So sánh giữa thực vật và động vật, thường thì người ta có xu hướng cho rằng động vật là bên mạnh mẽ và thông minh hơn: bởi vì thực vật đã gắn rễ vào đất, không thể di chuyển tự do và còn bị động vật ăn thịt. Nhưng sự thật có phải như vậy không? Liệu những kẻ yếu thế – thực vật – có thể quay ngược tình thế?
Tôi thích thực vật ăn thịt, không chỉ bởi vì chúng có kỹ năng săn mồi ấn tượng và bề ngoài bắt mắt, mà còn vì những thực vật này luôn kể những câu chuyện về những kẻ yếu thế lật ngược thế cờ. Khi vai trò của kẻ săn mồi và kẻ bị săn mồi bị đảo lộn, động vật trở thành thức ăn của thực vật, điều đó tạo ra xung đột kịch tính. Trong giới thực vật, những loài ăn thịt nổi bật nhất chắc chắn thuộc về loại thực vật ăn côn trùng.
Trong hoàn cảnh khó khăn, họ đã tìm ra con đường sống.
Thực vật ăn thịt là những loài thực vật có khả năng săn mồi và tiêu hóa một số côn trùng và động vật có chân, khoảng 600-750 loài. Thú vị là, mặc dù chúng đều có khả năng bắt côn trùng, nhưng về mối quan hệ huyết thống thì chúng lại khác xa nhau, đến từ 10 họ và 17 chi khác nhau trong giới thực vật.
Do áp lực sinh tồn riêng, thực vật ăn thịt đã tự tìm ra con đường núp bóng để học hỏi từ côn trùng. Trên hành tinh rộng lớn, không phải nơi nào cũng là đất tốt; nhiều nơi là sa mạc, vùng núi lạnh và các vùng nước thiếu dưỡng chất, những môi trường khắc nghiệt đã đặt ra nhiều rào cản cho sự sống của thực vật. Ví dụ, một số đầm lầy tưởng chừng phong phú, nhưng do môi trường có tính axit lâu dài, mặc dù đất rất giàu chất hữu cơ nhưng lại khó để vi khuẩn phân hủy thành chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật; ngay cả trong rừng mưa nhiệt đới, nơi được gọi là “thiên đường động thực vật”, mặc dù thiên nhiên không tiếc ánh nắng và mưa, nhưng với cây cao và dây leo chen chúc nhau, các loài thực vật vẫn phải cạnh tranh sinh tồn rất gay gắt.
Tình cảnh thiếu tài nguyên lâu dài đã dạy cho một số thực vật cách coi côn trùng và động vật nhỏ chứa đầy protein và dinh dưỡng trở thành nguồn thức ăn mới. Tuy nhiên, côn trùng không phải là những món dễ bắt; nếu không có kế sách, chúng sẽ không dễ dàng bị tiêu diệt! May mắn thay, tự nhiên rất công bằng, đã cho thực vật áp lực sinh tồn khắc nghiệt này cơ hội tự do tiến hóa. Trên con đường tiến hóa dài dằng dặc, những thực vật ở các môi trường khác nhau đã đồng loạt phát triển những công cụ săn côn trùng tĩnh lặng – bẫy côn trùng. Những bẫy này có hình dạng khác nhau nhưng đều rất tinh xảo, nhờ đó mà thu hút không biết bao nhiêu nhà khoa học và những người yêu thực vật khám phá.
Bẫy rơi – bẫy côn trùng kiểu rơi
Có một loại thực vật ăn thịt mà “không di chuyển”, chỉ cần “ngồi yên” là có thể bắt côn trùng, vũ khí của chúng là một cái “bẫy” khiến cho những côn trùng nhỏ bị rơi xuống mà không thể trèo ra. Bẫy này có thể được hình thành từ tất cả lá của thực vật, như một số loài ăn thịt thuộc họ dứa, chúng sử dụng hình dạng của chính cây để tạo thành một cấu trúc giống như một cái thùng chứa, với lá ở phía trên rất trơn. Nếu côn trùng vô tình bị rơi xuống trong quá trình thăm dò, chúng sẽ bị giết chết bởi chất lỏng có tính axit và enzyme tiêu hóa ở đáy, và được tiêu hóa và hấp thu.
