Các loài thực vật thích nghi với đời sống nhờ các mối quan hệ hỗ trợ, cạnh tranh, kí sinh như thế nào?

Chủ đề: Các loài thực vật thích nghi với đời sống nhờ các mối quan hệ hỗ trợ, cạnh tranh, kí sinh như thế nào? + Cộng sinh của các cây thông ở VQG Bidoup Núi Bà. + Sự cộng sinh của nấm (mycobiont) và một loại sinh vật có thể quang hợp (photobiont hay phycobiont) trong một mối quan hệ cộng sinh. + Quan hệ hỗ trợ của hoa và ong mật. + Sự cạnh tranh ánh sáng các cây tại VQG Bidoup Núi Bà. + Cạnh tranh nhau về nguồn dinh dưỡng cũng như nguồn nước từ các trận mưa, điều này chúng ta có thể thấy qua những chiến lượt của các cây ở bãi cát gần vịnh Cam Ranh. + Cách thức và chiến lược sinh tồn thông minh của các cây ở bãi cát đã thể hiện rất rõ mối quan hệ cạnh tranh của chúng, nhưng bên cạnh đó, để thích nghi tốt với mối trường khô hạn như thế này cũng có một loài thực vật dựa vào loại quan hệ còn lại mà em muốn đề cập đến, đó là quan hệ kí sinh. + Sự kí sinh của cây tơ hồng và chiến lược ứng phó một cách thông minh với nguy cấp của nó.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Khoa Sinh học – Công nghệ sinh học

Họ tên: Đặng Thanh Vân

MSSV: 1315598

Lớp: 13SHH2

Giáo viên hướng dẫn: Thầy cô Bộ môn Sinh thái – Tiến hoá và đa dạng sinh học

BÁO CÁO THU HOẠCH

Thực địa từ ngày 10 đến ngày 14 tháng 8 năm 2015 Tuyến đường Đồng Nai – Đà Lạt – Nha Trang –

Ninh Thuận – Bà Rịa Vũng Tàu

Chủ đề: Các loài thực vật thích nghi với đời sống nhờ các mối quan hệ hỗ trợ,

cạnh tranh, kí sinh như thế nào?

BÀI LÀM

Từ xưa nay con người chúng ta thường nghĩ, thực vật không có trí khôn, cảm xúc, rất chậm chạp và không thể di chuyển Nhưng theo em, chúng ta đã bị đánh lừa bởi những điều đơn giản đó, không những vậy bên trong thực vật là cả một thế giới đa nguyên, một thế giới đầy động thái Có chăng những sự sống “yên lặng” đó

có một phương thức biểu đạt của riêng mình, mà chúng ta chưa hề biết được hay chăng? Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, thực vật có cả xúc giác, thính giác, khi gặp phải khó khăn chúng đều “nghĩ” ra cách để phòng ngự, còn có thể nhắc nhở các thực vật xung quanh, thậm chí còn có những dạng ký ức khác nhau

Em luôn nghĩ thực vật cũng là một sinh vật phức tạp, có đời sống tình cảm phong phú và rất thú vị

Không như động vật- có thể phản ứng tức thì với môi trường không thuận lợi, thực vật không có khả năng duy chuyển và “bỏ chạy”, thay vào đó chúng rất “dũng cảm” để đối mặt với những điều kiện bất lợi đó Nhờ vào những mối quan hệ qua

lại như hỗ trợ, cạnh tranh, kí sinh mà chúng có thể thích nghi và sống sót qua những môi trường rất khắc nghiệt

Trong những ngày đầu tiên của chuyến thực địa, chúng em đã được ghé thăm hệ sinh thái rừng lá kim của đồi thông ở VQG Bidoup Núi Bà, nhờ đó mà chúng em

đã có cơ hội quan sát được mối quan hệ hỗ trợ của các cá thể thông của rừng

thông, chúng mọc gần nhau để tạo sự vững chắc giúp đứng vững trước gió bão và hạn chế sự thoát nước tốt hơn những cây đứng riêng lẽ Ngoài ra rừng thông nhựa này còn mọc gần nhau nhằm mục đích hình thành hiện tượng liền rễ giúp cây sinh trưởng nhanh, sử dụng nước và khoáng có hiệu quả đồng thời tăng khả năng chịu hạn tối ưu

