Tại sao có loài cây sống hơn 1.000 năm?

Một nhóm nhà khoa học đã so sánh những mẫu cây bạch quả, còn gọi là cây ngân hạnh, ngân quả hay rẽ quạt, ở các độ tuổi rất già và rất trẻ tại Trung Quốc. Qua đó, họ gần như đã tìm ra lời giải cho thắc mắc về tuổi thọ “khủng” của loài cây này.

Cây bạch quả được ví như “hóa thạch sống” của Trái Đất. Đây là một trong những loài cây lâu đời nhất còn tồn tại trên hành tinh và gần như không thay đổi trong khoảng 200 triệu năm. Một cây bạch quả có thể sống đến hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm. Loài cây này còn từng tồn tại qua những thảm họa lớn nhất thế giới, từ cột mốc tuyệt chủng của loài khủng long cho đến vụ đánh bom nguyên tử thảm khốc ở thành phố Hiroshima.

Richard Dixon, nhà sinh vật học tại Đại học Bắc Texas, Mỹ, cho biết: “Ở con người, khi quá trình lão hóa bắt đầu, hệ thống miễn dịch của chúng ta sẽ bắt đầu suy yếu”. Nhưng ở cây bạch quả, dù đã hơn 1.000 năm tuổi, hệ thống miễn dịch vẫn hoạt động hiệu quả như những cây 20 năm tuổi.

Trong nghiên cứu được công bố gần đây của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, ông cùng các đồng nghiệp ở Trung Quốc và Mỹ đã so sánh những cây bạch quả già và trẻ, từ 15 đến 1.300 tuổi, bằng cách kiểm tra thông tin di truyền của các tượng tầng libe gỗ. Họ phát hiện cây bạch quả có thể phát triển to ra gần như không giới hạn và tỷ lệ thuận với tuổi cây.

Các gen trong tượng tầng không chứa những thiết lập liên quan đến quá trình lão hóa hay chết đi. Loài cây này vẫn tiếp tục tái thiết khả năng phòng thủ trước các tác nhân xấu ngay cả sau hàng trăm năm tồn tại. Những cây bạch quả cổ thụ cũng tạo ra rất nhiều hạt giống và lá với giá trị tài nguyên tương đương cây non. Mặc dù vẫn chưa được đưa vào thử nghiệm, các nhà nghiên cứu tin rằng những cây cổ thụ khác ở các nơi khác cũng có thể có khuôn mẫu lập trình di truyền tương tự.

Dù bạch quả có thể sống rất lâu, chúng vẫn “có tuổi”. Cây mọc cao lên và lan rộng ra theo năm tháng: cao lên tại vùng tái tạo tế bào, tức mô phân sinh đỉnh, và lan rộng ra ngoài nhờ các tượng tầng libe gỗ. Qua thời gian, thời tiết hoặc những yếu tố khác có thể làm hỏng mô phân sinh đỉnh, từ đó hạn chế chiều cao của cây.

Mỗi năm, lá già rụng bớt, nhưng các tượng tầng trong thân cây vẫn còn nguyên và còn khả năng hoạt động. Các nhà nghiên cứu nhận ra rằng sự phân chia tế bào có xu hướng chậm lại sau 200 tuổi, nhưng các tế bào vẫn hoạt động tốt với hệ thống đề kháng các tác nhân gây ảnh hưởng xấu. Bên cạnh đó, tế bào vẫn mang nước và chất dinh dưỡng đến khắp các bộ phận, giúp cây phát triển khỏe mạnh.

Cũng có khi bạch quả bị suy yếu, chỉ còn lại những gốc cây rỗng. Nhưng nếu lớp tượng tầng vẫn nguyên vẹn, chúng vẫn có thể tạo ra lá, hoa, thậm chí tiếp tục sống trong hình hài một gốc cây.

Cuối cùng, cây bạch quả vẫn sẽ chết. Nhưng cũng từ đó xuất hiện một câu hỏi lớn khác: tại sao cây lại chết?

“Về cơ bản, những cây như bạch quả có thể sống mãi mãi”, Peter Brown, một nhà sinh vật học, cho biết. Bạch quả là sinh vật mô-đun, tức sinh vật phát triển theo hướng hợp tử khi phát triển sẽ phân tách thành nhiều đơn vị nhỏ hơn và giống như nó, thay vì phát triển thành một sinh vật hoàn chỉnh và phức tạp hơn. Mỗi năm, chúng khoác lên mình lớp gỗ mới, rễ mới, lá mới và cơ quan sinh dục mới. Ông cũng nói: “Chúng không giống động vật như chúng ta. Khi chúng ta sinh ra, tất cả các bộ phận của chúng ta đều đã có sẵn ở đó”.

Những cây con không nhất thiết chết vì tuổi già. Các nhân tố như sâu bệnh, hạn hán thường giết chết chúng trước tiên. Peter Brown và những nhà khoa học khác dự đoán rằng các nghiên cứu ở những loài cây khác như gỗ đỏ hoặc cây thông Methuselah 4.851 năm tuổi cũng sẽ cho ra kết quả tương tự.

Nhà sinh vật học tiến hóa Peter Crane, đồng thời là tác giả cuốn “Ginkgo: Loài cây bị thời gian bỏ quên”, khẳng định rằng việc chiêm nghiệm những loài cây sống lâu năm có thể giúp chúng ta có cái nhìn xa hơn về tương lai: “Đây là cách mà nhân loại có thể chứng kiến thế giới đã thay đổi nhanh chóng đến nhường nào, và cũng nhắc nhở chúng ta rằng đừng nên luôn luôn chỉ nghĩ về những điều ngắn hạn”, ông cho biết.