Cây gọng vó

Gọng vó (Drosera) là một trong những chi thực vật ăn thịt lớn nhất, với 194 loài đã được biết tới, nằm trong họ gọng vó (Droseraceae). Có khả năng hấp dẫn, bắt và tiêu hóa con mồi (thường là côn trùng) bằng cách sử dụng các lông tuyến tiết ra chất keo bao phủ bề mặt lá. Dinh dưỡng từ con mồi được sử dụng để bổ sung cho cây ngoài nguồn dinh dưỡng nghèo nàn nơi cây sinh trường. Chi gọng vó có rất nhiều loài, kích cỡ đa dạng, phân bố rộng và có thể tìm thấy ở hầu hết các lục địa trừ Châu Nam Cực.

Cả tên khoa học (Drosera- bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp δρόσος: drosos =”giọt sương”) và tên tiếng Anh thông thường (Sundew- bắt nguồn từ tiếng La-tinh ros solis, với ý nghĩa giọt sương Mặt Trời) đều mang ý diễn tả giọt chất lỏng lấp lánh trên đầu lông tuyến trông giống như sương buổi sớm. Gọng vó thường là cây lâu năm (một số cây một năm), thân thảo, có dạng tròn thấp hoặc cao, chiều cao có thể từ 1 tới 100 cm phụ thuộc vào loài. Một số loài leo có thể đạt tới chiều dài 3 m ví như loài D.erythrogyne.

Theo nghiên cứu, vòng đời của cây có thể lên tới 50 năm. Gọng vó mang những đặc điểm chuyên hóa cho mục đích sử dụng chất dinh dưỡng thông qua việc bắt mồi, những loài Pygmy thì thiếu hụt emzyme giúp việc chuyển hóa Nitrat nên việc bắt mồi trở nên quan trọng. Các loài thuộc chi có thể được chia thành rất nhiều dạng phát triển:

• Gọng vó ôn đới: Những loài này thường sở hữu cụm lá nhiều chiếc giương thằng lên, lụi vào mùa đông. Tất cả các loài gọng vó Bắc Mĩ, châu Âu thuộc nhóm này D.arcturi từ Australia (bao gồm Tasmania) và New Zealand cũng là những loài gọng vó ôn đới mà lụi thành một kén hình sừng trong suốt kì ngủ đông.
• Gọng vó cận nhiệt: Những loài này thường mọc quanh năm do điều kiện khí hậu khá đồng nhất nới chúng sống.
• Gọng vó Pygmy: Một nhóm chứa khoảng 40 loài tới từ Australia, hầu hết có kích cỡ nhỏ, có khả năng sinh sản vô tính bằng gemmae (mầm đông), để chống lại cái nắng khắc nghiệt của mùa hè Australia, những loài này thường phát triển cụm lông ở trung tâm. Những loài gọng vó Pygmy hình thành phân chi Bryastrum.
• Gọng vó có củ: Có gần 50 loài ở Australia sở hữu củ nằm dưới mặt đất để sống sót qua mùa hè khô hạn và phát triển trở lại vào mùa thu. Nhóm này có thể chia thành hai nhóm nhỏ hơn: nhóm cây leo hoặc nhóm tỏa tròn. Những loài gọng vó có củ tạo thành phân chi Ergaleium.
• Phức hợp petiolaris: Nhóm gọng vó nhiệt đới tới từ Australia. Sống trong điều kiện ấm áp nhưng luân phiên giữa ẩm và khô. Để thích ứng với điều kiện khô luân phiên, một số loài phát triển cuống lá dày bao phủ bởi lông nhằm duy trì độ ẩm cao bằng cách giữ lại sương ẩm buổi sớm. Phức hợp petiolaris tạo thành phân chi Lasiocephala. Mặc dù không mang đặc điểm đặc trưng rõ rệt nào nhưng có một số loài được đặt trong một nhóm.
• Gọng vó Queensland: Một nhóm nhỏ với ba loài (D.Adelae, D. schizandra và D. prolifera) đều sống trong điều kiện ánh sáng thấp và độ ẩm cao dưới những cánh rừng mưa nhiệt đới của Australia.

