Cỏ dại Poseidon tự nhân bản 4.500 năm thành thực vật lớn nhất Trái Đất

Ở Vịnh Shark ngoài khơi cực Tây Australia, một thảm cỏ biển trải dài khoảng 200 km2 dưới đáy đại dương nhấp nhô theo dòng nước, đang bị các loài cá cúi gặm nhấm.

Các nhà khoa học Australia mới đây tiết lộ một sự thật bất ngờ về loài thực vật này: Thảm cỏ thực chất phát triển từ cùng một cây sau quá trình tự nhân bản kéo dài khoảng 4.500 năm, theo New York Times.

Loại cỏ biển này được gọi là cỏ dại dải băng Poseidon hay Posidonia Australis. Theo tác giả chính của nghiên cứu, tiến sĩ Jane Edgeloe từ Đại học Tây Australia, thực vật này có hình dáng giống như hành lá.

Tiến sĩ Edgeloe và các đồng nghiệp đã khám phá ra loại cỏ này trong quá trình khảo sát di truyền của cỏ Posidonia ở các khu vực khác nhau trong Vịnh Shark. Cô đã lặn dưới những vùng nước nông và nhổ chồi non từ 10 đồng cỏ khác nhau để phân tích và so sánh ADN.

Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Edgeloe sau đó đã thu được kết quả bất ngờ. Theo thông tin công bố hôm 1/6 trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B, ADN của tất cả mẫu cỏ gần như giống hệt nhau.

“Đó là cùng một cây”, Elizabeth Sinclair, từ Đại học Tây Australia và là đồng tác giả của nghiên cứu trên, nhớ lại sự phấn khích trong phòng thí nghiệm khi cô tìm ra điều này.

Thảm cỏ dưới đáy biển ở Vịnh Shark, Australia. Ảnh: BBC.

Khả năng di truyền độc đáo

Điều làm cho loại cỏ biển này trở nên độc đáo là số lượng nhiễm sắc thể nhiều gấp đôi so với những cây cùng loài - một dấu hiệu của thể đa bội, theo Conversation.

Thông thường, một cây cỏ biển sẽ thừa hưởng một nửa bộ gene của bố và một nửa từ mẹ. Tuy nhiên, những cây thuộc thể đa bội sẽ mang cả hai bộ gene của bố mẹ chúng.

Mặc dù thể đa bội có thể gây chết phôi ở động vật, cơ chế này có thể vô hại hoặc thậm chí hữu ích ở thực vật, dẫn đến hiện tượng vô tính. Theo đó, phần lớn cỏ vô tính không ra hoa và chỉ có thể sinh sản bằng cách tiếp tục tự nhân bản.

Trong khi một số đồng cỏ phía bắc Vịnh Shark sinh sản hữu tính, phần còn lại của giống cỏ Posidonia tự nhân bản bằng cách tạo ra các chồi mới, phân nhánh từ hệ thống rễ của nó. Ngay cả những đồng cỏ riêng biệt cũng giống hệt nhau về mặt di truyền. Điều đó cho thấy chúng từng được kết nối bởi những rễ cây giờ đã bị cắt đứt.

Dựa trên khoảng thời gian tồn tại của vịnh và tốc độ phát triển của cỏ biển, các nhà nghiên cứu phỏng đoán rằng cây cỏ này có tuổi đời khoảng 4.500 năm.

Bài học thích ứng với biến đổi khí hậu

Sự kết hợp giữa các gene bổ sung và khả năng tự nhân bản có thể là chìa khóa cho sự tồn tại của thực vật này trong thời kỳ biến đổi khí hậu cổ đại. Vì nhân bản giúp cỏ biển sinh sản dễ dàng hơn mà không cần bận tâm đến việc tìm kiếm "bạn đời".

Cỏ biển ở Vịnh Shark ước tính đã trải qua 4.500 năm sinh trưởng. Ảnh: BBC.

Các gene bổ sung có thể đã mang lại cho cỏ biển “khả năng ứng phó với nhiều điều kiện khác nhau. Đó là một điều tuyệt vời để thích ứng với biến đổi khí hậu”, tiến sĩ Sinclair nói.

Loài cỏ biển ở Vịnh Shark không chỉ sống sót qua quá trình biến đổi khí hậu cổ xưa mà thậm chí còn lan rộng. Đến nay, nó được cho là sinh vật sống lớn nhất thế giới. Thảm cỏ này bao phủ diện tích khoảng 200 km2 dưới đáy biển, tương đương với kích thước thành phố Cincinnati, ở Ohio, Mỹ.

Tiến sĩ Julia Harenčár, Đại học California, đã dành lời khen ngợi cho dự án này vì các nhà nghiên cứu đã “cố gắng tìm hiểu chi tiết hơn lý do khiến thể đa bội có lợi ở những thời điểm môi trường có sự thay đổi lớn”, từ đó đưa ra bài học cho cuộc khủng hoảng khí hậu.

Mặc dù loài thực vật này đã đạt đến kích thước và độ tuổi khổng lồ, câu hỏi đặt ra là liệu nó có thể chống chọi với tình trạng biến đổi khí hậu hiện nay hay không.

Marlene Jahnke, một nhà sinh vật học tại Đại học Gothenburg ở Thụy Điển, người không tham gia nghiên cứu, cho biết cỏ biển là thực vật đặc biệt quan trọng cần được bảo vệ.

“Giống như các rạn san hô, (cỏ biển) là nơi cư trú của rất nhiều loài khác”, đồng thời chúng có vai trò lọc sạch nước và lưu trữ carbon trong khí quyển, cô nói.

Trong khi đó, tiến sĩ Sinclair hy vọng rằng cỏ biển Posidonia ở Vịnh Shark sẽ tiếp tục duy trì vị trí loài thực vật sống lớn nhất thế giới. “Dù bị tổn hại trong một đợt nắng nóng từ năm 2010-2011, chúng vẫn ra nhiều chồi hơn và mật độ lá cũng dày hơn. Tôi nghĩ chúng đã phục hồi và có thể tiếp tục sinh trưởng tốt”, cô nói.

Hải Linh