Thảo dược quý hiếm tiến hóa để trốn tránh con người?

Ở Đông Bắc Trung Quốc, trên dãy Hoành Đoạn, một loài thảo dược nhỏ bé ngày càng trở nên khó tìm hơn.

Đó là Fritillaria delavayi. Loài thảo dược này có 3-5 lá màu xanh sáng và cuống ngắn. Mỗi năm một lần, chúng nở một bông hoa dạng tulip, màu xanh ngả vàng rực rỡ. Nhưng ở một giống Fritillaria đặc biệt, lá xanh và hoa vàng bắt mắt đã bắt đầu chuyển thành xám và nâu. Các nhà khoa học đặt ra nghi vấn rằng loài cây này đang tiến hóa về gen di truyền để lẩn tránh loài săn mồi đối địch chủ yếu của mình - con người.

Trong một nghiên cứu được xuất bản trên tờ Curren Biology, các nhà khoa học Trung Quốc và Anh phát hiện ra ở những khu vực nơi Fritillaria delavayi bị hái với tỷ lệ cao, loài thảo dược này có xu hướng ngụy trang.

Trong lúc nhiều loài thực vật trở nên nhỏ hơn khi bị thu hoạch quá mức - do những cá thể lớn hơn bị hái trước khi có thể sinh sản, loài thảo dược này - vốn được dùng trong y học cổ truyền Trung Quốc như một loại thuốc để chưa các chứng bệnh về phổi như viêm phế quản, ho - có thể là ví dụ đầu tiên của việc thực vật bị đe dọa đã tiến hóa để hòa lẫn với môi trường xung quanh.

Fritillaria delavayi đã được thu lượm và dùng làm thuốc trong ít nhất 2.000 năm qua, nhưng do nhu cầu ngày càng tăng đi cùng nguồn cung không bền vững, cuộc săn tìm loài hoa này đã bắt đầu. Một cân củ - phần được dùng trong y học cổ truyền - có giá khoảng 480 USD. Mỗi củ chỉ có kích cỡ bằng ngón tay cái, do đó, một cân củ tương đương với hơn 3.500 cá thể cây.

Một vài giống Fritillaria có thể trồng được, nhưng delavayi sinh trưởng tự nhiên ở độ cao lớn, trong không khí lạnh và khô - điều kiện mà nông dân khó lòng tái tạo. Đồng thời, người tiêu dùng nghĩ loại mọc hoang tốt hơn, dù chưa có bằng chứng cho thấy quan niệm này là đúng - theo Yang Niu, một tác giả của nghiên cứu.

Năm 2011, ông và một nhóm nhà khoa học tiến hành nghiên cứu cách loài cây này thụ phấn, do tò mò tại sao vài hoa một năm là đực, nhưng những năm sau vừa là đực, vừa là cái. Dự án của họ thất bại sau khi những cây họ theo dõi trong tự nhiên bị đào lên và bán mất, khiến họ không còn đối tượng nghiên cứu.

Trước đó, Niu và các đồng nghiệp đã nghiên cứu về các loài thực vật ngụy trang để trốn tránh động vật ăn cỏ, và bị thu hút bởi một loại thảo dược Trung Quốc - một thực vật có màu sáng, vốn không bị động vật ăn. "Sau đó chúng tôi nhận ra việc thu hái có thể là điều kiện chọn lọc có tác động lớn", ông Niu trả lời trong một email.

Để thử nghiệm giả thuyết này, đầu tiên, các nhà nghiên cứu trò chuyện với những nhà thảo dược học địa phương, những người đã có 6 năm ghi chép về nơi sinh trưởng của loại cây này, cũng như số lượng bị thu hái. Họ xác định khu vực nào đã bị thu hoạch nhiều và dễ tiếp cận, để so sánh với những cây mọc ở khu núi đá, địa hình hiểm trở. Sử dụng máy đo quang phổ - thiết bị đo cường độ ánh sáng ở các bước sóng để xác định màu, họ thống kê màu sắc của của cây ở các khu vực khác nhau, từ đó tìm ra mối tương quan giữa số lượng cây bị thu hái tại một điểm và màu sắc của hoa.

Ở các vùng khó tiếp cận, ít có con người xuất hiện, cây vẫn giữ màu xanh và vàng sáng. Tuy nhiên, ở những nơi cây bị thu hái với số lượng lớn, màu sắc dần trở nên tối hơn. Delavayi là giống Fritillaria duy nhất sống ở độ cao lớn.

Các nhà khoa học thậm chí còn tạo ra một trò chơi có tên "Tìm cây", để xem những cây ngụy trang dễ bị tìm thấy đến mức nào. Khi một tình nguyện viên được yêu cầu tìm Fritillaria delavayi giữa đất đá, họ tốn nhiều thời gian để xác định cá thể có màu sắc ít sặc sỡ hơn.

