Saturday science - Thực vật sinh sản như thế nào?

Hiểu được cách sinh sản trong giới thực vật, bạn có thể tự mình nhân giống những loại cây ưa thích của mình và gia đình mà không cần phụ thuộc vào nhà vườn. Vậy, cây trồng sinh sản như thế nào? Cùng Her tìm hiểu trong kỳ Saturday Science này các bạn nhé!

Hầu hết các loài cây đều có rễ, thân và lá. Đây được gọi là bộ phận sinh dưỡng của cây. Sau một giai đoạn phát triển nhất định, đa số các cây đều nở hoa và cho ra những loại quả ngon lành. Thông thường chúng ta chỉ ăn thịt quả và chừa lại hạt, như khi ăn xoài chẳng hạn. Hạt này sẽ nảy mầm thành cây con và truyền một phần hệ gen của cây xoài mẹ từ đời này sang đời khác. Nhờ khả năng tạo quả duy trì nòi giống mà hoa được xác định là bộ phận sinh sản của cây. 

Tuy nhiên, cây có nhiều cách để duy trì nòi giống hơn là chỉ ra hoa và đậu quả. Thực vật có thể sinh sản được chia theo hai nhóm: hữu tính và vô tính. 

Trong sinh sản vô tính, thực vật có thể tạo ra cây mới mà không cần hạt, trái ngược với sinh sản hữu tính. Nhiều loài cây có thể sinh sản bằng nhiều cách thức khác nhau, hữu tính hoặc vô tính. 

Sinh Sản Vô Tính 

Sinh sản sinh dưỡng 

Đây là phương pháp sinh sản vô tính khi cây con được tạo ra từ rễ, thân, lá hay chồi nách (chồi ở nách lá) hoặc chồi thân rễ. Vì quá trình này diễn ra ở những bộ phận đảm nhiệm việc nuôi lớn cây, chúng ta gọi nó là phương thức sinh sản sinh dưỡng. 

Những loài thực vật thường gặp điển hình cho cách thức sinh sản này là:

- Nhân giống từ rễ: khoai lang (thuộc bộ rễ của cây), hoa thược dược...

- Nhân giống từ thân: hoa hồng, khoai tây (khoai tây thực chất là một phần của nhánh thân ngầm), ngó dâu tây...

- Nhân giống từ lá: sen đá (đọc thêm về cách trồng sen đá ở đây), hoa bỏng...

- Nhân giống từ chồi: củ gừng, củ nghệ, men...

Nhờ những cách thức sinh sản vô tính trên mà từ những mẩu nhỏ của cây mẹ, cây con có thể mọc lên và duy trì nguồn gen của loài. 

Cây con lớn nhanh hơn và cho thu hoạch sớm hơn nhiều so với khi mọc từ hạt. Cây con là một bản sao hoàn chỉnh của cây mẹ do bản chất chúng được sinh ra từ cùng một cây. Chính vì vậy mà nhiều người làm vườn chọn cách giâm cành (nhân giống từ thân) những loại cây sinh sản hữu tính như húng, bạc hà, rau răm, lá lốt, rau má... thay vì gieo từ hạt để đẩy nhanh thời vụ thu hoạch. 

Sinh sản bằng nảy chồi và phân đoạn

Men bánh là một ví dụ điển cho cách thức sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi. Chúng phát triển và nhân số lượng lên nhanh chóng khi có nguồn dinh dưỡng dồi dào. Phần nhú ra từ tế bào men được gọi là chồi. Những chồi này mọc lên nhanh chóng và tách khỏi tế bào gốc để hình thành một tế bào mới. 

Tế bào nấm men sinh sản bằng cách nảy chồi

Tảo thì lại nhân giống bằng cách tự cắt một cá thể thành nhiều đoạn và mọc thành nhiều cá thể mới từ đó. 

Sinh sản bằng bào tử 

Từ kỳ Saturday Science trước về “Nấm: dấu hiệu của một khu vườn khỏe mạnh”, chúng ta đã bàn về bào tử, đóng vai trò như hạt cây. Tuy nhiên, bào tử không phải là thành quả của quá trình ra hoa tạo hạt, do đó chúng được xếp vào phương pháp sinh sản vô tính. 

Một hạt bào tử nhỏ li ti được bọc trong một lớp vỏ bảo vệ để tăng cường khả năng tồn tại trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Có nhiều loài thực vật khác cũng nhân giống nhờ bào tử như là dương xỉ hay rêu. 

Cận cảnh những túi bào tử tí hon mọc lên từ một bụi rêu xanh rì

Sinh Sản Hữu Tính 

Hoa là bộ phận sinh sản của cây. Trong đó, nhị mang phấn là bộ phận cấu thành cơ quan sinh sản đực, nhụy dẫn tới bầu noãn (sau này lớn lên thành quả) là cơ quan sinh sản cái.