 Hình ảnh 1: Những cây thông đứng cạnh nhau thể hiện mối quan hệ hỗ trợ

của các cá thể thông trong rừng thông của VQG Núi Bà

Không chỉ có thông, những thực vật cao to có sự hỗ trợ lẫn nhau này mà ta còn gặp

ở những thực vật nhỏ bé hơn, chẳng hạn như địa y Đây là sự cộng sinh của

nấm (mycobiont) và một loại sinh vật có thể quang

hợp (photobiont hay phycobiont) trong một mối quan hệ cộng sinh Photobiont có

thể là tảo lục (thường là Trebouxia) hay khuẩn lam (thường là Nostoc) Sự cộng

sinh này đều có lợi cho cả hai bên, tảo được bảo vệ khỏi gió, rét và ánh sáng mặt trời Đổi lại tảo lại là nguồn dinh dưỡng cho nấm từ nhở xíu của hai bên đối tác hoặc cây nấm có thể cho ra đời những bào tử, những hoạt động quang hợp của mình Chúng có thể tự sinh sản bằng cách tách các thành phần bào tử này có thể phân tán và tạo thành những cây địa y mới khi chúng gặp được loại tảo thích hợp với chúng

 Hình ảnh 2: Sự cộng sinh của nấm và địa y trên một thân cây thuộc VQG

Núi Bà

Chúng ta còn thấy được quan hệ hỗ trợ của hoa và ong mật, Ong bay đi tìm hoa để hút mật bởi mật hoa chính là thực phẩm và là nguồn làm lợi cho những con ong Khi đậu trên một bông hoa, những con ong sẽ dính phấn hoa trên cơ thể lông lá của chúng và khi chúng di chuyển đến bông hoa khác, một ít phấn hoa rơi ra, giúp thụ phấn cho hoa Điều này cũng mang lại lợi ích cho các loài hoa

Hoa và ong cùng tựa vào nhau mà sống, cùng nhờ đối phương mà làm lợi cho mình Hai nhân vật này nhân đây còn làm đẹp cho đời, vẻ đẹp của hoa làm cuộc sống con người tươi trẻ, tràn đầy sức sống hơn, còn hình ảnh chú ong chăm chỉ hút

mật cũng là tấm gương cho bao nhiêu thế hệ học trò phấn đấu để học hành chăm chỉ hơn

 Hình ảnh 3: Ong hút mật và giúp hoa thụ phấn.

Bên cạnh những mối quan hệ “thân thiết” như sự hỗ trợ lẫn nhau của cây thông và địa y ở trên thì các loài thực vật cũng có sự cạnh tranh vô cùng khắc nghiệt trong

tự nhiên Ở VQG Bidoup - Núi Bà chúng ta được quan sát vẻ đẹp hùng vĩ của những ngọn núi cao, những hàng cây vun vút cũng chính nhờ vào sự cạnh tranh ánh sáng, các cây luôn cô gắng vươn mình thật cao, chúng đua nhau để vươn lên giành lấy những tia nắng mặt trời ấm áp về phía mình Đó là sự cạnh tranh về ánh sáng của các cây trong quần thể vườn quốc gia Ngoài sự cạnh tranh ánh sáng, thực vật cũng luôn sẳn lòng cạnh tranh nhau về nguồn dinh dưỡng cũng như nguồn nước từ các trận mưa, điều này chúng ta có thể thấy qua những chiến lượt của các cây ở bãi cát gần vịnh Cam Ranh Phiá sau bãi cát trắng tuyệt đẹp này là cả một cuộc chiến sinh tồn đầy khốc liệt

Ở bãi cát đầy nắng gió này, thực vật phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng trong môi trường khô cằn Vấn đề mà chúng cần phải giải quyết bao gồm việc làm thế nào để có được đủ nước, làm thế nào để tránh bị các loài động vật ăn

và làm thế nào để sinh sản, mỗi loài phải thường xuyên tìm kiếm cho mình những

“chiến lược” thích nghi riêng để sống sót ở khu vực khắc nghiệt này Từ những chiến lược này việc tìm kiếm một nơi có thể tích tụ lại các chất dinh dưỡng, những

thành phần hữu cơ của những ngọn gió không phải là điều quá khó khăn với những thực vật “thông minh” này Mặt khuất gió của đồi cát luôn được các loài thực vật

từ cây lớn đến những cây bụi nhỏ bé chọn làm nơi dừng chân lý tưởng để sinh sôi

và phát triển, bởi vì ở các mặt khuất gió của đồi cát, các chất hữu cơ, dinh dưỡng được các ngọn gió cuốn từ nhiều nơi đến được các gờ cát chặn lại và tụ thành một vùng đầy dinh dưỡng, những ngọn gió lảng du này cũng là “đối tượng” hữu ích trong việc phát tán hạt của các cây trong khu vực đến và dừng chân tại đây

