Sharing Chemistry with the Community

Hóa học của cây bắt ruồi Venus

Hầu hết thực vật lấy dinh dưỡng từ đất. Điều này không có gì để bàn cãi, từ sau khi cơ chế này được Darwin đề nghị cách đây hơn 140 năm. Tuy nhiên lại có một loài thực vật lại không giống như vậy. Chúng lấy dinh dưỡng từ việc bắt và tiêu hóa con mồi khi cần. Đó chính là cây bắt ruồi Venus.

Vậy làm thế nào để chúng có thể thu hút con mồi? Hay chúng tiêu hóa thức ăn ra sao? Câu hỏi này đã được trả lời bằng cách “thần thánh hóa” trong các bộ phim điện ảnh hay tiểu thuyết.

Cho đến hiện tại, khoa học cũng phần nào vén lên bức màn bí mật về loài thực vật này. Vì thế để giúp cho các bạn hiểu hơn về vấn đề này, chủ đề hôm nay sẽ là hóa học của cây bắt ruồi Venus nhé!

Trước tiên, chúng ta sẽ tìm hiểu vài nét về chúng trước đã.

Cây bắt ruồi Venus (tên khoa học Dionaea muscipula) là một loài thực vật ăn thịt thuộc họ Gọng vó có thể bắt và tiêu hóa con mồi động vật, chủ yếu là côn trùng và nhện. Đây là một  loại cây trong một nhóm rất nhỏ các loài thực vật có khả năng di chuyển nhanh, chẳng hạn như MimosaCodariocalyx motorius, gọng vó và utricularia. Loại cây ăn thịt này xuất xứ ở các vùng đất ngập nước cận nhiệt đới ở vùng ven biển phía Đông Hoa Kỳ, Bắc Carolina và Nam Carolina.

Cơ chế bẫy con mồi

Cấu trúc bẫy của nó được hình thành bởi phần cuối của mỗi lá cây và được kích hoạt bởi các sợi lông nhỏ trên bề mặt bên trong. Khi một con côn trùng hoặc nhện, bò dọc lá vô tình tiếp xúc với lông nhỏ thì sẽ không có điều gì xảy ra. Tuy nhiên, cái bẫy sẽ khép lại nếu một sợi lông khác nhau được tiếp xúc trong vòng hai mươi giây của đợt tấn công đầu tiên.

Nguyên nhân là do việc chạm dẫn đến sự tích luỹ những hóa chất. Đặc biệt là β-D-glucopyranosyl-12-hydroxyjasmonic acid. Và khi nồng độ những chất này đủ lớn thì chúng sẽ đóng lại. Nếu việc chạm diễn ra nhiều hơn thì sẽ dẫn đến việc sản sinh ra hormone jasmonic acid.

Ngoài ra, cơ chế này còn có vai trò như là một biện pháp tự vệ, chống lại một sự lãng phí năng lượng trong các đối tượng bẫy không có giá trị dinh dưỡng

Cách tiêu hóa con mồi

Khi con mồi bị giữ lại và tín hiệu sản sinh jasmonic acid xuất hiện, thì hệ thống tiêu hóa của cây bắt ruồi sẽ tiết ra một loại enzym như là protease. Lúc này, độ pH sẽ giảm. Thêm vào đó, glutathione (GSH) tìm thấy trong một loại enzym đặc biệt trong cây sẽ giúp bảo vệ những enzym này trong điều kiện acid. Quá trình này thường kéo dài khoảng 5 ngày, cho đến khi con mồi được tiêu hóa hoàn toàn.

Chúng sẽ lấy nitrogen từ những amino acid của con mồi để sản xuất protein và lấy carbon để làm nhiên liệu cho việc thở và hô hấp.

Cách dẫn dụ con mồi

Các nhà khoa học đã chứng minh được rằng cây bắt ruồi Venus đã phát ra mùi hương gồm hơn 60 hợp chất bay hơi (VOCs), chủ yếu là các hợp chất terpen, hợp chất thơm, và hợp chất chi phương bao gồm alkan, cacbonyl, rượu, axit và este, nhiều trong số này chỉ xuất hiện khi chúng được tiếp xúc với ánh sáng.

Phần lớn các hợp chất này (với ngoại trừ chỉ có hai, 1- (1-cyclohexen-1-yl) -ethanone và axít dodecanoic propyl este) đã được mô tả là thành phần điển hình dễ bay hơi của hoa quả và mùi hương hoa. Các hợp chất khác như caryophyllene, ocimene, linalool, α-pinene, 6-metyl-5-hepten-2-one, benzyl alcohol, benzaldehyde, và rượu phenylethyl đặc biệt phổ biến, xuất hiện trong mùi hương hoa của hơn một nửa số họ của tất cả các cây trồng.

Những mùi hương này và màu sắc cây sặc sỡ đã góp phần dẫn dụ và thu hút côn trùng rơi vào bẫy của chúng.

Đến đây thì bài viết đã hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích phần nào cho các bạn trong tương lai. Lần sau nếu có điều kiện tiếp xúc hay trồng chúng tại nhà thì hãy nhớ về hóa học của chúng nhé!

Tham khảo WikipediaJürgen Kreuzwieser, Uni-wuerzburg và  C&EN.

Leave a Reply