Cũng có những bẫy côn trùng kiểu rơi tinh vi hơn, như các loài trong họ Nắp ấm, họ Nắp ấm và dòng họ Nepenthes; các lá mạnh mẽ được biến đổi để tạo thành cấu trúc bẫy. Để tăng hiệu suất bắt mồi của bẫy, những thực vật ăn thịt này không ngừng hoàn thiện hệ thống bẫy của mình, khiến cho toàn bộ hệ thống bẫy trở thành một cỗ máy săn mồi phức tạp và hiệu quả.
Để thu hút côn trùng nhiều hơn, những bẫy dạng bình mà lá của chúng hình thành sẽ tiết ra mật ngọt ở miệng bẫy. Bên cạnh đó, ngụy trang cũng là một phương pháp thường được sử dụng, ví dụ nhiều loại Nepenthes có thể giả dạng với màu sắc nổi bật ở đầu bẫy để mô phỏng hình dáng hoa, tăng tần suất thu hút côn trùng. Nhiều loại Nepenthes còn là “bậc thầy về mùi hương”, có khả năng giả mùi hoa để phát ra chất giống như hương hoa nhằm thu hút côn trùng. Dù cơ chế và hình thức ngụy trang của thực vật ăn thịt luôn là chủ đề gây tranh cãi giữa các nhà khoa học, nhưng không có gì nghi ngờ rằng “hoá trang” này làm tăng đáng kể hiệu suất bắt mồi của bẫy. Tuy nhiên, thành công trong việc thu hút chỉ là bước đầu; việc bắt giữ và giam giữ con mồi cũng rất quan trọng. Những thực vật ăn thịt này thường để lại một nền tảng giúp côn trùng dễ dàng hạ cánh. Khi côn trùng hạ cánh trên nền tảng để hút mật do bẫy cung cấp, chúng sẽ từng bước tiến đến rìa bẫy trơn trượt. Dưới rìa là những sợi lông chỉ hướng xuống, do ham ăn nên một khi chúng trượt chân, cái chết đang chờ đón chúng. Cuối cùng, trong chất lỏng tiêu hóa hiệu quả chứa đầy enzyme và xác của các đồng mồi, côn trùng dần dần bị phân hủy, trở thành “bữa tiệc dinh dưỡng” của thực vật ăn thịt.
Bẫy nước của Nepenthes
Nụ hôn chí mạng – bẫy dính
Như tên gọi, bẫy dính là bẫy dựa vào sự tiết ra keo để bắt giữ con mồi. Đây cũng là một trong những hình thức săn mồi phổ biến nhất trong thực vật ăn thịt. Như các loài thuộc họ Sarracenia, họ Drosera, họ Pinguicula và họ Utricularia, những loài này thường tiết ra một lượng lớn keo hoặc nhựa dày ở bề mặt, có thể bám chặt vào côn trùng mà chúng tiếp xúc. Do những bẫy này thường bao phủ toàn bộ thực vật, nhiều loại còn có cơ chế ngụy trang bằng mùi hương, phát ra mùi hấp dẫn côn trùng, do đó có hiệu suất bắt mồi rất cao.
Bẫy rơi có một bể chứa nước khá kín, có thể bảo vệ con mồi của mình khỏi bị đánh cắp dễ dàng. Những thực vật sở hữu bẫy dính thì hoàn toàn khác, nên sẽ đối mặt với rủi ro bị các loài côn trùng lớn hoặc động vật khác đánh cắp thức ăn, và các yếu tố như nước mưa và gió lớn cũng ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ côn trùng. Đừng lo lắng, nhiều loại thực vật ăn thịt kiểu dính đã học được kỹ thuật cuộn lá và cuốn lại để giam giữ và hấp thụ con mồi sau khi thành công bắt được. Quá trình này thường mất từ vài phút đến vài ngày. Một số loài như Pinguicula, có thể cuộn chặt đứa con mồi trong nháy mắt, tựa như công tắc linh hoạt, làm cho con mồi không thể thoát ra.
