Đi tìm cơ chế truyền thông tin giữa thực vật với nhau

Từ ý tưởng đến thực tế

Tất cả các sinh vật sống đều phát ra một mức bức xạ ánh sáng yếu, được gọi là 'biophoton', mặc dù nguồn gốc và chức năng của chúng vẫn chưa được giải thích rõ ràng. Một nhóm các nhà vật lý quốc tế, được tài trợ bởi Viện FQxI (Foundational Questions Institute), đã giới thiệu một phương pháp mới để nghiên cứu hiện tượng này. Đó là sử dụng các phân tích thống kê về ánh sáng phát ra.

Mục đích của họ là kiểm tra xem biophoton có thể đóng vai trò trong việc truyền thông tin bên trong các sinh vật và giữa chúng hay không. Hay thực tế hơn là liệu việc theo dõi biophoton có thể góp phần vào sự phát triển của các kỹ thuật y tế để chẩn đoán sớm nhiều loại bệnh khác nhau hay không.

Các phân tích của họ về phép đo ánh sáng yếu phát ra từ hạt đậu lăng ủng hộ các mô hình đề xuất về sự xuất hiện của một loại 'trí thông minh' của thực vật, trong đó phát xạ biophoton mang thông tin và có thể được thực vật sử dụng như một phương tiện để giao tiếp. Nhóm nghiên cứu đã báo cáo điều này và xem xét lại lịch sử của biophoton trong một bài báo trên tạp chí Applied Sciences hồi tháng 6.2024.

Khoảng một thế kỷ trước, nhà sinh vật học người Nga Alexander Gurwitsch nhận ra rằng hành tây phát ra một trường điện từ yếu, liên quan đến sự phát triển của tế bào. Catalina Curceanu, một thành viên của FQxI và là nhà vật lý hạt nhân và lượng tử thực nghiệm tại Viện Vật lý hạt nhân quốc gia (INFN), ở Frascati, Ý cho biết: "Kể từ đó, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vi khuẩn, thực vật, động vật và thậm chí cả con người đều phát ra biophoton".

Maurizio Benfatto, một thành viên khác thuộc INFN, đồng thời người đứng đầu nhóm phân tích dữ liệu, cho biết thêm: "Một số nhà khoa học cho rằng những biophoton này có thể tham gia vào quá trình trao đổi thông tin. Thế nhưng, cho đến nay vẫn chưa có mô hình đơn lẻ nào có thể giải thích được nguồn gốc và tác dụng của chúng".

Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã cố gắng theo dõi sự phát xạ biophoton từ hạt nảy mầm như một cách để đo chất lượng của chúng nhằm nghiên cứu tác động của thuốc trừ sâu và phân bón lên cây trồng, đồng thời đó cũng là phương thức để kiểm tra chất lượng thực phẩm. Các thí nghiệm với lát cắt mô thậm chí còn cho thấy tốc độ phát xạ biophoton khác nhau giữa các tế bào khối u và tế bào lành tính. Benfatto cho biết "Mọi người thậm chí còn giải phóng nhiều biophoton hơn khi họ tức giận".

Một khó khăn khi thực hiện các thí nghiệm xác định là tín hiệu biophoton rất yếu và dễ bị lấn át bởi ánh sáng và tiếng ồn từ môi trường xung quanh. Curceanu và các đồng nghiệp đã đo biophoton phát ra từ 76 hạt đậu lăng trong một buồng nảy mầm, được đặt trong một hộp tối. Họ đo tín hiệu biophoton bằng cách sử dụng một máy dò photon lượng tử có độ nhạy cao.

Đi dò trí thông minh của thực vật

Nhóm nghiên cứu đã theo dõi các hạt giống trong các khoảng thời gian từ 10 đến 60 giờ. Mẫu phát xạ có vè ủng hộ cho quan niệm rằng việc giải phóng biophoton có liên quan đến sự kích hoạt của các nhóm tế bào khác nhau trong quá trình nảy mầm. Benfatto giải thích "Mỗi đơn vị (nhóm tế bào) có thể được coi là một nút trong mạng lưới" và mỗi nút tương tác với các nút lân cận trước khi phát ra biophoton.

Benfatto cho biết điều này có thể được hiểu là sự xuất hiện của "sự hợp tác và trí thông minh". Nhờ đó, các đơn vị nhạy cảm với những đơn vị gần chúng nhất và cả những đơn vị ở rất xa. Mạng lưới thông minh này giúp xác định liệu việc giải phóng biophoton sẽ làm tăng hay giảm lợi ích cho thực vật.

Công trình nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi Viện FQxI, nhằm mục đích thúc đẩy nghiên cứu khoa học cơ bản. Curceanu cho biết: "Hiểu được hiện tượng này không chỉ làm sáng tỏ các cơ chế trong sinh vật mà còn mở ra khả năng cho những ý tưởng mới trong việc điều trị các bệnh lý ở con người. Thật sự cảm kích vì FQxI đã cho chúng tôi cơ hội khám phá ra mối liên hệ tiềm ẩn giữa biophoton và một dạng trí thông minh của thực vật".

Curceanu lưu ý rằng cần phải nghiên cứu thêm để khám phá mô hình này một cách thấu đáo. Chẳng hạn, biophoton bắt nguồn từ đâu—có thể là trong ty thể—và xác nhận xem chúng có mang thông tin hay không. Curceanu đặt vấn đề: “Nếu có thì đó là loại thông tin nào? Và bằng cách nào chúng ta có thể can thiệp vào thông tin đó".

Curceanu, Benfatto và các đồng nghiệp cũng đã phác thảo những cách tiết kiệm để cải thiện các thí nghiệm trong tương lai nhằm thu được những tín hiệu nhạy cảm này. Trong đó có cả việc sử dụng ‘thấu kính Fresnel’ để có khả năng cải thiện số lượng photon ánh sáng thu thập được gấp hơn 10 lần. Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất đặt hạt giống bên trong một quả cầu Teflon màu trắng để cải thiện khả năng phản xạ ánh sáng. Benfatto cho biết: “Teflon phản xạ hơn 99% ánh sáng, do đó, các biophoton sẽ bị phản xạ xung quanh quả cầu trước khi chạm vào đích cuối cùng là máy dò”.