Hiện tượng tán cây né nhau

 (en.wikipedia.org)
1 điểm bởi GN⁺ 2023-12-25 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Một số loài cây dù mọc rất dày nhưng tán cây không chạm vào nhau, để lại những khoảng hở như lối đi trong tầng tán rừng
  • Hiện tượng này phổ biến nhất giữa các cây cùng loài, nhưng cũng xuất hiện giữa các loài khác nhau, và còn được gọi là canopy shyness hoặc inter-crown spacing
  • Nguyên nhân sinh lý chính xác vẫn chưa được xác định, và từ thập niên 1920 đã có thảo luận rằng những cơ chế khác nhau có thể hoạt động ở các loài khác nhau
  • Các cách giải thích chính là mài mòn cơ học do cành va chạm trong gió và phản ứng tránh bóng râm điều chỉnh tăng trưởng bằng cách cảm nhận ánh sáng từ cây lân cận
  • Hiện tượng tán cây né nhau cũng có thể liên quan đến việc hạn chế sự lây lan của ấu trùng côn trùng ăn lá, và đã được quan sát ở Dryobalanops, một số loài eucalypt, Pinus contorta, Avicennia germinans cùng nhiều loài khác

Mô hình rừng nơi các tán cây không chạm nhau

  • Hiện tượng tán cây né nhau là hiện tượng ở một số loài cây mà tán của những cây mọc sát nhau không chạm vào nhau hoàn toàn, tạo ra các khoảng hở trông như lối đi trong tầng tán rừng
  • Có nhiều tên gọi khác nhau cho cùng hiện tượng này
    • canopy disengagement
    • canopy shyness
    • inter-crown spacing
  • Hiện tượng này phổ biến nhất giữa các cây cùng loài, nhưng cũng xảy ra giữa các loài khác nhau
  • Có nhiều giả thuyết về lý do nó xuất hiện như một hành vi thích nghi, và nghiên cứu cho thấy hiện tượng này có thể hạn chế sự lan rộng của ấu trùng côn trùng ăn lá

Nguyên nhân sinh lý vẫn chưa được xác định

  • Cơ sở sinh lý chính xác của hiện tượng tán cây né nhau vẫn chưa được xác định
  • Hiện tượng này đã được thảo luận trong tài liệu khoa học từ thập niên 1920
  • Nhiều giả thuyết và kết quả thực nghiệm cho thấy ở mỗi loài có thể có những cơ chế khác nhau cùng hoạt động
  • Sự đa dạng này cũng được giải thích là một ví dụ của tiến hóa hội tụ, nơi hiện tượng tương tự xuất hiện độc lập ở nhiều loài, nhưng câu này có gắn ghi chú cần nguồn dẫn

Va chạm cành và mài mòn cơ học

  • Một giả thuyết cho rằng các cành của những tán cây kề nhau bị vướng và va chạm vào nhau, dẫn đến tự tỉa cành lẫn nhau
  • Ở những khu vực có gió, cây rung lắc và va đập vào nhau gây tổn thương vật lý, và sự mài mòn cùng va chạm này có thể kích hoạt phản ứng tán cây né nhau
  • Theo nghiên cứu, sự phát triển của cành bên bình thường không bị cây lân cận ảnh hưởng nhiều, nhưng điều đó thay đổi khi có mài mòn cơ học
  • Nếu người ta ngăn tán cây va chạm trong gió bằng biện pháp nhân tạo, khoảng hở giữa các tán sẽ dần được lấp đầy
  • Cách giải thích này cũng lý giải các trường hợp hiện tượng tán cây né nhau xuất hiện giữa các cành của cùng một cá thể
  • Hiện tượng này được cho là đặc biệt dễ thấy trong các điều kiện sau
    • rừng nhiều gió
    • lâm phần có nhiều cây mềm dẻo
    • rừng diễn thế giai đoạn đầu nơi cành mềm và khả năng chuyển động ngang bị hạn chế
  • Theo lý thuyết này, sự khác biệt về độ mềm dẻo của cành bên ảnh hưởng lớn đến mức độ tán cây né nhau

Tổn thương điểm sinh trưởng và độ nhạy của đầu cành

  • Một số nghiên cứu cho rằng nếu xảy ra mài mòn liên tục tại các đốt sinh trưởng, mô chồi sẽ bị tổn thương và không thể tiếp tục phát triển sang bên
  • M.R. Jacobs, nhà lâm nghiệp Australia nghiên cứu mô hình tán cây né nhau ở eucalyptus vào năm 1955, cho rằng phần đầu sinh trưởng của cây nhạy cảm với mài mòn nên hình thành các khe hở trong tán
  • Năm 1986, Miguel Franco quan sát thấy cành của Picea sitchensis và Larix kaempferi bị tổn thương vật lý do mài mòn, đồng thời các chồi dẫn đầu bị chết

Cảm nhận ánh sáng và phản ứng tránh bóng râm

  • Một giả thuyết lớn khác cho rằng hiện tượng tán cây né nhau liên quan đến sự cảm nhận ánh sáng lẫn nhau giữa các cây lân cận
  • Phản ứng tránh bóng râm do thụ thể ánh sáng làm trung gian là hành vi đã được ghi nhận rõ ở nhiều loài thực vật
  • Thực vật có thể cảm nhận ánh sáng đỏ xa phản xạ để nhận biết sự hiện diện gần kề của cây lân cận, và quá trình này được cho là có sự tham gia của thụ thể ánh sáng phytochrome
  • Nhiều loài thực vật phản ứng với sự gia tăng ánh sáng đỏ xa, tức tín hiệu cho thấy cây lân cận đang đến gần, bằng cách phát triển như sau
    • phát triển theo hướng tránh xa nguồn kích thích ánh sáng đỏ xa
    • tăng tốc độ vươn dài
  • Thực vật cũng sử dụng ánh sáng xanh lam để kích hoạt phản ứng tránh bóng râm, và điều này có thể đóng vai trò trong việc nhận biết cây lân cận
  • Tuy nhiên, vai trò của ánh sáng xanh lam đến năm 1988 mới chỉ bắt đầu được nhận thức

Dryobalanops aromatica và cách giải thích bằng thụ thể ánh sáng

  • Những đặc tính hành vi này cho thấy hiện tượng tán cây né nhau có thể là kết quả của sự tạo bóng lẫn nhau phát sinh từ phản ứng tránh bóng râm vốn đã được biết đến rõ ràng
  • Học giả Malaysia Francis S.P. Ng khi nghiên cứu Dryobalanops aromatica cho rằng phần đầu sinh trưởng nhạy cảm với mức ánh sáng
  • Theo cách giải thích này, phần đầu sinh trưởng sẽ ngừng phát triển do bóng râm cảm ứng khi tiến gần tới các lá lân cận
  • Nghiên cứu năm 1998 đề xuất một hệ thống ức chế tăng trưởng do thụ thể ánh sáng làm trung gian để giải thích hiện tượng tán cây né nhau, nhưng quan hệ nhân quả giữa thụ thể ánh sáng và sự bất đối xứng của tán cây vẫn chưa được chứng minh bằng thực nghiệm

Nhận biết cá thể họ hàng gần và khoảng cách trong cùng loài

  • Nghiên cứu năm 2015 đề xuất rằng Arabidopsis thaliana thể hiện các chiến lược sắp xếp lá khác nhau giữa các cá thể cùng loài có quan hệ họ hàng và không có quan hệ họ hàng
  • Loài thực vật này phản ứng bằng cách tạo bóng với các cây lân cận khác, nhưng tránh các cá thể họ hàng
  • Phản ứng đó phụ thuộc vào việc nhiều phương thức cảm nhận ánh sáng cùng hoạt động bình thường
  • Cách giải thích này có thể lý giải những trường hợp khoảng cách tán cây chỉ xuất hiện giữa các cá thể cùng loài

Các loài cây đã được quan sát

  • Những cây thể hiện mô hình tán cây né nhau bao gồm

    • Các loài Dryobalanops, đặc biệt là Dryobalanops lanceolata và Dryobalanops aromatica

      • một số loài eucalypt
      • Pinus contorta, lodgepole pine
      • Avicennia germinans, black mangrove

    • Schefflera pittieri

      • Clusia alata
      • K. Paijmans đã quan sát hiện tượng tán cây né nhau trong các quần thể cây thuộc nhiều loài, bao gồm Celtis spinosa và Pterocymbium beccarii

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2023-12-25
Ý kiến từ Hacker News

  • Hiện tượng né tán vẫn chưa phải là vấn đề đã có kết luận, và nhiều khả năng là một hiện tượng xuất hiện do tiến hóa hội tụ ở nhiều loài. Có vài nghiên cứu gần đây còn chưa được đưa vào bài viết Wikipedia, trong đó đặc biệt thú vị là mối tương quan dương giữa hiện tượng né tán và độ mảnh của cây [1], cũng như mối tương quan giữa hiện tượng né tán và hình dạng lá [2]
    Điều trước cho thấy hiện tượng né tán có thể không chỉ đơn thuần là phản ứng với mức độ sẵn có của ánh sáng, mà còn là một chiến lược quản lý tài nguyên rõ ràng nhằm tăng khả năng sống sót của loài. Điều sau gợi ý đây cũng có thể là một sự thích nghi với các áp lực môi trường khác như thiệt hại do gió. Như mọi khi, câu hỏi vẫn nhiều hơn câu trả lời :-)
    [1] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33713413/
    [2] https://esj-journals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/144...

    • Tò mò không biết có bao nhiêu phần trăm cây thể hiện hành vi này? Trong khu rừng gần nơi tôi sống thì tôi chưa từng thấy lần nào

  • Tôi luôn hình dung hiện tượng né tán theo góc nhìn lý thuyết trò chơi/gene ích kỷ. Cây cùng loài chia sẻ nhiều gene với nhau, nên gene tạo ra tính không né tránh có thể phát triển bằng cách gây hại cho cây xung quanh, nhưng những cây xung quanh đó cũng có khả năng cao chia sẻ cùng gene ấy
    Vì vậy về lâu dài, gene không né tránh có thể bị gene né tránh lấn át. Nó giống bài toán tiến thoái lưỡng nan của tù nhân: né tránh là “hợp tác”, không né tránh là “phản bội”. Một quần thể cây có chiến lược hợp tác có thể sống sót tốt hơn trên tổng thể và cuối cùng giành phần thắng. Dù các cá thể không hợp tác có thể thắng các cá thể hợp tác trong từng lần đi nữa. Veritasium hôm nay vừa đăng một video hay đúng về chủ đề này: https://youtu.be/mScpHTIi-kM

    • Trong 『The Hidden Life of Trees』 cũng nói rằng khu rừng mạnh hơn từng cây riêng lẻ, nên tôi thấy điều đó chạm tới cùng một kết luận
      Từ góc nhìn của cây, nó không muốn còi cọc rồi chết đói, nhưng cũng không muốn giết cây hàng xóm. Vì cây hàng xóm có thể làm hàng chắn gió và giúp nó sống sót. Rốt cuộc tiến hóa dường như đã dạy rằng chia sẻ trong một mức độ phù hợp là chiến lược tối ưu hơn là lòng tham thuần túy. Sách nói chi tiết hơn nhiều, còn ở đây chỉ là diễn đạt lại ý thôi
    • Nếu muốn thử chơi với mô phỏng lặp lại của bài toán tiến thoái lưỡng nan của tù nhân thì https://ncase.me/trust/ khá vui

  • Các bài liên quan. Còn bài nào nữa không?
    Crown Shyness - https://news.ycombinator.com/item?id=33217484 - tháng 10 năm 2022, 1 bình luận
    The mystery of tree 'crown shyness' - https://news.ycombinator.com/item?id=24431062 - tháng 9 năm 2020, 1 bình luận
    Crown shyness - https://news.ycombinator.com/item?id=14998591 - tháng 8 năm 2017, 36 bình luận

  • Tôi biết đến hiện tượng này qua 『A Prayer for the Crown Shy』. Một cuốn sách tuyệt vời

    • Series khác của Becky Chambers là The Wayfarers cũng có cảm giác thư thả tương tự và một thế giới sâu sắc có thể đắm mình lâu dài. Nếu bạn tìm hành động thì có thể sẽ không thấy thỏa mãn, nhưng nếu muốn tạm ở một nơi khác một lúc thì rất tuyệt. Tôi đặc biệt thích cuốn thứ ba của series, 『Record of a Spaceborn Few』
    • Đồng ý. Một cuốn sách rất tĩnh lặng và dễ chịu
      Nó ở cùng một nhóm với Mushishi. Một anime rất thư thái, gần như không có phản diện thực sự, và tôi muốn giới thiệu cho bất kỳ ai thích series Monk and Robot
    • Hai cuốn sách đó đến với tôi đúng vào lúc tôi đã sẵn sàng đón nhận và cần thông điệp của chúng, và giờ sau một năm tôi vẫn đang còn ngẫm. Chúng rất ngắn, và tôi cực kỳ khuyên đọc cho bất kỳ ai quan tâm đến cảm xúc, vị trí của chúng ta trong thế giới, cùng những ý tưởng về xã hội tương lai và công nghệ tuyệt vời. Đây là SF tôi thích nhất

  • Tên nhà hàng yêu thích nhất của tôi chính là Crown Shy lấy theo hiện tượng này. Cứ tận hưởng đi, nhưng đây là một bí mật không còn nhiều thời gian nữa, nên mong mọi người đừng truyền bá nó quá rộng

    • Tôi vừa xem xong video YouTube này rồi theo thói quen vào HN, và lại thấy đúng nhà hàng đó
      https://youtu.be/pkQ50oXPQ4A?si=w8fXbrY4w5b3lddM
    • Nếu đó là nơi có sao Michelin thì có lẽ câu chuyện này chẳng còn gì gọi là bí mật nữa
    • Hy vọng gu ẩm thực của bạn tốt hơn gu website. Trang đó thực sự kinh khủng

  • Về mặt toán học, tán cây của mọi khu rừng lẽ ra phải là một phân hoạch Voronoi. Trên thực tế, ở những khu rừng không quá dày và gồm các cây cùng loài có độ tuổi tương tự nhau, quan sát cho thấy quả thực trông như vậy
    Trong khu rừng thứ sinh hỗn hợp khá vừa phải ở vùng đông bắc Bắc Mỹ nơi tôi sống, tôi đành phải tin vào toán học. Bởi vì tôi chưa hề thấy hiện tượng né tán ở cây phong đường, du Mỹ (RIP), tần bì (RIP), sồi đỏ, cũng như bất kỳ loài lá kim phong phú nào ở đây. Có thể dương rung hay bạch dương thì có, nên sang tháng 6 năm sau khi lá mọc ra tôi sẽ thử kiểm tra

  • Cây cần ánh nắng mặt trời để lớp vật chất hữu cơ trên mặt đất không bị mục nát trong tình trạng quá ẩm
    Chúng cũng cần ngăn lây nhiễm từ cây khác, tránh hư hại do va chạm với nhau, và nếu cây chạm vào nhau thì cơ chế giảm chấn khối lượng cũng không hoạt động tốt. Đồng thời chúng vẫn muốn ở gần nhau để chia sẻ dinh dưỡng qua rễ. Xét từ góc độ tiến hóa, có rất nhiều lý do để cây làm vậy

  • Đây là lần đầu tôi nghe về hiện tượng này nên thấy khá kinh ngạc. Và việc những mẫu hình cấu trúc kiểu này, gợi đến các đường dẫn như thần kinh, lại lặp đi lặp lại trong các bối cảnh khác nhau cũng rất thú vị