phụ thuộc vào thụ phấn là lê và hạnh nhân.

Hầu hết táo cần phấn hoa từ một giống cây khác để tạo quả. Ảnh: PxHere.

Ngoài ra, còn có trái cây và quả mọng tự thụ phấn và có thể tạo quả mà không cần kẻ thụ phấn. Chúng yêu cầu thụ phấn để tăng năng suất và chất lượng của quả. Ví dụ, một bông hoa mâm xôi được tạo thành từ 100-125 bộ phận sinh dục cái. Mỗi phân đoạn nhỏ của quả mâm xôi thực sự là một quả nhỏ, vì vậy ít nhất 80 quả nhỏ này cần phải hình thành để có quả mâm xôi bình thường. Nếu có ít quả hơn, quả mâm xôi rơi ra hoặc sẽ không có vị ngọt. Những kẻ thụ phấn giúp phát tán phấn hoa đến nhiều nhụy hơn để đảm bảo có một quả mâm xôi đẹp và ngọt. Anh đào, đào, dâu tây và mận đều tự thụ phấn như vậy.

Hầu hết các cây hoang dã cần thụ phấn

Các động vật thụ phấn không chỉ quan trọng để đảm bảo rằng chúng kiếm đủ thức ăn, chúng còn rất quan trọng đối với tất cả các loài hoa trong vườn, trên đồng cỏ và mọi nơi khác trong tự nhiên! 90% thực vật hoang dã cần côn trùng thụ phấn. Nhiều loài thực vật phụ thuộc hoàn toàn vào kẻ thụ phấn, trong khi những loài khác tạo ra hạt giống nhiều hơn, chất lượng tốt hơn khi chúng được thụ phấn. Do đó, thực vật hoang dã phụ thuộc vào côn trùng để chúng có thể tạo ra hạt mới và hoa mới có thể phát triển. Chưa kể rằng nhiều côn trùng và động vật khác phụ thuộc vào thực vật để làm thức ăn. Một số ấu trùng côn trùng, như sâu bướm, phụ thuộc vào một loại cây trong khi chúng đang lớn lên. Ví dụ, sâu bướm chúa cần có cây bông tai (milkweed). Nếu chúng không thể tìm thấy cây bông tai, thì chúng không thể sống sót để thực hiện cuộc di cư ấn tượng của loài bướm chúa.

Chúng ta không biết việc mất các loài động vật thụ phấn thực sự sẽ ảnh hưởng đến các thực vật trên thế giới như thế nào. Các nhà nghiên cứu chỉ có thể đoán thế giới sẽ như thế nào nếu không có côn trùng thụ phấn bằng cách nhìn vào những nơi trên thế giới mà có rất nhiều loài thụ phấn đã tuyệt chủng và bằng cách thực hiện các thí nghiệm.

Hawaiian honeycreeper, một loài chim biết hót ở Hawaii có ngoại hình thay đổi và cái mỏ đặc biệt, là loài hiện đang bị đe dọa nhưng là một kẻ thụ phấn quan trọng. Ảnh: Gregory “Slobirdr” Smith