Sự khác biệt giữa hoa đực (trái) và hoa cái (phải) của cây họ bí

Hoa chỉ có hoặc nhị (hoa đực) hoặc nhụy (hoa cái) được gọi là hoa đơn tính. Ngược lại, nếu hoa được gọi là lưỡng tính nếu nó có cả hai bộ phận sinh sản trên. Những loài cây tiêu biểu có hoa đơn tính là ngô, các loại bí hay dưa (họ cucurbitaceae), đu đủ. Hoa đơn tính có thể mọc trên cùng một cây (ngô, bí) hoặc trên các cây khác nhau (đu đủ, kiwi). Các loài cây có hoa khác đa phần thuộc loại lưỡng tính. 

Hiểu được sự khác biệt giữa các loại hoa, bạn có thể nhận diện được vấn đề bạn gặp phải khi trồng một loài cây nào đó trong vườn. Ví dụ, bạn sẽ khó có thu hoạch nếu cây đu đủ của bạn là cái và bạn không có cây hoa đực để thụ phấn. Thật thế, một bầu noãn chỉ có thể thành quả và ra hạt khi nó được thụ phấn. 

Thụ phấn bằng tay cho cây họ bí, nhị từ hoa đực được chấm vào đầu nhụy của hoa cái

Quá trình thụ phấn và tạo hạt

Những hạt phấn nói chung được bảo vệ bởi một lớp bọc có chức năng tránh cho hạt phấn bị khô đi. Phấn hoa có thể bay đi rất xa nhờ gió hoặc được vận chuyển bằng nước. Côn trùng cũng là những “shippers” bất đắc dĩ và mang phấn hoa đi và rải phấn ở tất cả những nơi chúng bay tới. 

Một vài hạt phấn may mắn đậu được trên nhụy của một bông hoa cùng loài. Đây là lúc quá trình thụ phấn bắt đầu. Phấn được truyền từ đầu nhụy xuống tới bầu noãn nơi các tế bào thực vật được tạo thành và lớn dần thành quả. Nếu phấn đậu lên hoa trên cùng một cây, quá trình này mang tên “Tự thụ phấn”. Ta gọi “Thụ phấn chéo” khi phấn hoa của một cây đậu lên hoa của một cây khác cùng loài.

Sau khi bầu noãn được thụ phấn, hạt và quả được hình thành nhờ quá trình phân chia tế bào. Các bộ phận khác của hoa như là cánh hoa, nhị và nhụy rụng đi. Hạt trong quả mang bộ gen của cây bố (cây cho nhị) và cây mẹ (cây cho noãn). Nếu hạt này được đem đi trồng, cây con có khả năng mang tính trạng đa dạng thừa hưởng từ đời trước. 

Cánh, nhị, nhụy hoa táo rụng đi, để lại bầu noãn hoa phát triển thành quả

Giữ giống của các loài cây trong vườn

Khi chọn mua hạt giống, bạn cần để ý nếu hạt là thuần hay lai. 

Hạt lai F1 thường thấy là giống lai giữa hai loại cây cùng họ với nhau nhằm tạo ra kiểu gen vượt trội , ví dụ như về khả năng chống bệnh hoặc chịu hạn. Nếu bạn còn nhớ kiến thức từ môn sinh học lớp 9, cây từ hạt F1 cho hoa và quả bình thường, nhưng hạt từ quả này không đảm bảo rằng cây F2 cũng khỏe mạnh và năng suất như cây bố mẹ. Do đó, dù loại hạt này tăng khả năng có thu hoạch, bạn sẽ bị phụ thuộc vào nguồn giống mỗi lần trồng một đợt cây mới. Để giữ giống của cây F1, bạn có thể thử phương pháp chiết cành hoặc giâm cành theo cách thức sinh sản vô tính như đã giải thích ở phía trên.  

Trái lại, hạt thuần, nghĩa là hạt từ cây tự thụ phấn và ổn định về kiểu gen, có khả năng sinh sản cho ra cây con giống y hệt như cây mẹ. Nếu bạn trồng cây thuần, bạn có thể giữ lại hạt cây để trồng tiếp vào mùa vụ tiếp theo. Nhờ đó mà việc làm vườn trở nên bớt tốn kém vì không cần phải mua hạt giống mỗi năm. Đây cũng là cách mà tôi áp dụng trong vườn nhà. Những hạt cây tiêu kiểu mà tôi giữ giống gồm có cải kale (cây nở hoa vào năm thứ 2), cà rốt, bí ngòi, đậu, đỗ, mướp đắng, mướp, hoa hướng dương... Bạn đã thử giữ lại hạt cây trong vườn chưa?

Các loài cây đã tiến hóa vượt trội để có thể sinh sản bằng rất nhiều phương thức khác nhau. Để duy trì nòi giống hiệu quả, thực vật còn cần phải biết cách phát tán hạt mầm của chúng xa nhất có thể nhằm tăng số lượng và phạm vi bao phủ của loài. Ở bài Saturday Science kỳ tới, hãy cùng Her tìm hiểu về những cách thức tinh vi mà mỗi loài cây chọn để phát tán hạt giống của chúng các bạn nhé!