Lá và tập tính bắt mồi

Gọng vó đặc trưng bởi các lông tuyến, đỉnh của các lông tuyến thường được bao phủ bởi chất nhầy dính. Cơ chế bẫy và tiêu hóa con mồi được đảm nhiệm bởi hai nhóm tuyến: Các tuyến có cuống tạo ra chất ngọt để hấp dẫn côn trùng và tiết enzyme để tiêu hóa chúng, Các tuyến không cuống phụ trách việc hấp thụ chất dinh dưỡng (một số loài thiếu hụt các tuyến loại sau như D.erythrorhiza). Con mồi nhỏ thường là côn trùng bị hấp dẫn bởi chất ngọt, ngay khi tiếp xúc với lá, ngay lập tức bị dính bởi chất keo- thứ sẽ ngăn cản và không cho phép chúng chạy trốn.

Con mồi thường chết do kiệt sức hoặc chết ngạt do chất keo bao phủ, việc này thường diễn ra trong khoảng 15 phút. Cùng lúc đó, các tuyến của cây tiết ra các enzyme tiêu hóa (esterase, peroxidase, phosphatase và protease) những enzyme này phân hủy xác con mồi và giải phóng chất dinh dưỡng, dinh dưỡng này sau đó được cây hấp thụ qua bề mặt lá. Tất cả các loài gọng vó đều có khả năng di chuyển những lông tuyến để tiếp xúc nhiều hơn với con mồi.

Những lông tuyến rất nhạy cảm và sẽ cong về phía tâm của chiếc lá mang theo con mồi giúp con mồi tiếp xúc với nhiều lông tuyến nhất có thể. Theo Charles Darwin, chỉ cần một sự tiếp xúc nhỏ của chân côn trùng thôi cũng có thể kích hoạt phản ứng này. Phản ứng này của cây còn được biết tới như sự ứng động, và ở một số loài, nó diễn ra rất nhanh. Các lông tuyến phia ngoài của các loài như D.burmannii và D. sessilifolia có thể cong về phía tâm chỉ trong vỏn vẹn một giây.

Trợ giúp cho các lông tuyến, nhiều loài con có khả năng cuốn chiếc lá theo mọi góc độ để tăng tối đa diện tiếp xúc, nổi tiếng nhất là loài D.capensis có thể hoàn thành việc cuốn chiếc lá của mình trong khoảng 30 phút. Trong khi đó, một số loài khác như D.filisfomis không thể uốn cong chiếc lá của mình. Một số loại lông tuyến khác (có màu đỏ hoặc vàng) đã được phát hiện ra ở một số loài gọng vó Australia (D. hartmeyerorum, D. indica). Tuy chưa rõ chức năng nhưng có thể chúng giúp cho việc thu hút con mồi. Các hình thái lá của gọng vó rất đa dạng ví như những chiếc lá hình trứng không có cuống như loài D. erythrorhiza hay những chiếc lá chẻ nhánh của D.binata.

Hoa và quả

Hoa của gọng vó nói riêng và hầu hết các loài thực vật ăn thịt nói chung đều có cuống dài cách xa các lá. Đặc điểm này của cây để tránh việc bắt phải những côn trùng thụ phấn cho cây. Nhưng theo một nghiên cứu gần đây, mỗi loài gọng vó đều thu hút con mồi và côn tùng thụ phấn riêng (vẫn có sự đan xen), và việc sở hữu cành hoa cao là để giúp cho côn trùng thụ phấn có thể dễ dàng chú ý đến hoa. Chùm hoa thường theo dạng nhánh thẳng không phân nhánh, hoa thường chỉ nở trong một khoảng thời gian ngắn.

Việc nở hoa phụ thuộc vào cường độ ánh sáng (thường là ánh sáng trực tiếp), và toàn bộ cành hoa cũng có sự chuyển động riêng phụ thuộc vào vị trí của Mặt Trời trên bầu trời. Hoa gọng vó thường đối xứng với tròn, đa số hoa có 5 cánh (các trường hợp ngoại lệ như D.pygmaea có 4 cánh, hay D.heterophylla có 8-12 cánh). Hầu hết gọng vó có hoa nhỏ (nhỏ hơn 1.5 cm), tuy vậy cũng có những loài có hoa lớn như D.regia, D.cistiflora có đường kính hoa lên tới 4cm thậm chí hơn.

