Trong cuộc đi dạo mùa hè năm 1860, Charles Darwin tình cờ phát hiện ra một hiện tượng đặc biệt trong các loài thực vật mà đến ngày nay vẫn khiến các nhà khoa học bối rối.
Xem thêm: Động vật ăn thực vật nhưng Cây này lại khác biệt và đặc biệt hơn.
Trên đầm lầy đầy phèn ở Anh, ông bắt gặp một loài cây nhớt thông thường (Drosera rotundifolia) với những súc tua được trang trí trên lá. Sự tình cờ này đánh dấu sự khởi đầu của cuộc nghiên cứu kéo dài 16 năm của Darwin để chứng minh rằng một số loài thực vật có thể tiêu thụ thịt động vật, phân giải protein của chúng bằng enzym và hấp thụ dưỡng chất để phát triển.
Ban đầu, thậm chí cả vợ của Darwin cũng khó tin. “Ông ấy coi Drosera như một con vật, và tôi hy vọng rằng cuối cùng nó sẽ chứng minh nó là một con vật” bà viết cho một người bạn vào thời điểm đó.
Ngày nay, các nhà tự nhiên học không còn tranh cãi về sự tồn tại của các loài thực vật ăn thịt, nhưng điều đó không có nghĩa là chúng ta hoàn toàn hiểu được cách các hình thái sống động này tiến hóa để thu hút, bắt, giữ và tiêu hóa mồi động vật, đặc biệt là những con mồi lớn như động vật lưỡng cư và động vật nhỏ.
Các loài thực vật ăn thịt có một loạt các hình dạng và kích thước khác nhau, bao gồm các cái bẫy dính đơn giản của loài Drosera, và cái bẫy gắp nổi tiếng của loài Venus flytrap, đã phát triển ra các bẫy phức tạp để bắt mồi.
Các nghiên cứu di truyền gần đây đã cho thấy rằng cơ chế bắt mồi này có thể đã tiến hóa độc lập ít nhất mười lần trong các loài thực vật có hoa. Thú vị hơn, các loài thực vật không có quan hệ họ hàng có vẻ đã sử dụng lại các gen tương tự từ động vật ăn cỏ để phù hợp hơn với lối sống ăn thịt của chúng.
Những cây này có một bộ công cụ di truyền và đang cố gắng tìm ra cách trở thành loài ăn thịt, như giải thích của nhà sinh học Victor Albert thuộc Đại học Buffalo vào năm 2017. Và tất cả chúng đều hướng đến cùng một giải pháp.
Các loài thực vật ăn thịt thường phát triển mạnh trong môi trường thiếu dưỡng chất, chẳng hạn như đầm lầy và đồng cỏ, nơi một con côn trùng đủ kích thước có thể cung cấp đủ lượng phospho và nitơ để duy trì hoạt động của Venus flytrap trong vài tuần. Điều này là động lực cho sự phát triển của những cái bẫy phức tạp và tiêu thụ năng lượng.
Nghiên cứu di truyền gần đây đã sáng tỏ các cơ chế liên quan. Có thể thấy rằng chúng đã sử dụng một phần của hệ thống phòng thủ của cây trồng sử dụng một chất gọi là jasmonate.
Hầu hết các loài cây sử dụng các chất hóa học này để cảnh báo lẫn nhau về nguy hiểm. Tuy nhiên, như chúng ta đã khám phá vào năm 2019, Venus flytrap sử dụng chúng để kích hoạt enzym phân giải mồi và triệu hồi các chất vận chuyển dưỡng chất.
Tuy nhiên, phương pháp này chỉ được quan sát ở một số loài thực vật ăn thịt. Ví dụ, loài cây Butterworts không sử dụng cùng một hệ thống này, và nhiều chiến lược của các loài khác vẫn còn bí ẩn.
Cho đến khi các nhà khoa học có được hiểu biết sâu hơn về những sự đánh đổi của các loài thực vật ăn thịt, nguyên nhân đằng sau sự tiến hóa của nhiều loài thực vật tiêu thụ động vật sẽ tiếp tục gây quyến rũ và làm mất điểm chúng ta.