 Hình ảnh 4: Sườn khuất gió luôn là nơi lý tưởng để “định cư” của các loại

thực vật trong vùng khô hạn và nhiều gió

Chiếc chìa khóa để thực vật sinh tồn được ở vùng khắc nghiệt này chính là quang hợp Vì vậy mà các loài thực vực nơi đây luôn tìm cách để bảo vệ bề mặt lá - cơ quan trực tiếp tham gia vào quá trình này Năng lượng mặt trời ở khu vực trong ngày là rất lớn, việc tiếp nhận những photon ánh sáng của quá trình quang hợp diễn

ra ở lá cũng trở nên khó khăn hơn, Việc mở khí khổng cho phép hút lượng carbon dioxide cần thiết cho quá trình này đồng thời gây ra sự bốc thoát hơi nước, và việc bảo tồn nguồn nước là một ưu tiên hàng đầu cho thực vật nơi đây Vì vậy các cây ở đây hình thành một lớp cutin mỏng trên mặt lá để hạn chế sự thoát hơi nước, đó là

lý do mặt lá các cây trong bãi cát vịnh Cam Ranh bóng và dày khi sờ vào

Ở đây, những trận mưa trở nên rất hiếm hoi, vì vậy mà các cây cao lớn càng khẳng định tầm ảnh hưởng của mình bằng cách ngày một vươn các tán cây rộng ra xung quanh để thâu tóm hết lượng nước hiếm hoi trong những trận mưa Khi mưa rơi, nước được hấp thu nhanh chóng bởi rễ nông, rộng và giữ lại để cho phép chúng tồn tại cho đến khi cơn mưa tiếp theo, có thể là vài tháng sau đó Vì độ rộng của tán cây có mối tương quan chặt chẽ với sự phân bố rễ bên dưới cây, khi tán cây càng rộng thì bộ rễ cũng đồng thời vươn rộng theo đúng diện tích tán bên trên Bộ rễ khỏe và rộng cũng là điều kiện thuận lợi giúp cây tìm kiếm nguồn dinh dưỡng và khai thác tối ưu, vì vậy những cây to lớn sẽ tiếp tục phát triển cao hơn và những cây nhỏ sử dụng nguồn lợi ít ỏi từ đất gần đó khó lòng phát triển mạnh mẽ Điều này đúng với câu nói của ông bà từ xưa rằng: “ Người giàu ngày càng giàu, kẻ nghèo ngày một nghèo hơn” Như đã nói ở trên, cuộc sống của thực vật cũng vô cùng phong phú và thú vị không kém gì sự cạnh tranh “động” của các loài động vật trong tự nhiên

 Hình ảnh 5: Các cây nhỏ bị chết khi thiếu nguồn nước, dinh dưỡng cần thiết

bởi sự ảnh hưởng của các cây lớn trong khu vực đến cây lân cận

Không khuất phục trước sự cạnh tranh, “đàn áp” của những “người khổng lồ” trong khu vực các loài cây bụi nhỏ bé cũng tìm ra cách để duy trì nòi giống và lan rộng sự sống của mình ra xung quanh như loài cây thư đài trong hình 6, đây cũng

là loài thực vật tiên phong trong khu vực này, chúng vươn rễ ra khắp nơi xung quanh để tìm kiếm nguồn nước, những chiếc rễ kéo dài này sẽ tự mọc thêm chóp rễ bám xuống đất khi gặp được miền đất hứa của mình – nơi có lượng nước và dinh dưỡng thích hợp, có thể đảm bảo cho một sự sống mới sắp hình thành Sau khi bám

rễ xuống một nơi sẽ có một khóm cây thư đài mới được hình thành tại vị trí này cứ thế từ một cây mẹ chúng tiếp tục hình thành nhiều hơn nữa các cây con phân bố ra xung quanh Sự phân bố trải rộng giúp loài này trở thành thực vật tiên phong trong khu vực bởi sự khai thác hiệu quả nguồn sống của chúng, các cây con chia nhau ra

