Cây phục sinh – “chiến lược gia” vùng sa mạc khô cằn

Cây phục sinh với khả năng sống sót vượt trội trong môi trường sa mạc.

Nhân vật chính của chúng ta chính là loài Selaginella lepidophylla (danh pháp đồng nghĩa Lycopodium lepidophyllum), tên tiếng Anh là resurrection plant (cây phục sinh), là một loài thực vật sống ở sa mạc thuộc họ Selaginellaceae. Loài cây này có nguồn gốc từ vùng hoang mạc Chihuahuan nằm ​​giữa biên giới Hoa Kỳ và Mexico. Cây này nổi tiếng với khả năng "tái sinh" khi cơ thể mất nước gần như hoàn toàn. Được biết tên gọi cây phục sinh được dùng để ám chỉ những loài thực vật có mạch có khả năng sống sót cao sau rơi vào trạng thái mất nước cực độ, nếu được bù nước, chúng sẽ quay lại hoạt động trao đổi chất bình thường. Trong môi trường sống bản địa, khi gặp hạn, thân cây cuộn tròn thành một “quả bóng chặt khít”, và chỉ mở ra khi tiếp xúc với độ ẩm.

Về cơ chế hình thành "quả bóng", thân bên ngoài của cây uốn cong thành các vòng tròn sau khoảng thời gian không có nước tương đối ngắn. Trong khi thân bên trong uốn cong chậm thành hình xoắn ốc theo gradient biến dạng (strain gradient) dọc theo chiều dài của chúng khi phản ứng với sự mất nước. S. lepidophylla mọc cao tối đa là 5 cm.

Cây phục sinh có tên gọi khác là gì ?

Tên gọi phổ biến của loài cây này trong tiếng Anh bao gồm flower of stone, false rose of Jericho, rose of Jericho (hoa hồng Giê-ri-cô), resurrection plant, resurrection moss, dinosaur plant, siempre viva, stone flower và doradilla.

Không nên nhầm lẫn cây phục sinh Selaginella lepidophylla với chi đơn loài Anastatica (điển hình là loài Anastatica hierochuntica L.). Cả hai loài này đều có tên gọi là cây phục sinh, đều cuộn lại thành những "quả bóng" lăn đi theo gió và cũng đều có chung tên gọi “rose of Jericho”, liên hệ mật thiết đến thành phố Giê-ri-cô trong Kinh thánh (kinh Tân ước, nơi Đức Chúa Jêsus thành Na-xa-rét chữa lành hai người mù [tham khảo Ma-thi-ơ 20:29-34], và câu chuyện về một trưởng ngành thuế vụ địa phương tên là Xa-chê đến gặp Đức Chúa Jêsus để ăn năn về sự hành nghề không trung thực của mình [tham khảo Lu-ca 19:1-10 ]), khi liên tục tái sinh từ đống tro tàn.

Selaginella lepidophylla nếu như mô tả mới đúng là cây phục sinh thực sự khi có thể hồi sinh lại trạng thái xanh tốt và lấy lại chức năng trao đổi chất sau một khoảng thời gian gần như "chết khô". Còn Anastatica hierochuntica thì không phải, mà chỉ đơn thuần là một loài cỏ lăn cũng có khả năng mở rộng và thu lại nhiều lần, vì các mô chết của cây không hồi sinh và chuyển sang màu xanh lá cây.

Mô tả cây

Cây phục sinh Selaginella lepidophylla là một loài thực vật nhỏ mọc trên đất cát khô, bề ngoài khá giống cây dương xỉ với thân và lá xanh mỏng, sinh sản bằng bào tử. Cây mọc lan sát mặt đất tạo thành một tấm thảm thấp dưới ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp. Điểm nổi bật của S.lepidophylla là khả năng thích nghi với điều kiện khô hạn kéo dài trong môi trường sống tự nhiên, nơi loài áp dụng “chiến lược” về mặt sinh lý học (physiological) khi tự làm khô bản thân và lăn đi trên sa mạc trong trong điều kiện không có nước dưới hình dạng một “quả bóng”. Được biết, S. lepidophylla có thể tồn tại đến vài năm và hao hụt tới 95% độ ẩm mà cơ thể không bị hư hại.

Khi độ ẩm mặt đất và không khí bắt đầu tăng trở lại, thậm chí là một thời gian đáng kể sau khi héo, cây sẽ “hồi sinh”. Nếu được bù nước, S. lepidophylla sẽ tiếp tục vòng đời, phục hồi hoàn toàn khả năng quang hợp và sinh trưởng.

“Quả bóng” khô sẽ mở ra vài giờ sau khi được đặt tiếp xúc với nước, những chiếc lá vốn khô héo sẽ dần dần lấy lại màu xanh tự nhiên của chúng. Nếu rễ không bị tổn thương quá nhiều, cây vẫn có thể tồn tại trên Puzơlan (pozzolana). Bất kể cây bị khô hay hư hại như thế nào, với cấu trúc sinh học đặc biệt của lá, cây vẫn giữ được khả năng hấp thụ nước và tự duỗi ra, thậm chí nhiều năm sau khi chết.

S. lepidophylla sẽ tiến vào trạng thái “tê liệt” trong điều kiện thiếu nước, giúp loài tránh được các tổn thương mô và tế bào trong quá trình làm khô bằng cách tổng hợp Trehalose, một loại đường kết tinh, hoạt động như một chất tan tương hợp. Cụ thể, các muối hòa tan sẽ trở nên cô đặc trong mô thực vật khi nước bốc hơi, khi ấy Trehalose do S. lepidophylla tạo ra sẽ hoạt động thay thế cho sự “thiếu vắng” của nước, do đó ngăn chặn nồng độ cao các muối gây tổn hại tế bào và bảo vệ cây khỏi chết do quá mặn. Theo một số tài liệu khác, S. lepidophylla cũng sử dụng Betaine có chức năng tương tự như Trehalose.

