Nhóm Này Có Thể Hồi Sinh Được Loài Hoa Phôi Thường Khó Tính?

Truyện này ban đầu xuất hiện trên Undark và là phần của sự hợp tác của Climate Desk.

Các bông hoa giống như người ngoại hành và mùi khó chịu của Amorphophallus titanum, nổi tiếng với tên gọi hoa phôi, thu hút đám đông lớn và sự chú ý của truyền thông đến các vườn thực vật hàng năm. Năm 2015, chẳng hạn, khoảng 75.000 người đã ghé thăm Vườn Thực vật Chicago để xem một trong số các bông hoa phôi của họ nở. Hơn 300.000 người xem nó trực tuyến.

Nhưng mặc dù nổi tiếng, tương lai của hoa phôi là không chắc chắn. Khoảng 500 cá thể còn sống trong các vườn thực vật và một số bộ sưu tập của đại học và tư nhân vào năm 2019 có mối quan hệ sâu sắc—sự thiếu đa dạng gen có thể làm cho chúng trở nên tổn thương hơn đối với nhiều vấn đề, chẳng hạn như bệnh tật hoặc biến đổi khí hậu.

Hoa phôi không khá hơn nhiều trong quê hương Sumatra, nơi chúng đang giảm sút do mất rừng để làm gỗ và trồng cây. Năm 2018, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) xếp loài cây này vào danh sách động vật có nguy cơ tuyệt chủng. Có ít hơn 1.000 cá thể còn tự nhiên.

Để đối phó với sự thiếu đa dạng gen trong hoa phôi và sáu loài cây khác có hệ gen hạn chế, Vườn Thực vật Chicago đã đầu tư vào chương trình Công cụ và Tài nguyên cho Các Loài Thực vật Nguy cơ và Ngoại lệ (TREES) vào năm 2019. Chương trình này sẽ thực hiện kiểm tra gen rộng rãi tại các vườn thực vật đối tác, như báo The New York Times đưa tin vào tháng 12. Điều này cho phép các đối tác tạo ra một cơ sở dữ liệu về cây cỏ, để nói cách khác, để có thể đưa ra quyết định nuôi giống thông minh hơn và tăng cường đa dạng gen.

TREES có thể mở đường cho việc tái giới thiệu cây vào môi trường tự nhiên trong tương lai, nếu bất kỳ trong số bảy loài tiếp tục giảm sút hoặc đến gần việc tuyệt chủng, theo Jeremie Fant, một nhà bảo tồn khoa học thuộc Vườn Thực vật Chicago, người đứng đầu các nỗ lực bảo tồn cho hoa phôi. Tuy nhiên, một số chuyên gia lo ngại về việc mang gen từ cây trồng ở nước ngoại về môi trường tự nhiên của chúng.

Việc bảo tồn hoa phôi ngoài môi trường tự nhiên là một thách thức. Nó chỉ nở hoa hiếm hoi, và có các yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm cụ thể để mô phỏng môi trường tự nhiên của nó. Giống như nhiều cây trong chương trình TREES, hoa phôi khó tính cũng tạo ra hạt giống khó chịu, không thể lưu trữ dễ dàng vì phương pháp chính để bảo quản hạt giống là làm khô và đông lạnh—cách chính để bảo quản hạt giống—sẽ giết chúng. Các loài cây khác trong chương trình đơn giản là tạo ra quá ít hạt giống để làm cho việc ngân hàng hạt giống trở thành một lựa chọn khả thi.

Trong khi Vườn Thực vật Chicago đang đảm nhận vai trò chính trong việc bảo tồn hoa phôi, Vườn Thực vật Nhiệt đới Quốc gia ở Hawaii đang chủ trì việc thu thập và kiểm tra hai loài cây khác: Hibiscus waimeae và loài có nguy cơ tuyệt chủng Phyllostegia electra. Có hai vườn thực vật khác chủ trì các loài cây khác để giải quyết vấn đề phổ biến này.

“Chúng tôi tại các vườn thực vật phải hợp tác để bảo tồn một số loài,” Fant nói. “Bởi vì chúng tôi không thể làm được một mình.”