Thường thì hoa có màu trắng hoặc hồng. Các loài gọng vó Australia có màu sắc hoa đa dạng hơn, bao gồm cả cam (D.callistos), đỏ (D.Adelae), vàng (D.zigzagia) hay tím đậm (D.microphylla). Nhụy và noãn của hoa thường ở vị trí cao hơn, sau khi được thụ phấn phát triển thành quả nang chứa nhiều hạt. Mỗi hạt phấn là một tập hợp gồm bốn bào tử (4 hạt phấn riêng rẽ nhỏ hơn) cùng protein callose.

Rễ

Đa số gọng vó có hệ thống rễ kém phát triển, có chức năng chủ yếu là để hút nước và giữ cây cố định trên mặt đất và gần như vô dụng đối với hấp thu dinh dưỡng. Một số loài gọng vó ở Nam Phi sử dụng rễ như công cụ hút nước và nơi dự trữ dinh dưỡng. Một cố loài khác lại có hệ thống rễ cứng và nhiều để thời tiết trở lạnh, phần ngọn chết đi thì cây sẽ có thể phục hồi từ bộ rễ của mình. Một số loài như D.adelae và D.hamoltonii lại sử dụng rễ như là công cụ sinh sản vô tính bằng cách mọc các cây con từ phần rễ lan tỏa của mình.

Có những loài gọng vó Australia lại phát triển một thân củ- thứ giúp chúng sống sót qua mùa khô. Hệ thống rễ của những loài Pygmy thì đặc biệt dài so với kích cỡ của cây, một cây cỡ 1cm có thể phát triển một bộ rễ dài lên tới 15cm. Vài loài gọng vó Pygmy khác cũng phát triển những rễ riêng để giúp ích cho cây. D.intermedia và D.rotundifolia được phát hiện ra có những loài nấm cộng sinh trong mô rễ.

Sinh sản

Nhiều loài gọng vó là loài tự thụ phấn, hoa của chúng thường tự thụ phấn khi khép lại, thường tạo ra rất nhiều hạt. Hạt gọng vó có màu đen và nhỏ nảy mầm trong điều kiện ánh sáng và độ ẩm thích hợp. Các loài ôn đới thì cần điệu kiện lạnh, ẩm, trong khi đó, gọng vó có củ lại cần một mùa hè khô, nóng, tiếp sau đó là một mùa đông mát, ẩm mới có thể nảy mầm. Sinh sản sinh dưỡng của cây có thể bắt nguồn từ những chiếc rễ sát mặt đất, những chiếc lá già chạm mặt đất có thể phát triển thành cây con.

Trong khi đó, các loài Pygmy sở hữu những chiếc lá chuyên hóa gọi là gemmae (mầm đông) để sinh sản vô tính. Gọng vó có củ có thể phát triển cây con từ củ của nó. Thường, gọng vó có thể nhân giống bằng cách giâm rễ, giâm lá, giâm ngọn hay gieo hạt.

Phân bố

Gọng vó có phân bố rộng, trải dài từ Alaska ở phía Bắc cho tới New Zealand ở phía nam. Những nơi tập trung số lượng loài cao nhất là Australia chiếm khoảng 50% số loài đã phát hiện, Nam Mĩ và Nam Phi mỗi nơi có khoảng trên 20 loài. Một vài loài lại tìm thấy ở Á-Âu và Bắc Mĩ. Sự phân bố này hình thành một vành đai vì gọng vó thường không phát triển ở các khu vực ôn đới, Bắc cực. Trái với nghiên cứu trước đây, cho rằng sự tiến hóa của chi gọng vó đi liền với sự tan vỡ của siêu lục địa Gondwana.

Thay vào đó, sự tiến hóa của chi trở nên đa dạng nhờ vào sự phát tán rộng của nó, nơi khởi nguồn có thể là châu Phi hoặc châu Úc. Châu Âu là quê hương của ba loài duy nhất D. intermedia, D. anglica, và D. rotundifolia, trong đó, phân bố của hai loài sau có sự đan xen, đôi khi tạo thành dòng lai tự nhiên D. × obovata. Bắc Mĩ cũng có bốn loài: D. brevifolia cỡ nhỏ phân bố ở các bang ven biển từ Texas đến Virginia, trong khi đó D. capillaris có kích cỡ lớn hơn có phân bố tương tự, D.linearis có nguồn gốc phía bắc Hoa Kì và nam Canada, cuối cùng là D.filisfomis có hai phân loài bản địa phấn bố ở bờ Đông Bắc Mĩ, vùng Vịnh và Florida.

