Thí nghiệm trồng hạt giống lai bí mật kéo dài 144 năm

Những hạt giống đã được chôn dưới lòng đất tại một địa điểm bí mật trong 144 năm. 

Một cặp hạt Verbascum nảy mầm thành công vào năm 2021 dù bị chôn vùi hơn 140 năm. Ảnh: Derrick L. Turner/Đại học Bang Michigan

Năm 1879, nhà thực vật học William J. Beal đã bắt đầu một trong những thí nghiệm khoa học lâu đời nhất thế giới, chôn 20 chai thủy tinh đựng 50 hạt trong cát ẩm. 144 năm sau, các nhà khoa học tại trường đại học đó tiếp tục công việc của ông, hồi sinh những hạt giống này.
Beal quan tâm đến việc giúp đỡ nông dân bằng cách xem cỏ dại có thể tồn tại được bao lâu. Nhận thấy không có cách nào đẩy nhanh quá trình này, anh quyết định đặt 50 hạt giống vào 20 chai thủy tinh từ 23 loài cỏ dại khác nhau, sau đó chôn chúng với miệng hướng xuống dưới để nước không đọng lại bên trong. Sau đó, cứ 5 năm một lần, anh ta lại đào hạt giống lên và ươm chúng để xem liệu chúng có còn khả năng sống hay không.
Điều này tiếp tục diễn ra 5 năm một lần cho đến năm 1920, khi người ta xác định rằng nên giảm tốc độ xuống còn 10 năm một lần, và sau đó là 20 năm vào năm 1980. Năm 2021 (đã bị ngăn cản thực hiện vào năm trước do đại dịch), chai hạt giống thứ 14 đã được đào lên từ vị trí bí mật để xem liệu chúng có còn phát triển hay không.
 

Quá trình sinh trưởng và hình thái thực vật trong chai thứ 16. Ảnh: Derrick L. Turner/Đại học Bang Michigan

Hầu hết hạt giống của các loài thực vật mất khả năng sống sót trong vòng 60 năm đầu, ngoại trừ chi Verbascum vẫn có thể phát triển tốt.
Frank Telewski, giáo sư danh dự, nhà sinh học thực vật và trưởng nhóm Beal, cho biết: “Điều ngạc nhiên lớn nhất là hạt giống đã nảy mầm trở lại”. “Thật ngạc nhiên là một thứ đã lâu đời như vậy vẫn có thể phát triển được.”
Kể từ đó, nhóm nghiên cứu đã giải trình tự DNA của những hạt giống phát triển và xác định được các loại thực vật. Nhóm nghiên cứu đã nghi ngờ và xác định được sau khi giải trình tự rằng một giống lai đã được đưa vào thí nghiệm do nhầm lẫn.
Grace Fleming, trợ lý giáo sư sinh học thực vật tại bang Michigan, cho biết: “Nghiên cứu di truyền phân tử đã xác nhận kiểu hình mà chúng tôi quan sát được thuộc loài Verbascum blattaria, và một loài lai giữa Verbascum blattaria và Verbascum thapsus”. “Beal nói rằng anh ấy chỉ tiến hành thí nghiệm với hạt giống Verbascum thapsus, vì vậy chắc chắn có sự nhầm lẫn nào đó đã xảy ra trong khi chuẩn bị chai.”
Hiện tại, thí nghiệm dự kiến kết thúc vào năm 2100, nhưng thời gian này có thể phải kéo dài bằng cách kéo dài khoảng thời gian giữa các lần nảy mầm nếu hạt giống tiếp tục khả năng sống sót.
“Trong hơn 140 năm kể từ khi thí nghiệm bắt đầu, câu hỏi về tuổi thọ của ngân hàng hạt giống đã đạt được tầm quan trọng mới, bao gồm cả vấn đề bảo tồn các loài quý hiếm và phục hồi hệ sinh thái; ví dụ như trồng thảo nguyên trên đất nông nghiệp” Lars Brudvig, giáo sư sinh học thực vật tại trường Đại học, cho biết thêm.
Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí American Journal of Botany: https://doi.org/10.1002/ajb2.16250