"Đây là một phát hiện thú vị và mang tính đột phá", Matthew Rubin, nhà sinh vật học tiến hóa tại Trung tâm Khoa học Thực vật Danforth (Missouri, Mỹ) - người không tham gia nghiên cứu này, đánh giá.

"Chúng ta đã biết rằng hàng nghìn năm qua, con người đã thay đổi hình dạng cây trồng bằng quá trình thuần hóa, khi ta lai tạo cây trồng làm thực phẩm. Đây là một ví dụ điển hình cho chọn lọc tự nhiên chịu tác động từ con người, ghi lại sự thay đổi và tìm ra mối liên hệ giữa thay đổi đó và áp lực từ con người, trong trường hợp này là việc thu hái" - ông Rubin nói thêm.

Trong khi việc con người gián tiếp thúc đẩy sự thích nghi của thực vật là khá phổ biến - ví dụ như thay đổi môi trường sống và từ đó gây ra biến đổi, điều này cho thấy mối liên hệ trực tiếp và hiếm gặp giữa con người với thực vật.

Jill Anderson, nhà sinh vật học tại Đại học Georgia (Mỹ), cho biết kết luận của nghiên cứu nói trên là "giả thuyết hấp dẫn", nhưng để có thể tin con người là nguyên nhân gây ra việc ngụy trang này, cô cần thêm bằng chứng.

Trong khi tác giả nghiên cứu loại trừ các loài ăn cỏ như bò yak là nguyên nhân phía sau sự tiến hóa của cây, bà Anderson đặt ra câu hỏi rằng liệu những thay đổi về khí hậu, như tia UV mạnh hơn ở độ cao lớn, có thể đã thay đổi màu sắc của cây hay không.

"Rõ ràng có những nhân tố khác góp phần tạo ra thay đổi này - thời tiết, độ cao, hay một loài ăn cỏ mà họ không bắt gặp. Nhưng mối liên hệ giữa việc thu hái và màu sắc khá mạnh mẽ, quần thể chịu áp lực thu hái lớn có màu gần với màu môi trường xung quanh nhất" - ông Rubin chia sẻ.

Giả sử con người là nhân tố tạo ra sự thay đổi: Vì sao việc thu hái củ khiến những cây này chuyển thành màu nâu?

"Con người bước vào một quần thể và thu hoạch những cây dễ nhìn thấy nhất. Số cá thể bị thu hái không còn khả năng kiến tạo thế hệ sau, trong khi cá thể ngụy trang có thể sống hết vòng đời của mình. Đó là tiến trình chọn lọc tự nhiên ở các quần thể này" - bà Anderson nói.

Fritillaria delavayi có thể đã tiến hóa trong một khung thời gian ngắn. Loại cây này thường mất 5 năm để sinh sản, nghĩa là những cây màu xanh sáng có thể bị thu hái trước khi có cơ hội truyền lại gen màu sắc của mình. Trong một hoặc hai thế hệ, một quần thể cây ở khu vực có tần suất thu hái cao có thể tạo ra một vốn gen với các ADN xám và nâu là chủ yếu, dù các nhà khoa học không phân tích gen của loại cây này.

Con người cũng từng ảnh hưởng đến các loài khác. Anderson cho biết một số loại cá, như cá tuyết Đại Tây Dương và cá hồi hồng vốn là mục tiêu đánh bắt của nhiều ngư dân. Khi bị quây vào lưới, những con nhỏ hơn có thể chui ra, trong khi những con lớn hơn kẹt lại. Theo thời gian, kích cỡ của các cá thể trở nên nhỏ hơn.

"Họ áp dụng một giả thuyết được bàn luận nhiều trong hệ thống động vật với thực vật. Đây là nghiên cứu đầu tiên tôi từng đọc chú trọng vào việc hoạt động thu hái của con người có thể ảnh hưởng đến những đặc tính cơ bản như màu sắc của cây" - bà nói thêm.

Một số ví dụ khác cũng cho thấy sự ảnh hưởng của con người đến đặc tính của thực vật theo thời gian. Tuyết liên hoa (sen tuyết) - một loài thực vật bị đe dọa khác ở Trung Quốc - cũng mọc ngắn hơn khoảng 10 cm so với một thế kỷ trước tại những khu vực thường bị thu hái. Trong thế kỷ qua, sâm Mỹ mọc ở khu vực phía đông nước Mỹ cũng trở nên nhỏ hơn, với lá nhỏ hơn.

Ông Niu cho biết chính phủ Trung Quôc đang tiến hành cập nhật mức bảo tồn với Fritillaria delavayi để bảo vệ loài cây này tốt hơn. Số lượng hiện tại của loài này chưa được xác định, nhưng các khảo sát gần đây cho thấy lượng cây trong tự nhiên có thể đang giảm dần.

"Riêng việc điều đó được ghi lại cũng đã là một khởi đầu tốt" - ông Rubin nói.