Một khi nước được “hoàn trả” vào các mô của cây, các tinh thể đường sẽ hòa tan kèm với đó là quá trình trao đổi chất của cây được phục hồi, và sẽ tái hoạt động trở lại khi cây “tê liệt”.

Vòng đời cây phục sinh

1. Thích nghi với môi trường sa mạc

Vốn thích nghi với môi trường sa mạc, S. lepidophylla có thể tồn tại mà không cần nước trong vài năm khi tự làm khô chính mình cho đến khi chỉ còn lại 3% khối lượng. Cây có thể sống và sinh sản ở những vùng khô cằn trong thời gian dài. Khi điều kiện sống trở nên quá khó khăn, cơ chế sinh tồn của loài cho phép nó khô dần. Các lá bắt đầu chuyển sang màu nâu và gấp lại, tạo cho cây hình dáng như một “quả bóng”. Trong trạng thái “tê liệt”, tất cả các chức năng trao đổi chất bị giảm xuống mức tối thiểu.

2. Selaginella lepidophylla và Hệ sinh thái sa mạc

Trong khi môi trường khắc nghiệt của hoang mạc Chihuahuan có vẻ không thật sự "khoan nhượng", bên dưới ánh nắng mặt trời gay gắt và những đợt gió thổi không ngừng nghỉ thì các 'cộng đồng' sinh vật lại bất ngờ phát triển mạnh mẽ. Selaginella lepidophylla, loài cây phục sinh với vẻ ngoài 'mỏng manh' không biết từ bao giờ đã hình thành mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn đất sa mạc. Trong trạng thái gần như 'chết khô', S. lepidophylla giải phóng các hợp chất hữu cơ kích thích sự phát triển của vi khuẩn có lợi, hình thành một lớp bảo vệ xung quanh rễ của cây. Đổi lại, những vi khuẩn này hỗ trợ quá trình thu nhận và phân hủy chất dinh dưỡng, làm giàu cho nền đất xung quanh và nuôi dưỡng một ốc đảo nhỏ cho các sinh vật sa mạc khác. Mối quan hệ cộng sinh này thể hiện khả năng phục hồi đáng kinh ngạc và sự gắn kết của sự sống ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt nhất.

3. Khi gặp hạn hán kéo dài

Ở những nơi khô hạn kéo dài, rễ của cây có thể tách ra, cho phép nó dễ dàng được gió cuốn đi. Nếu tiếp xúc với độ ẩm, S. lepidophylla có thể bù nước ngay sau đó và bén rễ ở vị trí mới.

Tuy có khả năng phục sinh mạnh mẽ, nhưng S. lepidophylla không phải lúc nào cũng có thể “sống lại” như một vị thần được. Nếu mất nước quá nhanh, hoặc trong trường hợp hạn hán và ẩm ướt luân phiên nhau một cách bất thường, cây sẽ không có đủ thời gian chuẩn bị và rất dễ stress do ngộ độc nước (water stress). Tương tự, khả năng làm khô và bù nước có thể bị giảm đi một cách mạnh mẽ; trong trường hợp đó, sau hàng chục chu kỳ hút ẩm và mọc lại luân phiên, cây sẽ chết dần.

Với thể bào tử (sporophyte), S. lepidophylla không cho ra hoa hoặc hạt mà sinh sản thông qua bào tử. Qua tìm hiểu, S. lepidophylla không phải là thực vật thủy sinh cũng không phải là thực vật biểu sinh.

Mục đích sử dụng tại một số nơi

S. lepidophylla được rao bán dưới dạng các gốc rễ trần ở trạng thái khô cứng và vẫn có thể hồi sinh chỉ với một ít nước.

Khả năng sống sót của loài cây này được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha (Spanish missionaries) ghi nhận khi họ đến Tân Thế giới, bao gồm cả khu vực sắp trở thành Hoa Kỳ ngày nay. Khi ấy họ đã sử dụng chính S. lepidophylla để minh chứng cho những người dân bản địa về khái niệm được gọi là tái sinh (reborn), qua đó thuyết phục họ từ bỏ tín ngưỡng và truyền thống tôn giáo bản địa. Và vì những đặc tính trên của loài, hoa hồng Giê-ri-cô được coi là một lá bùa may mắn (lucky charm), và được truyền trong các gia đình từ đời này sang đời khác.

Nước sắc từ S. lepidophylla được sử dụng trong điều trị cảm lạnh và đau họng, cách làm đơn giản khi chỉ cần ngâm một thìa nguyên liệu khô vào nước nóng.

Ở Mexico, S. lepidophylla được rao bán làm thuốc lợi tiểu (diuretic). Phụ nữ mà muốn dễ sinh nở thì ngâm cây này trong nước, đợi nó nở ra thì lấy nước đó uống. Tốc độ "nở hoa" trong nước được hiểu là một dấu hiệu cho biết việc sinh em bé sẽ dễ dàng hay gặp khó khăn.

Loài cây này cũng thấy được sử dụng trong các nghi lễ của tôn giáo Vodú (một tôn giáo bản địa của người Cuba) để cầu xin tình yêu và tài lộc. Cây được cho là vật có thể hấp thụ “năng lượng tiêu cực” khi đeo trên người.

Nhân giống

S. lepidophylla có thể được nhân giống từ bào tử hoặc giâm cành. Cây yêu cầu nhiệt độ vừa phải, độ ẩm cao và đất thoát nước tốt.

Thông tin bổ sung

Selaginella lepidophylla không được liệt kê là loài bị đe dọa hoặc nguy cấp.