Pinguicula Aphrodite
Hình dạng độc đáo – bẫy dạng chậu
Những bẫy này có một số điểm tương đồng với bẫy rơi, như họ Cobra, nhưng chúng có một cơ chế bẫy có vẻ phức tạp hơn. Không giống như bẫy rơi với lối vào rộng rãi, đầu của những lá biến đổi kín, gần như tạo thành một khoang giống như hình cầu, để lại một lối vào rất nhỏ. Điều tinh tế của bẫy này là nó dựa vào bản năng và điểm yếu của côn trùng, tương tự như cách mà con người sử dụng bẫy tôm để bắt tôm.
Giống như nhiều loài Nepenthes khác, bẫy dạng chậu cũng sử dụng lá có màu sắc phong phú và mật ngọt để thu hút côn trùng. Khi côn trùng bị thu hút đến gần lối vào nhỏ, chúng rơi vào khoang mà không hay biết, và không tìm thấy lối ra giữa thế giới đầy màu sắc trong đó. Chúng chỉ có thể đi theo con đường mà Nepenthes cung cấp, không thể nào thoát khỏi.
Nepenthes Cobra
Khả năng hiếm có – bẫy hút
Đây là kỹ thuật bắt mồi độc quyền của thực vật nước nhựa nhĩ. Thực vật nhựa nhĩ thường không lớn, có thể tạo ra các khoang chân không siêu nhỏ không vượt quá 10mm trong nước. Khi thức ăn chạm vào một công tắc cụ thể, chúng sẽ ngay lập tức được áp suất không khí hút vào khoang, và được nhựa nhĩ từ từ hấp thụ. Nhựa nhĩ là một loại thực vật thủy sinh phân bố rộng rãi trên toàn thế giới, và cũng là một loại thực vật ăn thịt rất gần gũi với cuộc sống của chúng ta, chỉ tiếc rằng kích thước của nó thường rất nhỏ, và quá trình săn mồi trong nước thường kết thúc trong vài phần giây, nếu chúng ta làm chậm quá trình này và quan sát, chúng ta sẽ thấy khả năng săn mồi tuyệt vời của những bẫy này.
Nhựa nhĩ
Cuốn hút và thông minh – bẫy loại kẹp
Các thực vật ăn thịt có bẫy loại kẹp rất có thể là gần gũi nhất với hình ảnh mà mọi người tưởng tượng về thực vật ăn thịt, nhiều bộ phim và truyện tranh đã miêu tả bông hoa thịt có khả năng tương tự. Khi có một động vật chạm vào một công tắc nhất định, một cái miệng lớn hoặc một dây kẹp đầy gai sẽ đột nhiên khép lại, nhanh chóng nuốt chửng động vật không cẩn thận. Nguồn cảm hứng cho sự tưởng tượng này rất có thể đến từ “Chúa tể nắp” trong thực tế.
Chúa tể nắp trong quá trình tiến hóa lâu dài đã phát triển một cấu trúc tương tự như bẫy loại kẹp – ống bắt mồi: ống bắt mồi gồm hai lá hình lưỡi liềm, với các cạnh có gai. Bên trong ống có ba cục lông nhạy cảm; nếu con mồi liên tục chạm vào hai cục lông trong thời gian nhất định, thì lá sẽ đóng lại nhanh chóng trong 1/3 giây, và các gai ở mép sẽ khít lại, như một chiếc lồng sắt, giữ chặt con mồi bên trong. Dần dần, hai lá sẽ nhờ vào sự cử động không ngừng của con mồi bên trong làm cho chúng hoàn toàn hợp lại, cuối cùng giết chết và tiêu hóa con mồi.
Quá trình bắt mồi của bẫy loại kẹp không chỉ thú vị mà còn rất thông minh. Cách mở và đóng của ba cục lông trong bẫy có khả năng phân biệt một cách thông minh giữa thảm họa xô đẩy do gió và mưa, và sự thật là có côn trùng rơi vào bẫy. Các gai ở mép có thể chọn chất lượng con mồi trong quá trình đóng, nếu như côn trùng rơi xuống quá nhỏ và có quá ít chất dinh dưỡng để nuôi sống chúng, thì không đáng để bẫy phải đóng lại, nên con mồi có thể ra ngoài; bẫy sẽ mở lại để chờ đợi con mồi lớn hơn.