Hiện tại, hầu hết các nỗ lực bảo tồn thực vật diễn ra tại ngân hàng hạt giống, như Trung tâm Khoai tây Quốc tế tại Peru và Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế tại Nigeria. Những ngân hàng thông tin gen này thường đông lạnh hạt giống để nghiên cứu và sử dụng lâu dài. Ở Bắc Cực Na Uy, Kho Hạt giống Toàn cầu Svalbard giữ một bản sao lưu của hạt giống từ khắp nơi trên thế giới để phòng ngừa trường hợp cửa hàng địa phương bị ảnh hưởng. Nhưng điều này không phù hợp với cây có hạt giống khó chịu.

Thường, các loại cây ấm áp—bao gồm cả hoa phôi—tạo ra những hạt giống khó chịu, nhưng cũng có ngoại lệ, chẳng hạn như cây sồi. Theo nghiên cứu của Vườn Thực vật Hoàng gia, Kew, Vương quốc Anh, 36% cây nguy cơ tuyệt chủng có hạt giống khó chịu. Nhiều loại cây nông nghiệp nổi tiếng, như dừa, cũng tạo ra hạt giống khó chịu.

Nếu một loài cây quan trọng về mặt kinh tế và tạo ra hạt giống khó chịu—như dừa—những nhà bảo tồn thường sẽ tạo ra những gì được gọi là “ngân hàng gen trường,” theo Nigel Maxted, giáo sư bảo tồn gen cây ở Đại học Birmingham, người không tham gia chương trình TREES. Những ngân hàng gen trường này có nhiều cây giống nhau mọc ở cùng một khu vực. Chúng chiếm rất nhiều không gian, và sự gần gũi của các cây với nhau cũng tạo điều kiện cho những mối đe dọa khác. “Bệnh tật có thể đi qua toàn bộ vùng đó một cách dễ dàng,” Maxted nói.

Do đó, bảo tồn các loài cây bằng cách phân tán cây cá thể qua nhiều vườn thực vật, hoặc các bộ sưu tập khác, có thể là một chướng ngại chống lại sự tuyệt chủng, vì nó giảm đáng kể khả năng mỗi cây sẽ chết cùng một lúc, theo Susan Pell, phó giám đốc điều hành của Vườn Thực vật Hoa Kỳ, một thành viên của TREES.

Nhưng việc khuyến khích đa dạng gen trong các vườn thực vật có thể khó khăn, đặc biệt là với những loại cây khó tính và hiếm có. Như nhiều loại cây khác, hoa phôi có thể sinh sản theo nhiều cách khác nhau. Đôi khi, chúng sinh sản không dục: Một lồi giống củ ở gốc thân của chúng, được gọi là củ ủi, phát triển to lên và cuối cùng nứt ra, tạo ra nhiều cây gen giống nhau. Mặc dù điều này đã tăng hiệu quả số lượng hoa phôi trong các vườn thực vật, nhưng nó chưa đưa lại nhiều cho đa dạng gen của quần thể.

Hoa phôi cũng có thể sinh sản theo cách giao phối, đòi hỏi sự thụ phấn từ côn trùng—hoặc, trong các vườn thực vật, từ con người với cây bút sơn. Không có lịch trình cố định cho việc nở hoa của hoa phôi; mỗi cây mất một số năm biến đổi và nở hoa không đều dựa trên điều kiện như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và các yếu tố khác.

Để giúp lai tạo theo lịch trình không đoán trước này, Vườn Thực vật Chicago đang tạo ra một kho phấn hoa phôi, có thể được gửi đi khi có một cây mẫu khác không quá liên quan nở hoa. Những nỗ lực nhắm mục tiêu về thụ phấn này có thể dẫn đến các hậu duệ có gen mạnh mẽ hơn. Mặc dù TREES chưa dẫn đến việc lai tạo hoa phôi, Vườn Thực vật Chicago đã sử dụng phương pháp này để lai tạo chiến lược cho một loại cây khác gọi là Brighamia insignis, còn được biết đến với tên cây bắp cải trên que cắm, có nguy cơ tuyệt chủng.

