Loài cây ăn thịt từng là tiêu điểm của nhiều nghiên cứu khoa học và là nguồn ý tưởng sáng tạo trong lĩnh vực phim ảnh. Đã có rất nhiều câu chuyện hư cấu về loài thực vật kì lạ này. Vậy thực chất có cây ăn thịt người hay không ? Tại sao nhiều loài động vật lại đến gần loài cây này để tự tìm đến cái chết ? Hãy xem các nhà sinh vật học và hóa học đã chung tay tìm hiểu loài thực vật này như thế nào.
Vì sao cây ăn thịt (Carnivorous plants) cần “ăn thịt” để phát triển ?
Họ cây ăn thịt cũng có các hoạt động sống giống bao loài thực vật khác như là quang hợp – Hầu hết các loài cây đều sử dụng năng lượng mặt trời chuyển hóa carbon dioxide CO2 và nước thành đường Glucoze và oxi. Đường sau đó biến đổi thành năng lượng cho cây dưới dạng ATP (Adenosine triphosphate). Đây là hợp chất tham gia vào quá trình sinh hóa giúp trao đổi năng lượng của sinh vật.
![[IMG]](https://i0.wp.com/hoahocngaynay.com/wp-content/uploads/2021/07/atp-20140216120558.jpg?resize=273%2C171&ssl=1)
Tuy nhiên, bên cạnh việc sử dụng đường cung cấp năng lượng, cây xanh nói chung cũng cần các khoáng chất, amino axit và vitamin để tồn tại. Do đó, cây rất cần nguồn dinh dưỡng bổ sung:
- Nitơ – để tổng hợp amino axit, nucleic axit và protein
- Phosphor – một phần của phân tử ATP mang năng lượng
- Magiê – một trong những nguyên tố giúp vận hành enzyme
- Lưu huỳnh – tổng hợp amino axit
- Canxi – cấu tạo lớp vỏ tế bào
- Kali – điều hòa lượng nước trao đổi của cây và môi trường
- Chất sắt – cần thiết cho quá trình quang hợp
Họ thực vật ăn thịt thường sinh trưởng ở vùng đất thiếu dinh dưỡng và khoáng chất. Vì vậy, động vật sống chính là nguồn thực phẩm bổ sung cần thiết cho loài cây này. Cây ăn thịt có khả năng bắt giữ và tiêu hóa con mồi bởi cấu tạo đặc biệt, có hình ấm, hình lá với nhiều xúc tu phóng thích enzyme tiêu hóa.
![[IMG]](https://i0.wp.com/hoahocngaynay.com/wp-content/uploads/2021/07/f2dc19b28bd436bf968795c932b1_grande-20140216120558.jpg?resize=468%2C330&ssl=1)
Họ thực vật ăn thịt thường sinh trưởng ở vùng đất thiếu dinh dưỡng và khoáng chất.
Hoạt động bắt mồi của cây ăn thịt
Con mồi thông thường là côn trùng, nhện, các loài giáp xác, các động vật không xương sống sinh sống trong đất và nước, hoặc động vật nguyên sinh, ngoài ra còn có các động vật to lớn hơn như thằn lằn, chuột, và một số động vật có xương sống khác. Nói chung, đối tượng con mồi của cây ăn thịt là bất cứ động vật nào nhỏ hơn kích thước bộ phận bắt mồi của chúng.
Mỗi loài thực vật ăn thịt có một cách bắt giữ, tiêu hóa và hấp thụ dinh dưỡng từ con mồi khác nhau, tùy vào cấu tạo đặc trưng. Hầu hết cây trong họ thực vật ăn thịt đều thu hút con mồi bằng màu sắc sặc sỡ, mùi hương quyến rũ … Phần lớn các loại cây ăn thịt đều có thể sống không cần động vật. Tuy nhiên, nguồn dinh dưỡng bổ sung từ động vật giúp chúng lớn nhanh hơn, sinh sản rộng khắp hơn. Chúng không được gọi là cây ăn côn trùng vì sự phong phú trong chuỗi thức ăn không chỉ giới hạn ở côn trùng.