Chúa tể nắp
Một nửa thực vật ăn thịt
Thiên nhiên thật kỳ diệu, ngoài những thực vật ăn thịt mà mọi người biết đến, còn rất nhiều loại thực vật đang đi theo con đường trở thành thực vật ăn thịt; và một số thực vật ăn thịt dường như đã đi đến điểm kết thúc của chế độ ăn thịt và lại quay đầu trở về.
Trong giới thực vật có nhiều loại có khả năng bắt côn trùng, như Quả hồng thuộc họ Passifloraceae. Trong quá trình trưởng thành của quả, xung quanh quả sẽ hình thành một cấu trúc giống như mạng nhện để bắt giữ côn trùng nhỏ. Các nhà khoa học gần đây đã xác nhận rằng cấu trúc này không chỉ có thể bắt côn trùng mà còn có thể tiết ra enzyme tiêu hóa để tiêu hóa và hấp thụ con mồi. Nhưng Quả hồng vẫn không phải là thực vật ăn thịt theo nghĩa truyền thống; nghiên cứu cho thấy: cơ chế bắt mồi và cấu trúc này chủ yếu nhằm bảo vệ quả khỏi bị côn trùng gặm nhấm. Các nhà khoa học suy đoán rằng nếu trong môi trường mà quá trình phát triển của Quả hồng nghèo dinh dưỡng, thì cơ chế bắt côn trùng này có thể được tăng cường thêm đến mức phát triển thành những bẫy tinh xảo và hiệu quả hơn, tiến xa hơn trên con đường trở thành thực vật ăn thịt.
Còn nhiều loài thực vật có thể bắt côn trùng tương tự như thế này, như những loài thuộc chi Adenophora, Sarracenia, một số loài trong họ dứa, Ephedra,… đều có khả năng bắt côn trùng ở mức độ nào đó. Tuy nhiên, có lẽ do chúng không thể tiết ra enzyme tiêu hóa, hoặc độ chuyên biệt của bộ phận bắt côn trùng chưa đủ, hành vi bắt côn trùng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của những thực vật này không chiếm ưu thế lớn, nên những thực vật này không được đưa vào danh sách thực vật ăn thịt truyền thống. Chúng dường như đang đi trên con đường trở thành thực vật ăn thịt với những tầm nhìn khác nhau.
Quả hồng
Thú vị là ngay cả khi đã đi đến điểm cuối của chế độ ăn thịt, một số thực vật ăn thịt có vẻ như đã “hối hận”, nhận ra rằng việc ăn thịt không phải luôn là lựa chọn tốt nhất. Một số thực vật ăn thịt, mặc dù đã có các cơ quan bắt mồi ưu việt, nhưng trong quá trình tiến hóa lâu dài, lại chọn con đường có vẻ là hồi đầu. Ví dụ, họ Nepenthaceae nổi tiếng với loài tắc, chọn ăn “chay”. Mặc dù vẫn có một cái bẫy giống như bình chứa, nhưng bên trong không còn tiết ra enzyme tiêu hóa protein nữa, mà mở to miệng để hấp thụ các lá cây rơi nhằm bù đắp dinh dưỡng.
Một số loài Nepenthes lớn như tắc lao và tắc hoàng tử có khả năng đã chọn con đường “ăn phân”, bẫy của chúng có thể tiết ra mật để thu hút các động vật nhỏ như chồn. Nhiệm vụ chính của tắc lao và tắc hoàng tử chính là cung cấp “nhà vệ sinh” tự nhiên, sử dụng phân động vật rơi như thức ăn.
Tắc hoàng tử
Một cái bẫy – một thế giới – sự cộng sinh.
Trong quá trình đi đến ăn thịt, nhiều lúc thực vật không cô đơn, chọn đồng hành với động vật nhỏ thích hợp có thể mang lại lợi ích bất ngờ cho cả hai bên. Nhiều thực vật ăn thịt đã tìm được bạn đồng hành trong quá trình tiến hóa dài dòng, cho cuộc sống ăn thịt của mình thêm thú vị. Mối quan hệ cộng sinh này rất phổ biến trong thực vật ăn thịt.
