Một nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Phó giáo sư Monica Gagliano, đã tiến hành thí nghiệm với loài cây xấu hổ (hay cây trinh nữ), và nhận thấy chúng có khả năng học tập, ghi nhớ trong ngắn hạn và dài hạn hệt như ở động vật.
Thực vật có khả năng ghi nhớ thông tin. Đây là phát hiện mới nhất của các nhà nghiên cứu từ Trường Đại học Tây Úc.
Họ đã rút ra kết luận này như thế nào? Trước hết hãy cùng chiêm ngưỡng loài cây quen thuộc này.
Cây trinh nữ hay còn gọi là cây xấu hổ, cây mắc cỡ, cây thẹn, hàm tu thảo (danh pháp hai phần: Mimosa pudica L.) là một loại thực vật họ Đậu. Đây là một loài cây rất “nhạy cảm”, bởi lẽ chỉ với một cú chạm nhẹ nhất, các lá cây sẽ ngay lập tức cụp xuống, khép lại trong một cơ chế tự bảo vệ, như thể nó đang sợ hãi. Đặc tính này rất có lợi cho sự sinh trưởng của cây để thích nghi với điều kiện tự nhiên. Ở phương nam thường gặp những trận mưa bão lớn, nên hành động thu lá lại của cây xấu hổ khi gặp mưa gió sẽ giúp nó cứu được các lá non.
Cây xấu hổ – một giống cây kỳ lạ:
Trong thí nghiệm của mình, PGS Gagliano đã trồng một số cây xấu hổ trong một chậu hoa, rồi đặt lên một thiết bị thả rơi sử dụng một đường ray trượt dọc bằng sắt. Như thế này:
PGS Gagliano sẽ thả rơi 56 chậu cây, mỗi chậu cây 60 lần. Cú thả rơi diễn ra ở độ cao 15 cm, và sẽ hạ cánh trên một miếng bọt xốp mềm, có tính năng chống bật nảy (một cú tiếp đất nhẹ nhàng, không dư chấn). Tốc độ thả rơi là vừa đủ để khiến lá cây xấu hổ phải cụp lại (xuất hiện phản ứng bảo vệ).
Tuy nhiên, cú thả rơi sẽ không gây nên bất kỳ tổn hại nào cho chậu cây xấu hổ vì hai lý do. Thứ nhất, miếng bọt xốp là một dung cụ tiếp đất lý tưởng; chậu cây sẽ rơi xuống miếng bọt xốp một cách nhẹ nhàng và giữ nguyên vị trí đó (không rung lắc). Thứ hai, 15 cm là khoảng cách quá ngắn để tạo nên một lực tác động mang tính “hủy diệt” đối với chậu cây.
Thông qua thí nghiệm này, PGS Gagliano muốn biết: Sau khi thả rơi 56 chậu cây, mỗi chậu 60 lần, liệu những cái cây này rốt cục có thể nhận thức được rằng sẽ chẳng có gì nguy hiểm xảy đến với chúng? Và khi đó, liệu chúng có ngừng cụp lá lại khi bị thả rơi?
Nói cách khác: Nếu một cái cây có thể thay đổi hành vi của bản thân dựa vào kinh nghiệm trong quá khứ, phải chăng chúng có tồn tại ký ức?
Sau khi tiến hành thí nghiệm, PGS Gagliano đã tìm ra lời giải đáp cho những nghi vấn của mình. Trong ghi chép của mình, bà nói bà đã “quan sát thấy một số cây không cụp lá hoàn toàn khi được thả rơi”. Có thể thấy, các cây xấu hổ đã nhận thức được tính an toàn trong những cú thả rơi vô hại này, và ngừng cụp lá lại. Trong trao đổi với một nhóm các nhà khoa học, bà nói “Cuối cùng, chúng [cây xấu hổ] hoàn toàn mở lá ra … Chúng chẳng thèm quan tâm đến những cú thả rơi nữa”.
Để ý các lá cây vẫn không cụp lại khi bị thả rơi sau 60 lần trải nghiệm. (Ảnh: Robert Krulwich)
Vậy, phải chăng đây là bằng chứng cho thấy thực vật cũng có khả năng ghi nhớ?
Những người theo chủ nghĩa hoài nghi cho rằng không phải vậy. Họ cho rằng những cây đó có thể đã quá mệt mỏi để có thể tiếp tục cụp lá lạị. Nghĩa là sau 60 lần bị thả rơi, chúng đã trở nên “kiệt sức”, và mất dần khả năng kích hoạt phản ứng bảo vệ bản thân (bằng việc cụp lá).
Tuy nhiên, PGS Gagliano không đồng tình với luận điểm như vậy. Bà đã thử nghiệm bằng cách lấy ngay những cây được cho là đã “kiệt sức”, đặt chúng vào một thiết bị rung lắc, và ngay lập tức chúng tái xuất hiện phản ứng cụp lá như trước đây. Nghĩa là “kiệt sức” không phải là lý do khiến chúng không xuất hiện phản ứng cụp lá sau khoảng 60 lần thả rơi.