Chi gọng vó có sự phân bố rộng khắp thế giới, nhà thực vật học Ludwig Diels, tác giả của chuyên khảo duy nhất của họ này cho đến nay thừa nhận rằng sự phân bố của các loài gọng vó rất không bình thường, trong khi đó nói gọng vó chiếm giữ một phần hệ sinh thái bề mặt Trái Đất. Ông chỉ ra sự thiếu hụt của các loài gọng vó tại những vùng khí hậu khô cằn, rừng nhiệt đới bờ biển Mĩ-Thái Bình Dương, Địa Trung Hải, Bắc Phi, cùng với sự kém đa dạng loài ở vùng ôn đới Châu Âu và Bắc Mỹ.

Môi trường sống

Gọng vó thường sống trong môi trường ẩm ướt, đất chua và nắng mạnh. Các môi trường sống điển hình là đầm lầy, vùng ngập nước, tepuis ở venenzuela, wallums của Australia, Fynbos ở Nam Phi. Sự phát triển của nhiều loài gắn liền với loài rêu Sphagnum- thứ sẽ hập thu phần lớn dinh dưỡng và axit hóa môi trường sống của cây. Điều này giúp cho gọng vó không bị phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng trong đất nên sẽ có ít loài cạnh tranh hơn.

Các loài trong chi có môi trường sống rất khác nhau chứng tỏ sự thích nghi với nhiều kiểu môi trường, bao gồm cả những môi trường không điển hình như rừng mưa, sa mạc (D.burmannii, D.Indica), bóng râm (Gọng vó Queensland), cũng như việc ngủ đông của các loài ôn đới. Tất cả đều là minh chứng cho sự thích nghi với môi trường. Nói chung, gọng vó thường có xu hướng sống ở vùng có khí hậu ấm áp hay giá lạnh ở mức độ vừa phải.

Tình trạng bảo tồn

Mặc dù không có loài gọng vó tại Mĩ nào được đưa vào diện bảo vệ của chính phủ, nhưng tất cả đều được đánh giá loài gặp nguy hại tại một số bang. Một số loài bản địa khác được bảo vệ trong các vườn quốc gia, tại châu Âu, một số loài còn được bảo vệ bởi luật pháp, chẳng hạn như tại Đức, Áo, Thụy sĩ, Cộng hòa Séc… Nhìn chung, mối nguy lớn nhất đến sự tồn vong của các loài gọng vó Bắc Mĩ và Châu Âu là do môi trường sống bị thu hẹp để phát triển kinh tế.

Ở một số khu vực, điều này đã dẫn đến sự biến mất của một số loài. Tái tạo lại loài đã biến mất vào trong môi trường nào đó là một điều rất khó, gần như không thể do hệ sinh thái gắn liền với vị trí địa lí. Qua việc gia tăng sự bảo hộ pháp lí đối với các vùng đầm lầy hay đồng cỏ, phần nào sẽ bảo vệ được các loài này, mặc dù chúng vẫn sẽ gặp đe dọa. Tuy mang hình thái đặc biệt nhưng vì kích cỡ nhỏ nên việc bảo vệ chúng trở nên khó khăn (vì kích cỡ nhỏ dẫn đến việc chúng thường bị bỏ qua hay không tìm thấy).

Tại Australia và Nam Phi- Hai trong ba khu vực có sự đa dạng loài lớn nhất, môi trường sống tự nhiên của gọng vó đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi hoạt động của con người. Điển hình như việc mở rộng khu vực sinh sống, sử dụng nước để tưới tiêu, những đợt hạn hán càn quét khu vực trong suốt 10 năm qua đang đe dọa sự tồn vong của nhiều loài bằng cách biến những khu vực ẩm ướt trước đây trở nên khô hơn. Những loài đặc hữu của từng khu vực chính là những loài bị đe dọa nhất do việc sưu tầm thực vật từ tự nhiên hay như loài D.madagascariensis đang có nguy cơ tuyệt chủng tại Madagascar do sự khai thác quy mô lớn tới 10-200 triệu cây mỗi năm được sử dụng làm dược liệu xuất khẩu.

Nguồn: Đức M. Hoàng - caybatmoi.net