Cây cối biết "ghi nhớ" lúc thừa và thiếu nước để sinh tồn

Khả năng chống chọi với hạn hán của cây cối phụ thuộc đáng kể vào những "kinh nghiệm" trong quá khứ của chúng. Các nghiên cứu mới cho thấy cây có thể "ghi nhớ" cả những thời kỳ dồi dào nước lẫn khan hiếm, qua đó điều chỉnh để thích nghi.

Một nghiên cứu tại Đức trên cây vân sam Na Uy, một loài rất nhạy cảm với hạn hán, cho thấy những cây từng trải qua hạn hán kéo dài lại có khả năng chống chịu tốt hơn với các đợt khô hạn trong tương lai. 

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Kỹ thuật Munich đã tạo ra một đợt hạn hán nhân tạo kéo dài 5 năm cho một nhóm cây vân sam bằng cách dùng mái che ngăn mưa mùa hè. Kết quả là những cây vân sam này đã giảm tới 60% tổng diện tích lá kim so với những cây được tưới nước đầy đủ. Việc giảm diện tích tán lá giúp cây hạn chế mất nước qua các lỗ khí nhỏ trên lá (khí khổng).

Ba năm sau khi kết thúc thí nghiệm hạn hán nhân tạo, một đợt khô hạn đột ngột xảy ra vào năm 2022. Những cây vân sam từng trải qua hạn hán trước đó đã chống chịu tốt hơn đáng kể so với nhóm cây đối chứng chưa từng chịu khô hạn. Chúng vẫn duy trì tán lá nhỏ hơn, giúp tiết kiệm nước hiệu quả, và đất dưới gốc cây cũng ẩm hơn. 

Điều thú vị là khả năng tiết kiệm nước của những cây vân sam này dường như còn mang lại lợi ích cho cả những cây dẻ gai châu Âu mọc gần đó, vốn cũng ít bị "căng thẳng sinh lý" hơn trong đợt hạn hán năm 2022.

Ngược lại, một nghiên cứu khác ở Thụy Sĩ trên cây thông Scots lại cho thấy một kịch bản khác. Những cây thông quen sống trong điều kiện ẩm ướt kéo dài, khi bất ngờ đối mặt với hạn hán, lại tỏ ra dễ bị tổn thương hơn. 

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng lá của những cây thông từng được tưới tiêu dồi dào có dấu hiệu căng thẳng nước nghiêm trọng hơn so với những cây chỉ quen với điều kiện khô hạn tự nhiên. Điều này cho thấy "ký ức" về một môi trường ẩm ướt dường như khiến chúng kém khả năng đối phó với tình trạng thiếu nước, có thể do chúng ưu tiên phát triển các mô phục vụ cho việc tiết kiệm nước và phòng thủ thay vì mô quang hợp để dự trữ năng lượng.

Cả hai nghiên cứu này giúp giải thích tại sao trong các đợt hạn hán, một số cây lại chết trong khi những cây khác vẫn sống sót. Chúng cho thấy cây cối có khả năng điều chỉnh các cấu trúc lâu dài, như lá thường xanh, dựa trên "thông tin" được lưu trữ từ các sự kiện trong quá khứ. 

Mặc dù điều này cho thấy một số khả năng thích ứng của cây xanh trước biến đổi khí hậu, nhưng không có nghĩa là tất cả các khu rừng đều có thể dễ dàng điều chỉnh. Những cây non chưa từng trải qua giai đoạn rừng có nhiều nước, hoặc những cây đã trải qua một loạt các đợt hạn hán vừa phải giúp giảm dần diện tích lá theo thời gian, có thể sẽ thích nghi tốt hơn với một trạng thái "bình thường mới" khô hạn hơn.