Quan hệ cộng sinh rất nổi bật trong họ Nepenthaceae, Sarraceniaceae, Cephalotaceae và Bromeliaceae. Bẫy giống như cái bình cung cấp môi trường sống thuận lợi cho nhiều loại động vật, tạo cơ hội cho cả hai bên cùng có lợi. Một số loài Nepenthes không thể tiết ra enzyme tiêu hóa hoặc chỉ có rất ít enzyme, không thể phân hủy con mồi trực tiếp, nhưng thông qua những sinh vật đáy cư trú trong bẫy nước, chúng có thể giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả. Một số ấu trùng ruồi muỗi và ấu trùng ruồi Nepenthes ở Bắc Mỹ sẽ ăn con mồi đã bị bắt và phân hủy thành từng miếng nhỏ, sau đó vi khuẩn trong bẫy sẽ phân hủy chúng thành chất dinh dưỡng có thể hấp thụ trực tiếp bởi thực vật Nepenthes, cả chủ nhà và người thuê đều có lợi. “Bình” của loài tắc chay còn là một thế giới thu nhỏ, lá cây rơi vào trong sẽ trở thành thức ăn cho một số vi khuẩn và ấu trùng côn trùng ăn thực vật, còn những ấu trùng này lại trở thành thức ăn cho các loại ấu trùng như nòng nọc và muỗi lớn, trong khi tắc chay cũng nhân tiện hấp thụ chất dinh dưỡng tương ứng trong quá trình này. Thế giới nhỏ trong bẫy trở thành một chuỗi sinh thái tự cung tự cấp, thậm chí hình thành nhiều loài chỉ tồn tại trong chuỗi sinh học này.
Kiến là một trong những côn trùng mà một số loài Nepenthes thường săn bắt, chúng thường bị thu hút bởi mật của bẫy. Tuy nhiên, một loại kiến tên là “kiến cung cong” đã thông minh chọn lựa hợp tác cùng với Nepenthes hai răng ở Borneo để đạt được mối quan hệ hợp tác cộng sinh: những bộ dây cuộn rỗng trong Nepenthes có thể cung cấp nơi trú ẩn cho loại kiến này, trong khi kiến lại có thể sử dụng để ăn thịt những con côn trùng lớn hoặc ấu trùng muỗi đã bị giam giữ. Bề ngoài có vẻ kiến đã cướp đi một phần con mồi của thực vật, nhưng cả hai bên đều có lợi, tạo nên một sự cân bằng động. Nếu bẫy bắt được một con mồi lớn, xác chết có thể vượt quá khả năng tiêu hóa của bẫy, và kiến có thể giúp di chuyển con mồi thừa, qua đó đảm bảo được hệ tiêu hóa của bẫy. Kiến còn có thể dọn dẹp bẫy của Nepenthes, giữ cho lề bẫy được trơn tru và bảo vệ Nepenthes khỏi bị các động vật khác quấy rầy; đổi lại, kiến cũng có một tổ ấm tương đối an toàn.
Cỏ bắt ruồi (một loại thực vật ăn thịt) thì là đối tác cộng sinh tốt trong việc săn mồi với bọ cánh cứng. Cỏ bắt ruồi có thể cao đến vài mét, toàn bộ thân cây phủ đầy nhựa dính tương tự như nhựa cây, có hiệu suất bắt mồi rất cao. Tuy nhiên, bản thân nó không thể tiết ra enzyme tiêu hóa, không thể tiêu hóa con mồi đã bắt được. Đừng lo lắng, trong quá trình tiến hóa lâu dài, cỏ bắt ruồi và bọ cánh cứng đã phối hợp chặt chẽ để hoàn thành vấn đề này. Trên cơ thể của bọ cánh cứng đã phát triển một lớp sáp độc đáo, đảm bảo rằng nó sẽ không bị dính bởi nhựa của cỏ bắt ruồi, do đó có thể di chuyển dễ dàng trong khu rừng dính, nhưng các côn trùng khác bị bắt bởi cỏ bắt ruồi sẽ trở thành bữa ăn ngon của bọ cánh cứng. Đổi lại, hệ tiêu hóa của bọ cánh cứng sẽ tiêu hóa con mồi và thải phân bón hữu cơ dễ hấp thu lên cành lá của cỏ bắt ruồi, cho nó năng lượng.
