Lá có bộ điều nhiệt bên trong

Dù có ở Canada hay Ca-ri-bê thì lá cây cũng không phải lo lắng về nhiệt độ bên ngoài – chúng có bộ điều khiển thời tiết gắn trong với mục đích luôn giữ chúng thoải mái.

Quan niệm lâu dài của các nhà sinh học thực vật là nhiệt độ của một chiếc lá đang quang hợp sẽ tương tự như nhiệt độ của không khí xung quanh.

Nhưng trong công trình nghiên cứu 39 giống cây trải khắp 50 vĩ độ dọc Bắc Mỹ (giữa Puerto Rico và Canada), các nhà sinh vật học tại ĐH Pennsylvania phát hiện rằng lá cây vẫn giữ nhiệt độ gần như ổn định trong khi chúng chuyển hóa ánh mặt trời và CO₂ thành thức ăn.

Công trình này, đăng tải trên ấn bản 12 tháng 6 của tờ Nature, phát hiện rằng quá trình quang hợp của cây diễn ra khi nhiệt độ của lá vào khoảng 21.4 độ C, vĩ độ và mùa phát triển trung bình đóng vai trò rất nhỏ, nếu có, trong nhiệt độ của lá.

Thay vào đó, lá cây có thể có sự thích nghi sinh lý và cấu trúc giúp chúng ổn định hệ thống bên trong (con người chúng ta làm điều này khi chúng ta đổ mồ hôi hoặc run rẩy để phản ứng lại nhiệt độ nóng hoặc lạnh nhằm duy trì thân nhiệt). Khám phá này gây ngạc nhiên cho các nhà sinh học.

Theo thành viên của nhóm nghiên cứu Brent Helliker, Penn, “Không gì ngạc nhiên khi một chú gấu bắc cực ở bắc Canada và một chú gấu đen ở Florida có cùng thân nhiệt. Chúng là động vật đẳng nhiệt như chúng ta và chúng sinh ra nhiệt độ cho bản thân. Tuy nhiên, nghĩ rằng một cây vân sam đen ở Canada và cây thông Ca-ri-bê ở Puerto Rico có cùng nhiệt độ lá trung bình là đáng kinh ngạc, đặc biệt khi cây tuyệt đối không đẳng nhiệt.”

Helliker và cộng sự cho rằng sự gia tăng bay hơi và góc lá (điều ảnh hưởng đến lượng ánh sáng chúng phản chiếu) giúp hạ nhiệt trong thời tiết ấm nóng còn sự giảm bốc hơi và tập trung nhiều lá trên một cành giúp cho chúng giữ ấm ở những vùng lạnh hơn.

Kết quả của công trình, do Khoa sinh học ĐH Pennsylvania và Quỹ Andrew W. Mellon tài trợ, có ý nghĩa đối với việc cây cối ở thời tiết phương bắc sẽ phản ứng với sự nóng lên toàn cầu như thế nào: Chúng có thể bị quá nóng do cơ chế mà chúng tiến hóa để “giữ ấm”.

Kết quả trên cũng có ý nghĩa đối với các nhà khoa học nghiên cứu thay đổi thời tiết trong quá khứ bằng cách đo tỉ lệ đồng vị oxy khác nhau (có số nơ-tron khác nhau) trong xen-lu-lô vòng cây. Số lượng các đồng vị đặc biệt hiện diện trong xen-lu-lô bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của lá, và các nhà khoa học từng đặt giả thiết rằng nhiệt độ của lá tương tự như nhiệt độ xung quanh. Công trình mới này chứng minh điều đó không chính xác.