Bộ hàm của cây bắt ruồi Venus tạo ra từ trường nhỏ khi kẹp chặt lại

Những chiếc hàm sắc bén của loài thực vật săn mồi đầy bí ẩn này trông như thứ gì đó bước ra từ câu chuyện cổ tích sai lầm.

Nó giống như một tiếng nhóp nhép từ trường nho nhỏ.

Mở đầu

Đối với nhiều trẻ em, việc biết đến một loại cây như cây bắt ruồi Venus, Dionaea muscipula, là một khoảnh khắc đầy kinh ngạc. Những chiếc hàm sắc bén của loài thực vật săn mồi đầy bí ẩn này trông như thứ gì đó bước ra từ câu chuyện cổ tích sai lầm. Người lớn cũng không thể không bị cuốn hút bởi chúng, và giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JSU) và Viện Helmholtz Mainz ở Đức đã phát hiện ra một điều mới mẻ đáng ngạc nhiên về những con quái nhỏ này: mỗi khi chúng bẫy con mồi, chúng phát ra một từ trường có thể đo lường được.

Chúng tôi đã chứng minh rằng điện thế hoạt động trong một hệ thực vật đa bào có thể tạo ra từ trường có thể đo lường được, một điều chưa từng được xác nhận trước đây, tác giả chính Anne Fabricant cho biết.

Theo Fabricant, phát hiện này không quá gây sốc: Ở bất cứ đâu có hoạt động điện thì cũng nên có hoạt động từ, cô chia sẻ với tạp chí Live Science. Và chính hoạt động điện dưới dạng điện thế hoạt động đã kích hoạt chiếc hàm của cây – thực chất là hai thùy lá – khép lại khi một con côn trùng không may đáp vào, bị thu hút bởi mật hoa mà cây dùng để dụ mồi.

Dọc theo bề mặt bên trong của thùy là những trichomes, các sợi lông mảnh có tác dụng khiến chiếc bẫy khép lại khi bị con mồi chạm vào. Một cú chạm nhẹ vào trichome không đủ để làm bẫy đóng lại – có thể là một cơ chế giúp cây tránh lãng phí năng lượng vào những báo động giả. Tuy nhiên, sau vài cú chạm, lúc đó sẽ là giờ ăn trưa. Các thùy khép lại khi các rìa của chúng xen kẽ với nhau, giữ chặt con mồi bên trong. Khi bẫy nén con mồi lại, các chất tiết ra từ nó, chẳng hạn như axit uric, khiến chiếc bẫy siết chặt hơn, và quá trình tiêu hóa bắt đầu.

Dù sao đi nữa, chỉ vì các nhà nghiên cứu JSU có lý do để nghi ngờ rằng loài cây này sẽ phát ra từ trường, việc bắt được chúng trong hành động đó không hề là một nhiệm vụ đơn giản.

Điện thế hoạt động trung bình và tín hiệu từ tính tương ứng

Vấn đề theo Fabricant là tín hiệu từ tính trong thực vật rất yếu, điều này giải thích tại sao việc đo lường chúng với công nghệ cũ là vô cùng khó khăn. Tuy vậy, khi có ý chí thì: Bạn có thể nói rằng nghiên cứu này giống như thực hiện một lần chụp MRI ở người.

Không chỉ các lần chạm vào trichome mới kích hoạt bẫy – nó cũng sẽ khép lại nếu được kích hoạt bởi nước muối, hoặc bằng cách áp dụng năng lượng nhiệt nóng hoặc lạnh. Các nhà nghiên cứu đã áp dụng nhiệt bằng một thiết bị Peltier được thiết kế riêng để không tạo ra bất kỳ tiếng ồn từ tính nền nào có thể che lấp hoặc áp đảo tín hiệu từ tính yếu mà họ đang tìm kiếm. Vì lý do tương tự, các thí nghiệm đã được thực hiện trong một phòng cách ly từ tính tại Viện Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) ở Berlin.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng từ kế nguyên tử để đo các từ trường của cây. Từ kế nguyên tử là một tế bào thủy tinh chứa hơi của các nguyên tử rubidi. Khi các bẫy được kích hoạt, các từ trường phát ra làm thay đổi chiều quay của các electron của nguyên tử.

Các nhà nghiên cứu đã bắt được tín hiệu từ ở biên độ lên đến 0,5 picotesla. Cường độ tín hiệu ghi nhận được tương tự như những gì quan sát thấy trong các phép đo bề mặt của xung thần kinh ở động vật, Fabricant nói. Nó yếu hơn từ trường của Trái Đất hơn một triệu lần.

Các nhà nghiên cứu khác đã phát hiện các xung từ tính phát ra từ hoạt động của hệ thần kinh động vật – bao gồm cả trong não bộ của chúng ta. Hiện tượng này được gọi là biomagnetism (từ sinh học). Vì các loài thực vật khác cũng có điện thế hoạt động, chúng cũng có thể tạo ra từ sinh học, mặc dù có ít nghiên cứu về chúng hơn.

Kết luận

Đối tượng tiếp theo mà nhóm JSU nhắm đến sẽ là các loài thực vật khác, khi họ bắt đầu tìm kiếm các xung từ tính nhỏ hơn nữa từ các loài khác. Bên cạnh việc cung cấp hiểu biết mới về cách tự nhiên sử dụng điện, các công nghệ phát hiện không xâm lấn như công nghệ mà nhóm nghiên cứu sử dụng có thể một ngày nào đó được ứng dụng để theo dõi cây trồng một cách chi tiết hơn khi chúng phản ứng với nhiệt độ, sâu bệnh và các tác động hóa học.