Người ta lần đầu tiên phát hiện ra những loài lan ăn nấm đã dâng hoa của mình cho ruồi giấm ăn nấm để đổi lấy sự thụ phấn, đây là bằng chứng đầu tiên cho thấy sự thụ phấn trong vườn ươm ở hoa lan. Mối quan hệ động vật - thực vật mới độc đáo này gợi ý về một quá trình tiến hóa hướng tới sự cộng sinh lẫn nhau.

Mối quan hệ tương hỗ giữa Gastrodia foetida và loài thụ phấn của nó, cả hai đều chủ yếu ăn nấm. Những bông hoa tỏa ra mùi giống như nấm để thu hút ruồi. Khi ruồi ăn hoa, các hạt phấn hoa sẽ bám vào lưng chúng (1). Khi ruồi rời khỏi một bông hoa và đến một bông hoa khác để đẻ trứng, phấn hoa đã bám vào lưng sẽ tiếp xúc với nhụy, hoàn thành quá trình thụ phấn (2). Sau khi thụ phấn thành công, hoa bắt đầu thối rữa và ấu trùng nở bên trong bắt đầu ăn cánh hoa (3). Ấu trùng phát triển hơn nữa bằng cách ăn những cánh hoa rơi xuống đất (4). Khoảng một tuần sau, chúng trưởng thành. © ANSAI Shun (CC BY).

Hoa lan nổi tiếng với việc đánh lừa các loài thụ phấn đến thăm hoa bằng cách mô phỏng nguồn thức ăn, nơi sinh sản hoặc thậm chí là bạn tình mà không thực sự đưa ra bất cứ điều gì đáp lại. Chi lan Gastrodia ăn nấm, không quang hợp cũng không khác: Để thu hút ruồi giấm (Drosophila spp.), cây thường phát ra mùi giống như chế độ ăn thông thường của chúng là trái cây lên men hoặc nấm thối. Ruồi giấm bị dụ vào những bông hoa, bị mắc kẹt ở đó một thời gian ngắn và lấy phấn hoa dính vào lưng chúng, sau đó chúng vận chuyển đến các cây khác cùng loài. Vì vậy, mối quan hệ đánh lừa này chỉ mang lại lợi ích cho một đối tác.

Hoa của Gastrodia foetida. © SUETSUGU Kenji (CC BY).

Nhà sinh vật học thực vật Đại học Kobe SUETSUGU Kenji, một chuyên gia về các loài lan này, đã nhận thấy rằng một số loài thuộc chi này, Gastrodia foetida, có những cánh hoa đặc biệt dày, có thể phân hủy và rụng đi vài ngày sau khi thụ phấn. Ông đã quyết định điều tra những loài thực vật này để tìm kiếm ví dụ đầu tiên về hoa lan tham gia vào quá trình “thụ phấn trong vườn ươm”, tức là một loại cây cung cấp nơi sinh sản cho loài thụ phấn của nó. Và thực sự, trong nghiên cứu hiện được công bố trên tạp chí Ecology, ông báo cáo rằng ruồi giấm thường đẻ trứng vào hoa của cây và ấu trùng của chúng có thể phát triển hoàn toàn thành ruồi trưởng thành trong môi trường này.

Suetsugu cho biết: “Khía cạnh hấp dẫn nhất là, trái ngược với cái tên thông thường là ruồi 'ăn quả', Drosophila bizonata, một loài chuyên ăn nấm, chủ yếu sử dụng những hoa Gastrodia foetida đang phân hủy làm nơi ấp trứng. Một lời giải thích hợp lý là thực tế rằng Gastrodia foetida là một loài lan không quang hợp mà ăn nấm. Những loài lan không quang hợp này thường biểu hiện sự giống nhau về mặt hóa học với các loại nấm mà chúng đồng hóa, nhấn mạnh câu ngạn ngữ lâu đời 'Bạn là những gì bạn ăn'. Là một loại cây ăn nấm, G. foetida có thể có mùi vị tương tự như một loại nấm, khiến nó trở thành mục tiêu hàng đầu của ruồi giấm chuyên nấm”. Phát hiện này rất có ý nghĩa vì nó phát hiện ra một loại hệ thống thụ phấn vườn ươm mới, vượt xa các chiến lược đánh lừa thường thấy trong chi này.

Ruồi giấm đẻ trứng bên trong hoa Gastrodia foetida. © SUETSUGU Kenji (CC BY).

Nhà nghiên cứu của Đại học Kobe giải thích thêm rằng mối quan hệ này không bắt buộc cũng không rõ ràng, tức là ruồi giấm cũng đẻ trứng phát triển đầy đủ trên nấm. Do đó, phát hiện này có thể là một ví dụ cho sự chuyển đổi từ mối quan hệ đánh lừa sang cộng sinh tương hỗ, được giả thuyết bởi hai yếu tố: chi phí thấp cho cây, vì cánh hoa không cần thiết nữa sau khi thụ phấn; và Gastrodia có liên quan chặt chẽ đó chủ yếu sử dụng chiến lược đánh lừa mà không cung cấp vườn ươm.

Ấu trùng ruồi đục quả đang ăn mô hoa đang phân hủy trên mặt đất. © SUETSUGU Kenji (CC BY).

Suetsugu kết luận: “Nghiên cứu này là bằng chứng đầu tiên về sự thụ phấn trong vườn ươm ở hoa lan, bao gồm gần 30.000 loài và là nhóm thực vật đa dạng nhất trên thế giới. Ngoài ra, nó còn đóng góp sự hiểu biết quan trọng cho các mối quan hệ phức tạp và cùng có lợi có thể phát triển trong tự nhiên. Sự hiểu biết về cách thực vật có thể mang lại lợi ích thực sự thay vì chỉ đánh lừa các loài thụ phấn có thể tác động đến nghiên cứu rộng hơn về tương tác thực vật-động vật và động lực tiến hóa của chúng”.

Theo Phys.org