Chương trình TREES khởi đầu từ mức độ đa dạng gen thấp đối với hoa phôi và các loại cây khác. Trong 100 năm qua, chỉ có 20 bộ sưu tập được ghi chép từ tự nhiên cho các vườn thực vật.

Đôi khi, các vườn thực vật sẽ nhận gen cây hiếm từ vườn ươm và bộ sưu tập cá nhân. Ví dụ, ba cây hoa phôi của Vườn Thực vật Hoa Kỳ đã được mua dưới dạng hạt từ một người trồng cây ở Hawaii. Nhưng vì việc thu thập cây từ tự nhiên có thể khó khăn và tốn kém, các vườn thực vật thường sẽ nhân bản các mẫu và chia sẻ hậu duệ với các bộ sưu tập khác. Trong trường hợp cây có đa dạng gen thấp, điều này có nghĩa là tăng số lượng nguyên liệu, nhưng lại không giúp ích nhiều cho sức khỏe gen.

“Về mặt đa dạng gen, là không hy vọng,” Maxted nói.

Ông thêm rằng TREES có thể giúp. Phương pháp của chương trình đã được triển khai thành công trong vương quốc động vật từ lâu. Ví dụ, nhiều sở thú và nỗ lực bảo tồn tạo ra sách con, hoặc tài liệu được sử dụng để theo dõi cây phả hệ của các loài cụ thể. Chiến thuật này đã được sử dụng để theo dõi dòng dõi của vô số loài đang bị đe dọa trên khắp thế giới, bao gồm cả gấu panda đỏ.

“Nói chung, tất cả những gì bạn tìm kiếm chỉ là để tối đa hóa sự biến đổi,” Maxted nói.

Mặc dù TREES có thể tăng đa dạng gen cho hoa phôi trong nước, một số nhà nghiên cứu không chắc chắn liệu hoa phôi—và cây cỏ nói chung—có cần thiết phải được tái giới thiệu vào môi trường tự nhiên hay không. Điều này đặc biệt đúng đối với các loài cây trong các vườn thực vật ở xa so với vùng tự nhiên của chúng.

Có hai quan điểm đối lập, Pell nói. Đầu tiên là chỉ nên tái giới thiệu cây cỏ gần khu vực đó. Đối với hoa phôi, điều này có thể có nghĩa là lấy từ Vườn Thực vật Bogor ở Indonesia, nơi có một số mẫu cây. Quan điểm thứ hai ủng hộ ý tưởng đưa cây trồng ở nước ngoại trở lại tự nhiên và để tự nhiên lựa chọn, ngay cả khi điều đó có nghĩa là cây ngoại lai có thể phát triển mạnh mẽ hơn hoặc cạnh tranh với loài tự nhiên của chúng. (Mặc dù TREES nhằm mục tiêu là làm cho việc tái giới thiệu hoa phôi vào môi trường tự nhiên trở nên khả thi, nếu các nhà bảo tồn quyết định đó là cần thiết, nhưng cho đến nay chưa có nỗ lực nào để thực hiện điều này.)

Việc tái giới thiệu cũng có thể mất nhiều thời gian, tiền bạc và công sức, Joyce Maschinski, giám đốc bảo tồn cây ở San Diego Zoo Global và làm Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Trung tâm Bảo tồn Cây, nói. Việc theo dõi và chăm sóc lâu dài mà cây cỏ cần để phát triển mạnh mẽ trong môi trường tự nhiên cũng tốn kém. Tương tự, việc di chuyển cây qua biên giới có thể khó khăn, và các quy định xung quanh điều này khác nhau từ quốc gia này sang quốc gia khác, tuy nhiên, bà thêm vào, việc di chuyển phấn hoa hoặc hạt từ cây ở vườn thực vật có lẽ dễ dàng hơn.

Mặc dù có những thách thức, các tổ chức bảo tồn và vườn thực vật đã trở nên giỏi trong việc tái giới thiệu cây, Maschinski nói. Những nhóm này cung cấp nhiều hơn trong việc theo dõi, ghi chép và chăm sóc cây sau khi chúng được đặt vào môi trường tự nhiên, bao gồm việc rào chặn khu vực được trồng mới và tưới nước cho chúng.

