Tại sao cây bạch dương gần như không thể chết vì đóng băng?

Giữa mùa đông ở vùng Đông Bắc Trung Quốc, nơi nhiệt độ trượt xuống mức âm ba mươi, thậm chí âm bốn mươi độ C, gió tây bắc thổi rát mặt và mọi sinh vật đều phải gồng mình chống đỡ, có một loài cây vẫn đứng thẳng, sáng rực và bình thản giữa biển tuyết trắng. Đó là cây bạch dương, loài cây mà từ xa xưa người ta đã gọi bằng một cái tên đầy kiêu hãnh, cây bất tử. 

Gọi như vậy không phải để khoa trương, mà bởi qua nhiều thế hệ sinh tồn giữa lạnh giá khắc nghiệt, bạch dương thực sự sở hữu những cơ chế đặc biệt khiến nó gần như không thể bị cái lạnh giết chết.

Nếu bạn bước vào rừng lúc giá rét nhất trong năm, bạn sẽ thấy nhiều cây cối run rẩy trong bão tuyết, thân bị lớp băng mỏng phủ lên, cành cong vẹo như đang chịu đựng nỗi đau không thể cất lời. Nhưng bên cạnh chúng là cây bạch dương, thân trắng muốt nổi bật, cành hơi nhuốm tím dưới ánh sáng yếu ớt của mặt trời mùa đông, đứng thẳng như vừa được dựng bằng thép. Nó lạnh lùng, kiêu hãnh và dường như không hề cảm nhận cái rét đang quật xuống khu rừng.

Điều gì đã khiến loài cây này trở thành biểu tượng của sự sống kiên cường? Câu chuyện bắt đầu từ chính lớp vỏ trắng đặc trưng, thứ mà nhiều người tưởng chỉ là yếu tố tạo vẻ đẹp nhưng thực chất lại là một lớp áo giáp sinh học được thiên nhiên tinh chỉnh trong hàng triệu năm.

Vỏ bạch dương chứa hai thành phần đặc biệt là betulin và lupinol, những hợp chất tự nhiên có khả năng chống nước và cách nhiệt hiệu quả. Khi được trộn lẫn trong cấu trúc vỏ, chúng hoạt động giống như một lớp sơn bảo vệ siêu mạnh bao bọc toàn bộ thân cây. Nhờ lớp áo giáp này, thân cây không bị mất nước vào mùa đông và cũng không bị gió lạnh cắt trực tiếp vào các mô sống bên trong. 

Màu trắng của vỏ cây còn có khả năng phản xạ tia cực tím và ánh nắng mặt trời, giúp thân cây luôn giữ được nhiệt độ ổn định, tránh sự biến động nhiệt độ quá lớn giữa ban ngày và ban đêm. Điều này đặc biệt quan trọng bởi chính những dao động nhiệt độ đột ngột mới là nguyên nhân khiến nhiều loài cây nứt thân hoặc chết cóng.

Nếu nói lớp vỏ trắng là chiếc áo khoác ngoài, thì hệ thống bên trong của cây bạch dương còn ấn tượng hơn. Khi nhiệt độ bắt đầu giảm sâu, bạch dương triển khai một chiến lược điều chỉnh nước rất khôn ngoan. Nước trong tế bào cây có nguy cơ đóng băng, điều này vô cùng nguy hiểm vì băng nở ra có thể làm vỡ tế bào. Để tránh điều này, cây sẽ chủ động ép nước từ bên trong tế bào ra khu vực gian bào. 

Kết quả là dung dịch bên trong tế bào trở nên đặc hơn, nồng độ cao hơn và vì thế điểm đóng băng cũng giảm xuống, tương tự như nước muối khó đóng băng hơn nước tinh khiết. Nhờ đó, ngay cả khi nước bên ngoài tế bào đóng băng trước, các bộ phận quan trọng bên trong vẫn an toàn.

Tuy nhiên, chỉ như vậy thôi chưa đủ để sống sót trong cái lạnh tàn khốc. Cây bạch dương còn tự sản xuất ra các chất chống đông tự nhiên. Bước vào mùa thu, khi lá đã bắt đầu vàng, cả cây âm thầm tích lũy nhiều loại đường hòa tan như sucrose, glucose và một số protein đặc biệt. Những chất này làm giảm điểm đóng băng của dung dịch trong cây, hoạt động tương tự như chất chống đông trong hệ thống làm mát của xe hơi. 

Nhờ lớp bảo vệ sinh học tinh vi này, tế bào của cây không bị đóng băng mặc cho môi trường xung quanh rơi xuống dưới 0 độ C, thậm chí xuống tới mức mà con người khó tưởng tượng. Các nghiên cứu cho thấy bạch dương có thể chịu đựng nhiệt độ âm bốn mươi, âm năm mươi độ C, và thậm chí vẫn sống sót trong điều kiện lạnh âm sáu mươi độ C tại vùng Siberia của Nga.

Ngoài khả năng chống lạnh chủ động, bạch dương còn có một chiến lược sinh tồn rất thông minh khác, đó là ngủ. Khi mùa đông chạm đến độ khắc nghiệt nhất, cây đi vào trạng thái ngủ đông sâu, mọi hoạt động trao đổi chất đều giảm đến mức thấp nhất có thể. Ở trạng thái này, cây gần như tắt bớt mọi chức năng tiêu tốn năng lượng, chỉ duy trì những hoạt động thiết yếu để đợi mùa đông trôi qua. 

Cành cây của bạch dương cũng được thiết kế để dẻo dai một cách đáng kinh ngạc. Khi tuyết đè nặng, chúng có thể uốn cong theo trọng lượng tuyết mà không gãy. Khi tuyết tan, chúng từ từ trở lại hình dạng cũ, như thể vừa thực hiện một bài tập yoga mùa đông.

Tất cả những điều này cho thấy sức sống của bạch dương không đến từ một phép màu hay khả năng bất tử thần bí nào, mà từ cả một hệ thống chống lạnh được tiến hóa vô cùng tinh vi. Mỗi thế hệ bạch dương trong môi trường lạnh giá đều mang những đặc điểm thích nghi tốt nhất, và qua hàng ngàn năm, chúng tích tụ thành một bộ kỹ năng sinh tồn gần như hoàn hảo. Chính quá trình chọn lọc tự nhiên đã dạy cho cây bạch dương cách sống sót, đứng vững và tiếp tục vươn lên giữa những vùng đất khắc nghiệt nhất.

Vì thế, khi nhìn thấy một cây bạch dương đứng cô độc giữa băng tuyết, bạn không chỉ đang nhìn vào một loài cây đẹp, mà là kết quả của hàng triệu năm tiến hóa, là biểu tượng của sức sống, của trí tuệ tự nhiên và của sự bền bỉ không gì khuất phục. 

Cái lạnh có thể đóng băng mặt đất, làm tê liệt muôn loài, nhưng với bạch dương, đó chỉ là một thử thách thường niên mà nó đã học cách vượt qua từ rất lâu trước khi con người ghi lại những trang đầu tiên của lịch sử.