Hawaii là một nơi mà nhiều loài động vật thụ phấn đã tuyệt chủng để chúng ta có thể xem xét các hiệu ứng. Nhiều loài hoa đã được thụ phấn bởi những con chim chỉ được tìm thấy trên quần đảo. Một phần ba trong số 52 loài chim ở Hawaii đã tuyệt chủng và nhiều loài khác hiếm đến nỗi chúng không thể thụ phấn cho quá nhiều hoa. Các thực vật bản địa có nguồn gốc ở Hawaii có hoa mỏng, cong thích nghi đặc biệt cho sự thụ phấn của chim. Do mất thụ phấn, 31 loài thực vật ở đây đã tuyệt chủng trong thế kỷ trước. Nhiều nhóm côn trùng thụ phấn lớn khác đã tuyệt chủng, bao gồm 52 loài ong đặc hữu trong cùng một chi và 26 loài bướm đêm. Cây cọ Hawaii (Brighamia insignis), còn được gọi là “bắp cải trên cây gậy”, có thể bị tuyệt chủng trong tự nhiên do sự tuyệt chủng của loài thụ phấn duy nhất của nó là một loài diều hâu. Mặc dù có nhiều vấn đề khác, như mất môi trường sống, xâm lấn của các loài và dịch bệnh, mất thụ phấn là một yếu tố chính đóng góp cho khoảng một nửa trong số 1200 loài thực vật bản địa ở Hawaii có nguy cơ bị tuyệt chủng. Một số thực vật trên Hawaii hiện đang thụ phấn bởi các loài chim hoặc động vật có vú xâm lấn, nhưng nhiều loài bị bỏ lại mà không có côn trùng thụ phấn. Hawaii là một trường hợp cực đoan vì nó có nhiều loài chỉ được tìm thấy ở đó có mối quan hệ chuyên biệt. Trong trường hợp này, việc mất thụ phấn có thể có ảnh hưởng lớn.

Hoa dại cần thụ phấn! Ảnh: Needpix.

Các nhà nghiên cứu ở châu Âu cũng đã tiến hành một số thí nghiệm để xem một đồng cỏ sẽ trông như thế nào với ít thụ phấn hơn. Họ đã thiết kế những cái nắp mà họ đặt trên các phần của đồng cỏ để ít kẻ thụ phấn hơn sẽ đến thăm những cây đó. Sau một thời gian bốn năm, họ phát hiện ra rằng các loài thụ phấn có trách nhiệm giữ cho đồng cỏ đầy đủ các loài hoa khác nhau và tạo ra nhiều cây mới. Những khu vực có ít côn trùng thụ phấn thì có ít hoa mới mọc và những phần có nhiều côn trùng thụ phấn thì xuất hiện đại diện của rất nhiều loài khác nhau.

Nói tóm lại, chúng ta phải cảm ơn những động vật thụ phấn vì đã mang đến cho chúng ta một bữa ăn nhiều màu sắc, ngon miệng. Chúng ta cũng cần cảm ơn những bông hoa để trang trí ban công, trong công viên và trong môi trường sống hoang dã, vì đã mang cho chúng ta một cái gì đó thật đẹp để thưởng ngoạn và cũng cho nhiều động vật thức ăn và không gian sinh tồn.

Viet’s Post (Theo ZME Science)

Đọc thêm:

  • Saving bees requires less pesticides, changing farming | Genetic Literacy Project
    Manu Saunders, Ancestry & Evolution, 2014
  • Effects of distinct pollinators on the mating system and reproductive success in Incarvillea sinensis, an annual with large floral displays
    Ma et al., Journal of Plant Ecology
  • Saving bees requires less pesticides, changing farming | Genetic Literacy Project
    Manu Saunders, Crops & Food, 2014
  • Plant geneticist Kevin Folta explains GMO process in foods | Genetic Literacy Project
    Kevin Folta, Ancestry & Evolution, 2013
  • Fruit tree gene could prevent GM cross-pollination with other plants | Genetic Literacy Project
    Science 2.0, Ancestry & Evolution, 2015
  • Were insects pollinating 100 million years ago? Ancient plants found in amber suggest so | Genetic Literacy Project
    Jerry Coyne, Genetic Literacy Project, 2014
  • Podcast: Primer on bees, varroa mites and the ‘beepocalypse’ that never was | Genetic Literacy Project
    Steve Savage, Sustainability / GreenGenes, 2019
  • Plant geneticist Kevin Folta explains GMO process in foods | Genetic Literacy Project
    Kevin Folta, Crops & Food, 2013
  • General Eisenhower Would Be Proud
    GenomeWeb, 2012
  • Unravelling host-mediated effects on hemiparasitic Mexican mistletoe Psittacanthus calyculatus (DC.) G. Don traits linked to mutualisms with pollinators and seed dispersers
    Rodríguez-Mendieta et al., Journal of Plant Ecology

Tags: , , , , , , ,

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d bloggers like this: