Ôn tập: Cảm ứng ở sinh vật

Một cơn gió mạnh thổi qua trang trại: cành cây non nghiêng rạp rồi thẳng lại sau một ngày, đàn gà giật mình chạy tán loạn rồi bình tĩnh lại chỉ sau vài giây. Hãy giải thích cơ chế đứng sau sự khác biệt tốc độ này.

Ta có cành cây phản ứng với lực gió chủ yếu qua thay đổi sức trương nước tạm thời ở các tế bào bị uốn cong, gần với cơ chế ứng động không sinh trưởng; nhưng việc "thẳng lại hoàn toàn" sau đó còn cần thêm sinh trưởng bù ở phần thân bị uốn, quá trình này chậm, kéo dài tới cả ngày. (1)

Đàn gà cảm nhận âm thanh và chuyển động bất ngờ qua thụ thể giác quan, xung thần kinh lan truyền cực nhanh nhờ điện thế hoạt động, qua synapse tới trung ương thần kinh rồi ra cơ chân, tạo phản ứng chạy gần như tức thời; khi kích thích qua đi, hệ thần kinh nhanh chóng trở lại trạng thái nghỉ vì không cần sinh trưởng bù đắp gì cả. (2)

Kết hợp (1) và (2): khác biệt tốc độ bắt nguồn từ chính sự khác biệt cơ chế nền tảng — thực vật không có hệ thần kinh nên buộc phải dựa một phần vào sinh trưởng, còn động vật có hệ thần kinh dẫn truyền bằng điện và hoá học, không cần chờ sinh trưởng để phản ứng lẫn hồi phục.

Vậy cành cây thẳng lại chậm vì một phần quá trình hồi phục vẫn cần sinh trưởng bù, trong khi đàn gà bình tĩnh lại nhanh vì toàn bộ phản ứng và hồi phục đều diễn ra qua hệ thần kinh, không phụ thuộc sinh trưởng tế bào — đây chính là điểm khác biệt cốt lõi giữa cảm ứng ở hai giới sinh vật.

Trang trại nói trên bị sâu đục thân tấn công cây ăn quả non vào ban đêm, đồng thời đàn gà con mới nở có xu hướng bám theo đúng người chăm sóc đầu tiên cho ăn thay vì bám theo gà mẹ. Hãy: (a) đề xuất một biện pháp phòng trừ sâu đục thân dựa trên tập tính, và (b) gọi tên hiện tượng xảy ra ở đàn gà con và giải thích ngắn gọn.

Ta có sâu đục thân hoạt động về đêm và con cái dùng pheromone giới tính để hấp dẫn con đực giao phối — đúng tập tính sinh sản bẩm sinh đã học ở Bài 6. (1)

Đặt bẫy pheromone giới tính tổng hợp quanh vườn cây ăn quả để thu hút và tiêu diệt con đực, giảm tỉ lệ giao phối thành công, có thể kết hợp thêm bẫy đèn vì sâu hoạt động ban đêm, để vừa diệt bớt cá thể vừa theo dõi mật độ. (2)

Việc gà con bám theo đối tượng chuyển động đầu tiên nhìn thấy sau khi nở — trong trường hợp này là người chăm sóc thay vì gà mẹ — đúng là hiện tượng in vết, một hình thức học tập xảy ra trong giai đoạn nhạy cảm rất sớm sau khi nở đã học ở Bài 5. (3)

Kết hợp (1), (2), (3): Vậy biện pháp phù hợp cho sâu đục thân là bẫy pheromone kết hợp bẫy đèn, khai thác đúng tập tính sinh sản và hoạt động đêm của loài sâu; còn hiện tượng ở đàn gà con là in vết, xảy ra vì gà con "in" hình ảnh đối tượng chuyển động đầu tiên chúng nhìn thấy ngay sau khi nở, không nhất thiết phải là gà mẹ.