![[IMG]](https://i0.wp.com/hoahocngaynay.com/wp-content/uploads/2021/07/Pgigantea-20140216120558.jpg?resize=400%2C303&ssl=1)
Pinguicula bắt mồi bằng chất dính trên lá
![[IMG]](https://i0.wp.com/hoahocngaynay.com/wp-content/uploads/2021/07/Dbinata-20140216120558.jpg?resize=400%2C414&ssl=1)
Drosera binata bắt mồi bằng xúc tu
Khi con mồi đã bị bắt giữ, lá cây ăn thịt lập tức khép lại tạo một không gian hoàn toàn kín. Dung dịch chứa enzyme tiêu hóa được tiết ra để làm ngạt con mồi và quá trình tiêu hóa bắt đầu. Enzyme này có thể hòa tan protein, nitơ, amino axit…trong cơ thể động vật từ đó cây hấp thu các chất dinh dưỡng này.
![[IMG]](https://i0.wp.com/www.topnews.in/health/files/NEWenzymes.JPG?resize=402%2C417)
Hình minh họa cấu trúc của enzyme tìm thấy trong cây ăn thịt Nepenthes alata. Enzyme này có thể hòa tan protein, nitơ, amino axit…trong cơ thể con mồi
Ứng dụng
Vì quá trình tiêu hóa con mồi của cây ăn thịt diễn ra rất lâu. Từ khi cây khép chặt con mồi cho đến khi mở ra trở lại là khoảng 10 ngày. Trong thời gian đó, xác con mồi có thể bị tấn công bởi các loại nấm mốc và gây hại cho bản thân cây. Để tránh điều đó, cây ăn mồi tiết ra một số enzyme và protein vào dung dịch tiêu hóa để khử nấm. Các chất này có khả năng hòa tan chất Chitin – là thành phần cấu thành vỏ tến bào vi khuẩn và nấm. Các nhà khoa học đã tận dụng ưu điểm này để nghiên cứu một loại thuốc kháng nấm mới hứa hẹn nhiều tiềm năng. Họ cho rằng nó có thể thay thế loại thuốc cũ kém hiệu quả, và do được sử dụng trong thời gian quá dài dẫn đến một số loại nấm kháng thuốc. Loại thuốc mới này vẫn còn trong giai đoạn phát triển trước khi được ứng dụng.
Cấu trúc chất Chitin (poly(N-acetylglucosamine))
Năm 2007, các nhà khoa học người Nhật là Naoya Hatano và Tatsuro Hamada đã phát hiện một số loại protein và enzyme có trong dung dịch tiêu hóa của cây ăn thịt, được thống kê trong bảng sau.
| Tên | Khối lượng phân tử (kDa hay ku) 1 u =1.660 538 782(83) × 10−24 g |
Chức năng
|
| β -D-xylosidase
|
70
|
Chưa rõ
|
| Nepenthesin I
|
65
|
Tiêu hóa mồi
|
| Nepenthesin II
|
63
|
Tiêu hóa mồi
|
| Thaumatin – giống protein
|
21
|
Diệt khuẩn
|
| β -1,3-glucanase
|
32
|
Diệt khuẩn
|
| Chitinase | 27 | Tiêu hóa mồi và diệt khuẩn |
Hoahocngaynay.com
Nguồn Gmlab.vn
| Tên | Khối lượng phân tử (kDa hay ku) 1 u =1.660 538 782(83) × 10−24 g |
Chức năng
|
| β -D-xylosidase
|
70
|
Chưa rõ
|
| Nepenthesin I
|
65
|
Tiêu hóa mồi
|
| Nepenthesin II
|
63
|
Tiêu hóa mồi
|
| Thaumatin – giống protein
|
21
|
Diệt khuẩn
|
| β -1,3-glucanase
|
32
|
Diệt khuẩn
|
| Chitinase | 27 | Tiêu hóa mồi và diệt khuẩn |
Hoahocngaynay.com/Hoahoc.info
Nguồn: Gmlab.vn