để hấp thụ nguồn sống khu vực lân cận đồng thời giữ khoản cách nhất định với cây

mẹ để tránh tình trạng cạnh tranh nguồn lợi với cây mẹ Những bụi cây thư đài thường mọc thành từng khóm tròn, việc này giúp chúng hạn chế sự tiếp xúc với những ngọn gió thường xuyên trong khu vực đồng thời những khóm tròn này giúp gom những nguồn lợi hữu cơ dinh dưỡng và vật chất một cách hiệu quả

 Hình ảnh 6: Những khóm thư đài tròn khai thác hiệu quả nguồn lợi dinh

dưỡng, vật chất hiệu quả hơn

Bên cạnh sự thành công trong chiến lược “lan tỏa” của loài cây này, chúng còn có

“kế hoạch B” cho những trường hợp không mong muốn như khi rễ dài đã bò đi xa nhưng vẫn chưa tìm được nguồn sống lý tưởng hoặc khi một số cây đã quá cằn cỗi

và thiếu sức sống trong những trường hợp này cây mẹ sẽ tự cắt đứt rễ của mình để giảm áp lực cung cấp chất dinh dưỡng cho các cây phát triển không hiệu quả Nghe

có vẻ thật nhẫn tâm, nhưng đây là tự nhiên, luôn đổi mới, phát triển hết mình, những điều tốt đẹp sẽ được neo giữ cho thế hệ sau, những cá thể yếu kém sẽ bị đào thảo bởi sự cạnh tranh khắc nghiệt

 Hình ảnh 7: Những mảng rễ bị đứt lìa còn sót lại sau khi một khóm cây đến

đoạn cuối của chu trình sống

Ngoài sự cạnh tranh sinh tồn khốc liệt về nguồn nước, dinh dưỡng, v v các cá thể

ở bãi cát vịnh Cam Ranh cũng không ngừng cạnh tranh sinh sản trong sự phát tán những thế hệ sau của mình Với tần số gió thổi thường xuyên và mạnh mẽ như vậy, các loài thực vật ở đây có xu hướng chọn gió là đối tượng chính để phát tán sinh sản Một số loài sẽ không nảy mầm cho đến khi nó được gió cuốn bay liên lục trong không trung để có thể tróc lớp vỏ ngoài và tiếp tục nảy mầm sau khi đáp xuống một vùng đất mới có những điều kiện thuận lợi, một số loài khác lại được gió cuốn đi xa nhưng chỉ “nằm ngủ” trong lớp đất cho đến khi có những cơn mưa lớn kéo đến, đó cũng chính là điều kiện tiên quyết cho sự nảy mầm của những loài

này Hằng năm các loài cây như vậy phát triển với tốc độ rất nhanh và có thể ra hoa và kết hạt chỉ trong vòng vài tuần, nhằm hoàn thành vòng đời phát triển của chúng trước khi nước bị khô cạn trở lại Còn đối với các loài cây lâu năm, sự sinh sản có nhiều khả năng thành công hơn nếu hạt nảy mầm được gió cuốn đến một vị trí bóng râm, nhưng không quá gần với cây mẹ vì có sự cạnh tranh với nó

Trong một khu vực có sự cạnh tranh khốc liệt như vậy, nếu các cây cùng chọn một

“chiến lượt” cạnh tranh sinh sản giống nhau thì sẽ vô cùng khó khăn bởi sự cạnh tranh sẽ ngày một gay gắt hơn, đó là lý do có những loài cây đã chọn cho mình phương thức phát tán khác mà không phụ thuộc vào nguồn gió của khu vực Đại diện thấy rõ như cây Gõ biển chẳng hạn, quả cây Gõ biển có mùi đặc trưng thu hút các loài chim Bên cạnh đó, lớp vỏ của hạt Gõ biển cũng rất cứng cáp làm cho các loài chim khó lòng tiêu hóa được hạt của chúng Với độ pH dạ dày thấp của chim chúng chỉ có thể làm mài mòn lớp vỏ dày của Gõ biển đây cũng là yếu tố thuận lợi cho việc loại bỏ bớt lớp vỏ dày của hạt tạo điều kiện nảy mầm dễ dàng hơn, bên cạnh đó việc đi ra hạt Gõ biển cùng một ít phân ẩm ướt của chim cũng là một khởi đầu tươi sáng cho những chiếc hạt này tiếp tục hành trình sống của mình