Cỏ bắt ruồi
Trên thực tế, mối quan hệ giữa thực vật ăn thịt và côn trùng bị săn còn khá phức tạp, nhiều điều vẫn cần nghiên cứu, hơn nữa còn nhiều hiện tượng thú vị mà những nhà khoa học nghiêm túc rất mê say và tranh luận. Ví dụ như một số loài Nepenthes, nhiều nhà khoa học tin rằng mối quan hệ giữa chúng và côn trùng bị bắt là mối quan hệ cộng sinh: Nepenthes lâu dài đã cung cấp cho một số côn trùng những thức uống năng lượng tô điểm hiếm có và hiệu quả trong đầm lầy – mật, trong khi toàn bộ quần thể côn trùng chỉ cần hy sinh một ít cá thể, cung cấp nguồn nitrogen cho Nepenthes, nhưng cả hai bên đều có lợi trong quá trình trao đổi hàng hóa thiết yếu này, dù có vẻ gian khổ nhưng lại trở thành một sự chấp nhận chung!
Tất nhiên, các mối quan hệ giữa động vật và thực vật trên con đường trở thành thực vật ăn thịt không phải lúc nào cũng hài hòa, cũng có không ít mối quan hệ dường như có lợi một bên: rất nhiều kiến lén lút chiếm đoạt con mồi của cỏ bắt ruồi vào ban đêm, không để lại chút dinh dưỡng nào; nhện xanh có thể trực tiếp kéo côn trùng rơi vào Nepenthes ra và ăn; nhện vòi bọ phố thì lại học được cách rình rập gần bẫy Nepenthes, bắt những côn trùng bị thu hút bởi bẫy. Theo những nghiên cứu hiện tại, những hành vi này dường như không mang lại lợi ích thực chất cho thực vật.
Tương lai
Con đường tiến hóa đường đến ăn thịt của thực vật ăn thịt thật thú vị, từ 4 nguồn gốc khác nhau của họ Bromeliaceae, Sarraceniaceae, Nepenthaceae và Cephalotaceae, chúng đã tiến hóa ra các cấu trúc bẫy có hình dạng tương tự trong các môi trường khác nhau và với các bối cảnh khác nhau. Trong khi đó, những loài cùng họ Pinguicula và Dionaea đã dần đi xa, tiến hóa theo hướng khác nhau, với sự khác biệt lớn về hình dáng và phương thức bắt mồi. Những bẫy phổ biến nhất được yêu thích bởi thực vật – bẫy dính – bắt nguồn từ nhiều họ khác nhau có sự khác biệt lớn, như trong họ Pinguicula, Sarracenia, Drosera, Utricularia,… mặc dù có phương pháp săn mồi tương tự nhau nhưng nhiều đặc điểm hình thái cũng tương tự. Về tương lai, quá trình tiến hóa của thực vật ăn thịt vẫn còn rất dài, với nhiều phương pháp và cơ chế săn mồi chưa được khám phá.
Hiện tại, con người vẫn biết rất hạn chế về thực vật ăn thịt, và có thể nhiều loại sẽ không được chúng ta hiểu rõ trước khi chúng đã tuyệt chủng. Theo dữ liệu của Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới, hơn một nửa số thực vật ăn thịt hiện đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng. Những mối đe dọa này đến từ nhiều khía cạnh, không chỉ liên quan đến sự thay đổi của hệ sinh thái tự nhiên mà còn gắn liền với hoạt động của con người, chẳng hạn như sự gia tăng dân số và sự khai thác đất đai liên tục xâm lấn môi trường sống của thực vật ăn thịt; ô nhiễm môi trường cũng có thể phá hủy môi trường sống của thực vật ăn thịt; sở thích của một số người yêu thích thực vật nuôi trồng thực vật ăn thịt cũng có thể dẫn đến việc nhiều thực vật ăn thịt hoang dã bị khai thác hoặc phá hủy, tất cả những điều này đều có thể khiến quần thể thực vật ăn thịt đứng trước nguy cơ tuyệt chủng.
Nhãn: Thực vật ăn thịt, bẫy côn trùng, Nepenthes, Drosera, Pinguicula, Utricularia, bẫy côn trùng