Với một số loại cây, phương pháp này có thể là hy vọng duy nhất. Mặc dù có lo ngại về việc tái giới thiệu cây trồng ở nước ngoại trở lại môi trường tự nhiên, Maschinski thêm vào, đặc biệt là với các loài hiếm có thể sẽ tuyệt chủng nếu không.

Trong tương lai, nếu việc tái giới thiệu trở nên cần thiết, những nỗ lực như TREES có thể đảm bảo một cộng đồng khỏe mạnh và đa dạng của hoa xác chết và các loại cây đang nguy cấp khác, Fant cho biết. Các nhà nghiên cứu tham gia vào dự án TREES cũng cho biết họ hy vọng phương pháp này có thể được triển khai cho các loài khác có thể hưởng lợi, khi cần thiết. Dự án đang mở rộng và yêu cầu mẫu từ các vườn thực vật—bao gồm cả các nhóm ngoài Hoa Kỳ như Vườn thực vật Bogor.

Theo Maschinski, cây là những người sản xuất chính trong môi trường sống tự nhiên của chúng, và do đó, việc bảo tồn một số loài cây có thể tạo ra một “tác động lan truyền” đối với môi trường—chúng nuôi con trùng, con trùng nuôi chim, chim nuôi động vật, ví dụ. Nhưng theo Pell, vai trò của hoa xác chết trong môi trường sống tự nhiên của nó vẫn chưa rõ. Dù có phải là một loài chủ chốt hay không, hoa xác chết vẫn có thể là một đại sứ quý giá, một người thúc đẩy nhận thức về tình trạng khó khăn mà nhiều loài khác đang phải đối mặt, cô nói.

“Tôi nghĩ về hoa xác chết như là panda của thế giới thực vật theo nhiều cách,” cô nói. “Nó thực sự là thú vị, và mọi người rất bị thu hút bởi nó nên nó có thể là người phát ngôn quan trọng cho sự quan trọng của việc bảo tồn toàn bộ đa dạng sinh học của chúng ta, và đặc biệt là trong thế giới thực vật.”

Ngay cả nếu chương trình TREES không dẫn đến việc tái giới thiệu vào tự nhiên, vẫn có giá trị khi bảo vệ hoa xác chết trong các vườn thực vật, Cyrille Claudel, một nhà sinh học tại Đại học Hamburg cho biết. Điều này cũng có thể dễ dàng hơn là để cây mọc tự nhiên, ông nói, thay vì cố gắng đưa chúng trở lại. Bảo vệ hoa xác chết trong tình trạng nuôi nhốt sẽ cho phép những người tò mò tiếp tục nghiên cứu về cây—hoặc cho phép mọi người đơn giản là kinh ngạc trước chúng.

Theo Claudel, cây cũng đáng giữ lại chỉ vì giá trị của nó: “Đó có lẽ chỉ là loài cool nhất trên trái đất, nên tôi rất muốn nó được bảo tồn trong tự nhiên và trồng trọt.”

• 📩 Muốn nhận thông tin mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa? Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi ngay!
• Trở nên giàu có bằng cách bán thời trang đã qua sử dụng trực tuyến—hoặc cố gắng đến cùng
• Đợt tăng trưởng về 'tòa nhà lành mạnh' sẽ kéo dài hơn cả đại dịch
• Tương lai của công việc: ‘ars longa’ của Tade Thompson
• Một hướng dẫn mới cho vi khuẩn hoang dã trên Trái Đất
• Joe Biden cần một Phó Chủ tịch kỹ sư, không phải Giám đốc Công nghệ
• 🎮 MYTOUR Games: Nhận những mẹo mới nhất, đánh giá và nhiều hơn nữa
• 📱 Lưỡng lự giữa những chiếc điện thoại mới nhất? Đừng lo lắng—hãy xem hướng dẫn mua iPhone và điện thoại Android yêu thích của chúng tôi