 Hình ảnh 8: Quả cây Gõ biễn với bên trong là những hạt cứng cáp và mùi

thơm đặc trưng thu hút chim đến phát tán hạt cho nó

Cách thức và chiến lược sinh tồn thông minh của các cây ở bãi cát đã thể hiện rất

rõ mối quan hệ cạnh tranh của chúng, nhưng bên cạnh đó, để thích nghi tốt với mối trường khô hạn như thế này cũng có một loài thực vật dựa vào loại quan hệ còn lại

mà em muốn đề cập đến, đó là quan hệ kí sinh Loài thực vật này là cây tơ hồng Chúng có đời sống kí sinh trên những tán cao của cây lớn, chúng có những giác mút để chèn bộ rễ của mình vào hệ mạnh của các cây lớn nhầm hút nước và chất dinh dưỡng của các cây này, đồng thời ở vị trí tầng cao sẽ rất thuận lợi để đón những trận mưa lớn hiếm hoi của khu vực Giống với loài thực vật tiên phong – cây thư đài, cây tơ hồng cũng chuẩn bị cho mình “ kế hoạch B” trong trường hợp xấu xảy ra Khi các cây cao lớn mà chúng kí sinh bị hút chất dinh dưỡng quá nhiều, hoặc điều kiện không thuận lợi làm chúng trở nên kiệt quệ, sức sống yếu đi và chết dần thì trước khi cây chủ chết, cây tơ hồng đã kịp thời phát triển kéo dài và vươn mình quấn vào những vây cao gần đó để tìm đến cây chủ có sức sống tốt hơn và tiếp tục đời sống kí sinh của mình Nhưng trong một số trường hợp, vì ra sức hút những phần cuối cùng của nguồn sống cây chủ, cây chủ chết đi nhưng cây tơ hồng vẫn không kịp chuyển đến kí sinh ở cây mới thì chúng cũng chết trên chính cây chủ mà mình đã khai thác nguồn sống kiệt quệ đó Từ sự quan sát thế giới thực vật

mà ta có thể học được những bài học nhân sinh trong cuộc sống, như câu giân gian người ta thường nói rằng: “ Đừng quá nhẫn tâm, hãy cho người ta một con đường sống” Chính vì chỉ nhìn được nguồn lợi trước mắt mà không tính chuyện lâu dài

mà cây tơ hồng cũng phải chịu chung số phận với cây chủ Điều đó cũng giống chuyện khai thác bền vững nguồn lợi từ thiên nhiên của con người chúng ta, chúng

ta khai thác triệt để nguồn sống chỉ vì những nguồn lợi trước mắt mà không có những biện pháp phát triển, bảo vệ tự nhiên lâu dài và bền vững thì không lâu nữa những tài nguyên không tái sinh này sẽ cạn kiệt và đời sống con người cũng đi vào đoạn kết

Như đã nói ở trên, công việc quan sát đời sống thực vật thật thú vị, bên ngoài sự tĩnh lẵng đó là cả một thế giới đa nguyên đầy biến động Các nhà khoa học cho rằng, thực vật và động vật khác biệt nhau rất lớn, động vật chủ yếu thông qua tế bào thần kinh, còn thực vật thì không nhưng thực vật có đầy đủ những điểm tương đồng về đặc trưng sống, ví dụ như tìm lợi, tránh hại Đặc trưng này có thể làm cho thực vật phản ứng được với các hoàn cảnh tự nhiên thay đổi, nhưng những phản

ứng này thường mang tính ổn định nên không dễ phát hiện ra được Em tin rằng qua những quan sát, nghiên cứu tỉ mỉ về thế giới đầy động thái đó mà chúng ta – những đứa con của khoa học, sẽ không bị đánh lừa bởi những tĩnh lặng trước mắt của giới thực vật mà ngừng những cuộc tìm tòi,học hỏi, nghiên cứu một xã hồi sống đầy phong phú và muôn màu này