Bí ẩn về loài thực vật kỳ lạ có khả năng tự “cải tử hoàn sinh” giữa sa mạc khắc nghiệt

Nếu trên thế giới tồn tại một loài thực vật xứng đáng với danh xưng “cây hồi sinh”, vinh dự đó chắc chắn thuộc về Selaginella lepidophylla. Sự phục hồi kỳ diệu của loài cây này không chỉ ấn tượng với khoa học hiện đại mà còn mang dấu ấn lịch sử vô cùng sâu sắc.

Nhiều thế kỷ trước, việc một cái cây nâu sần, quắt queo sống lại chỉ trong vài giờ sau khi được phun nước từng được coi là phép màu thực sự. Sự thay đổi ngoạn mục này đã được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha tận dụng để giải thích khái niệm tái sinh, từ đó thuyết phục người dân bản địa ở châu Mỹ cải đạo sang Cơ đốc giáo.

Loài thực vật S. lepidophylla nổi tiếng với khả năng sống sót sau tình trạng khô hạn khắc nghiệt ở sa mạc Chihuahuan của Mexico, đôi khi kéo dài trong vài năm. Khi không có nước, loài cây này không gục ngã mà bắt đầu quá trình tự vệ bằng cách cuộn tròn các nhánh vào trong thành một cấu trúc giống như quả bóng.

Nó chấp nhận mất tới 95% lượng nước tự nhiên, những chiếc lá chuyển sang sần sùi mang màu nâu xám xịt. Dưới mắt thường, cái cây trông như một thực thể vô hồn đã chết khô từ lâu. Thế nhưng, tất cả những gì mầm sống bên trong cần chỉ là một vài giọt nước để thức tỉnh trao đổi chất.

Chỉ trong vòng vài giờ ngắn ngủi sau khi tiếp xúc với độ ẩm, S. lepidophylla từ từ hé mở. Nó chậm rãi lấy lại màu xanh rực rỡ và tiếp tục quá trình quang hợp như chưa từng trải qua cơn khát. Thường được mô tả như một kỳ quan thực vật đích thực, cây hồi sinh có thể sống lại sau nhiều năm ròng rã ngủ đông.

Trong suốt khoảng thời gian khó khăn đó, tất cả các quá trình trao đổi chất trong thân cây đều được giảm xuống mức tối thiểu nhất có thể để duy trì sự sống mỏng manh.

Chìa khóa mở ra khả năng phục hồi đáng chú ý của cây hồi sinh nằm ở cơ chế sinh hóa tinh vi bên trong. Cụ thể, đó là khả năng tự tổng hợp trehalose và betaine, hai hợp chất có ý nghĩa sống còn đối với sự tồn tại của nó.

Trehalose là một loại đường kết tinh đóng vai trò hoàn hảo trong việc thay thế lượng nước tại các mô thực vật, đồng thời bảo vệ nó khỏi những tổn thương do sự tích tụ của muối gây ra. Song hành cùng với đó, betaine cũng đảm nhận vai trò bảo vệ tương tự, làm tăng sức đề kháng của cây trong những thời kỳ hạn hán cực đoan nhất.

Như thể sự hồi sinh chưa phải là một cơ chế sinh tồn đủ ngầu, Selaginella lepidophylla còn có một khả năng thoát hiểm vô cùng độc đáo. Nếu tình trạng khô hạn khắc nghiệt vẫn tiếp tục kéo dài mà không có hồi kết, loài cây này có thể tự tách rời phần thân khỏi rễ của chính mình.

Cơ chế này biến cái cây thành một quả cầu nhẹ, cho phép nó dễ dàng được những cơn gió cuốn đi. Nhờ vào sự di chuyển vô định này, cây mang theo hy vọng hạ cánh xuống một nơi hiếu khách hơn, nơi nó có thể bén rễ một lần nữa và tiếp tục sự phát triển.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần chỉ ra là cây hồi sinh hoàn toàn không phải là một thực thể bất tử. Sức chịu đựng vĩ đại của nó vẫn bị trói buộc bởi những giới hạn sinh học nhất định. Khả năng chống chọi lại các tác động tàn phá của hạn hán cực đoan sẽ suy giảm dần theo thời gian.

Sau hàng chục chu kỳ hồi sinh liên tục, cây cuối cùng sẽ chết. Tương tự như vậy, nếu hiện tượng mất nước xảy ra quá nhanh khiến cây không có đủ thời gian để chuẩn bị cho quá trình ngủ đông, nó hoàn toàn có thể chết ngay lập tức mà không bao giờ tỉnh lại.