Loài dưa chuột có khả năng "phun hạt" kỳ lạ
Dưa chuột phun hạt (Ecballium elaterium) là loài cây thuộc họ bầu bí, mọc phổ biến ở khu vực Địa Trung Hải, châu Âu và một số vùng ở Bắc Phi, châu Á, Australia và Bắc Mỹ. Không giống các loài họ hàng như bí ngô hay bí xanh, loài cây này có khả năng phun hạt mạnh mẽ, đạt tốc độ 45 dặm/giờ (20 m/s) và tầm phun xa tới 10 mét.
Từ thời La Mã, nhà tự nhiên học Pliny the Elder (23-79 SCN) đã ghi nhận hiện tượng độc đáo này, thậm chí cảnh báo hạt bắn ra có thể "gây nguy hiểm cho mắt". Tuy nhiên, mãi đến gần đây, cơ chế đằng sau hiện tượng này mới được các nhà khoa học giải mã.
Nghiên cứu giải mã cơ chế "phun hạt"
Nhóm nghiên cứu quốc tế dẫn đầu bởi Giáo sư Angela Hay tại Viện Nghiên cứu Sinh học Max Planck, Đức, đã sử dụng hàng loạt công nghệ hiện đại như video tốc độ cao, chụp cắt lớp (CT scan) và mô hình toán học để phân tích quá trình "bắn hạt" của loài dưa chuột này.
Bí mật của lực phun
Trái dưa chuột dài khoảng 4 cm, khi chín, tích tụ một lượng lớn chất lỏng áp suất cao bên trong. Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy việc bắn hạt không chỉ dựa vào áp suất mà còn liên quan đến nhiều yếu tố vật lý khác như sự thay đổi cấu trúc thân cây và quả trước khi phun.
Trước khi hạt được phun ra, thân cây chuyển từ trạng thái gần thẳng đứng sang nghiêng khoảng 45 độ, tạo góc phun tối ưu giúp hạt bay xa hơn. Đồng thời, khi tách khỏi thân, quả còn xoay tròn, giúp phân tán hạt trên một phạm vi rộng.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng quá trình này. Video tốc độ cao ghi lại cảnh "phun hạt" chỉ kéo dài 0,03 giây (30 mili-giây), quá nhanh để mắt thường có thể quan sát. Thông qua các thí nghiệm, họ còn phát hiện rằng sự cứng cáp của thân cây giúp quả tăng lực phun, đồng thời đảm bảo hạt được phát tán hiệu quả hơn.
Ý nghĩa sinh học và ứng dụng thực tế
Cơ chế này mang lại lợi thế sống còn cho dưa chuột phun hạt. Việc phát tán hạt xa và rộng không chỉ tránh cạnh tranh dinh dưỡng mà còn tăng cơ hội phát triển trong môi trường mới. Ngoài ra, nghiên cứu này còn mở ra cơ hội ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ kỹ thuật phun chất lỏng cho đến cảm hứng trong thiết kế cơ khí.
Dưa chuột phun hạt thường mọc ở những khu vực khô hạn hoặc đất nghèo dinh dưỡng. Việc phát tán hạt xa không chỉ giúp cây tìm đến vùng đất mới mà còn tránh nguy cơ cạnh tranh dinh dưỡng với cây mẹ.
Hơn nữa, lớp dịch nhầy bao quanh hạt có tác dụng bảo vệ chúng khỏi côn trùng hoặc động vật ăn hạt. Điều này đảm bảo rằng hạt giống có cơ hội nảy mầm thành công hơn.
Sự kỳ diệu của thế giới thực vật
Loài dưa chuột phun hạt chứng minh rằng thế giới thực vật ẩn chứa nhiều điều kỳ thú mà khoa học chưa khám phá hết. Tiến sĩ Derek Moulton, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ: "Ai có thể nghĩ rằng một loài dưa chuột nhỏ bé lại có thể thực hiện những chuyển động nhanh đến vậy? Điều này cho thấy thiên nhiên luôn có cách làm chúng ta ngạc nhiên".
Những khám phá như vậy không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà còn nhắc nhở chúng ta về giá trị của việc bảo tồn đa dạng sinh học, nơi những loài cây nhỏ bé nhưng độc đáo có thể dạy chúng ta nhiều bài học quý giá.
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!