Vậy lý giải thế nào cho hiện tượng này? Một cách giải thích được đưa ra là “ký ức”. Có lẽ vì có ký ức, nên chúng mới có thể ngừng phản ứng cụp lá khi bị thả rơi sau khi đã trải qua 60 lần thả rơi bình an vô sự. Có lẽ cũng chính vì có ký ức, nên chúng mới có thể biết được sự khác biệt giữa thí nghiệm thả rơi ban đầu và thí nghiệm rung lắc lúc sau, từ đó xuất hiện phản ứng tự bảo vệ bản thân như bình thường (cụp lá lại).
Không chỉ vậy, một tuần sau đó, PGS Gagliano lại tiếp tục thí nghiệm thả rơi với các cây xấu hổ ban đầu, nhưng chúng vẫn từ chối xuất hiện phản ứng cụp lá. Để chắc ăn, bà vẫn tiếp tục tiến hành thí nghiệm tương tự trong nhiều tuần, nhưng dù sau 28 ngày, các cây xấu hổ này vẫn có thể “nhớ” các ký ức đó, và không cụp lá lại khi bị thả rơi. Đây là một khoảng thời gian tương đối dài. Bà lấy ví dụ về loài ong, vốn sẽ quên những gì chúng trải nghiệm trong chỉ khoảng một vài ngày.
Tái hiện thí nghiệm Pavlov trên thực vật?
Có lẽ thí nghiệm trên sẽ ít nhiều khiến chúng ta liên tưởng đến một thí nghiệm kinh điển trong giới sinh học – thí nghiệm phát hiện ra phản xạ có điều kiện ở chó. Với những ai chưa biết Pavlov và định luật phản xạ có điều kiện của ông, thì có thể hiểu ngắn gọn như sau:
Ông đã dùng chuông để đánh thức sự thèm ăn của những chú chó mà ông tiến hành thí nghiệm. Mỗi khi cho chúng thức ăn, ông lại rung chuông. Cứ như vậy sau một khoảng thời gian nhất định, ông nhận thấy rằng chỉ cần rung chuông, và dù chưa cung cấp thức ăn cho chúng, nhưng các chú chó sẽ ngay lập tức tiết ra nước bọt. Và trong những lần kế tiếp, dù ông không còn cung cấp thức ăn cho chúng nữa, nhưng mỗi khi nghe tiếng chuông rung, chúng sẽ vẫn tiết nước bọt.
Chúng ta có thể lý giải về hiện tượng cụp lá ở những cây xấu hổ như sau: qua một giai đoạn trải nghiệm cùng một tác động từ môi trường bên ngoài (bị thả rơi) và kết quả không hề bị tổn hại, những cây xấu hổ này đã hình thành phản xạ không cụp lá trong điều kiện bị thả rơi.
Tuy nhiên kết quả này lại càng làm vấn đề thêm rắc rối. Vì Pavlov từng tiến hành thí nghiệm trên động vật (những chú chó), và chúng là những loài sinh vật có não bộ, biết suy nghĩ và lưu trữ ký ức. Vậy câu hỏi đặt ra là:
Tại sao những cây xấu hổ lại sở hữu khả năng đó mặc dù chúng không có não bộ?
Michael Pollan, một cộng tác viên của tờ New Yorker, đã từng cùng PGS Gagliano đến một buổi họp về khoa học. Ông kể lại việc bà PGS này đã gặp phải sự phản đối kịch liệt từ khá nhiều nhà sinh vật học. Họ cho rằng thật nực cười khi cho rằng thực vật có trí thông minh, vì chúng chỉ là những rô-bôt sinh học, và không thể học tập kinh nghiệm hoặc tự thay đổi hành vi cá nhân để thích ứng. Con người chúng ta sở hữu một bộ não khá lớn, với hàng nghìn tỉ nơ-ron đóng vai trò nhận thức, cảm thụ, suy nghĩ v.v. Chính vì vậy trên lý thuyết những loài sinh vật không có não bộ không thể làm được những điều tương tự, ví như việc “ghi nhớ”.
Nhưng PGS Monica Gagliano lại không nghĩ như vậy.
Trong bài viết của mình, bà nói “Cây cối có thể không có não bộ, nhưng chúng sở hữu một… mạng lưới tín hiệu phức tạp”.
“Những gì chúng ta quan sát thấy ở đây đã dẫn tới một kết luận rõ ràng, tuy rằng khá khác biệt: Quá trình ghi nhớ có thể không đòi hỏi mạng lưới nơ-ron thông thường như ở động vật; não bộ và nơ-ron chỉ là một biện pháp khả thi, và tinh vi đến nỗi không thể phủ nhận, nhưng chúng không nhất định là điều kiện cần cho việc học tập [ghi nhớ]”.
Biết đâu một ngày nào đó cây cối sẽ chứng minh những gì bà nói là đúng.
Quý Khải tổng hợp
Xem thêm: