1.    Sinh học của nhóm Cây Ăn Thịt

a.     Môi trường sống: Nhóm cây ăn thịt có phân bố rộng khắp trái đất.

Chúng thường thấy mọc ở đất lầy, acid, nghèo dinh dưỡng nhất là thiếu nitrate và phosphate, là hai dưỡng chất tối cần thiết để duy trì sự sống. Cây ăn thịt tiếp thụ các dưỡng chất này từ các con mồi côn trùng, nhện, nguyên sinh vật, động vật. Cây ăn thịt chỉ tiếp thu dưỡng chất chứ không tạo năng lượng từ việc tiêu hoá con mồi. Hai chi Drosera (Gọng vó, Sundew) và Utricularia (Nhĩ cán, Bladderwort) phân bố hầu như khắp nơi, từ Úc châu, Đông Nam Á, đến vùng ôn đới, hàn đới, từ Nam Mỹ đến Alaska. Cũng có chi phân bố rộng, nhưng chỉ hiện hữu từng khu hẹp như Aldrovanda vesiculosa, khiến liên tưởng đến một loài phong phú trong quá khứ, nhưng nay đang mất dần. Có vài loài chỉ gặp ở một địa phương giới hạn như Dionaea muscipula (Bắt ruồi Venus, vùng Carolinas, Hoa Kỳ) hay Triphyophyllum peltatum, ở Bờ biển ngà, Phi châu; cây có 3 dạng lá trong vòng đời, dạng lá đầu tiên không phải là lá bẫy. Triphyophyllum peltatum chỉ mọc ra lá bẫy bắt mồi khi không có đủ dưỡng chất cho nhu cầu sinh sống, nếu đủ nhu cầu từ đất, chúng không trở thành cây ăn thịt. Một vài loài Bình nước (Nepenthes), nếu sống nơi thuận lợi về dưỡng chất cũng giảm hẳn số lượng lá bẫy.

b.    Sinh lý:

      • Bẫy bắt mồi là do lá biến đổi thành. Khi lá biến đổi thành bẫy để bắt mồi thì khả năng quang hợp của lá giảm rất nhiều, thậm chí không còn, do đó cây ăn thịt cần phải sống nơi có thật nhiều ánh sáng. Chúng sử dụng cuống lá phình to ra (Nepenthes) hay các bộ phận khác như thân (Utricularia thuỷ sinh chìm), hay lá nhô cao khỏi mặt đất (Genlisea, Utricularia cạn) để quang hợp.

             Một vài hình ảnh chi tiết của lá biến thành bẫy bắt mồi:

A: Cắt dọc của lá bẫy Sarracenia psittacina. Loài này sử dụng kiểu bẫy rọ ở miệng vào với tế bào mặt lá trong với ánh sáng để dẫn con mồi và bẫy nơm với lông cứng hướng về một phía để lùa con mồi về đáy bẫy.

B: Lá bẫy loài Bắt ruồi Venus, Dionaea muscipula, với 3 lông kích thích bẫy và tuyến tiết mật ở rìa lá, nơi tiếp giáp hai màu đỏ và lục.

C: Nhĩ cán, Utricularia inflata, lá biến đổi thành bẫy hút. Cây không có rễ, chỉ có thân là nơi cho các lá bẩy bám vào. Những phần trông giống lá, cũng là thân.

D: Sarracenia spp với lá biến thành bẫy hố, với các tuyến tiết mật quanh miệng.

E: Lá bẫy của Gọng vó, Drosera binata, với các tuyến tiết nhựa dính ở đầu các cọng râu.

F: Bình nước, Nepenthes hamata, lá loại bẫy hố là bình chứa dịch tiêu hoá dưới đáy. Các răng ốc ở miệng và mặt trong lá có sáp trơn ngăn côn trùng bò thoát đi và làm chúng rơi xuống đáy lá. Giữa các răng ở miệng và phía trong vách có các tuyến tiết mật.

G: Pinguicula gigantea, có tuyến tiết keo dính ở trên các cọng râu ngắn, mặt lá không có tuyến keo. Xác côn trùng còn dính trên lá do vỏ côn trùng không tiêu hoá được.

H: Genlisea violacea (cây con) có lá ngầm cuộn lại hình thành bẫy. Hình phóng lớn qua kính hiển vi của lá bẫy cho thấy hướng của lông bắt con mồi phải đi theo một hướng từ mặt qua trái.

               •Hệ rễ của đa số các loài cây ăn thịt trên cạn thường không phát triển nhiều, rễ làm nhiệm vụ giữ cây bám đất và hấp thu nước là chính. Các loài thuộc chi Genlisea, Utricularia, Aldrovanda không có hệ rễ, thân và lá đảm nhận vai trò của rễ. Các chi Dionaea, Pinguicula, đa số Drosera hệ rễ rất ít. Các chi Sarracenia, Darlingtonia, Heliamphora, Nepenthes rễ rất ngắn và ít phân chùm và hầu như không hấp thu dưỡng chất từ môi trường.

Vài hình cho thấy hệ rễ ít phát triển:

                • Hoa, Trái, Hạt của vài loài tiêu biểu

               • Tiêu hoá con mồi: Phần lớn các cây ăn thịt có các tuyến chuyên biệt tiết ra acid và enzyme để phân giải các protein và các chất hữu cơ ở con mồi. Vài loài cần sự cộng sinh của các sinh vật khác để phân giải. Cây hấp thu dưỡng chất từ con mồi đã bị phân giải.

      Các loài cây ăn thịt thường sử dụng bốn cách tiêu hoá con mồi qua việc biến đổi các lá thành những cơ quan tiêu hoá:

    ++  Dùng mặt lá:

   • Lá cuốn lại, các râu cong bám con mồi để tăng diện tích tiếp xúc, thấy ở chi Drosera.

                • Lá cuộn cong ở mép, chứa tuyến tiết dịch tiêu hoá trên mặt lá, thấy ở chi Pinguicula.

 
               • Lá không cử động, thấy ở Drosophyllum, Triphyophyllum, Byblis, Roridula. Tuyến có cuống tiết nhựa dính, tuyến sát lá tiết dịch tiêu hoá.

++ Lá khép kín, thấy ở Dionaea, Aldrovanda, Utricularia. Lá kín còn ngăn mưa rửa trôi côn trùng đang bị tiêu hoá.

    ++ Lá biến đổi thành bao hay hang hố, thấy ở Genlisea, Sarracenia. Sarracenia không có tuyến tiết enzyme phân huỷ vỏ chitin của côn trùng.

           Một vài loài Sarracenia chỉ có lá bắt mồi theo mùa, như S. flava có lá bình  

           chứa chỉ trong mùa xuân, S. rubra thì chỉ có lá bắt mồi trong mùa thu.

++ Lá biến đổi thành bình chứa sẵn dịch tiêu hoá, thấy ở các chi Nepenthes (Bình nước), Darlingtonia, Heliamphora, Cephalotus, và hai loài Sarracenia purpurea và S. rosea. Các loài cây này có thể điều chỉnh lượng và pH của dịch tiêu hoá.

                                                          Cấu trúc tuyến tiêu hoá của Nepenthes khasiana:

                                                      A: Phần đáy của lá bẫy Bình nước. Đoạn 7.5 mm

                                                      B: Phần đáy bình phóng lớn. Đoạn 2.5 mm

C : Tuyến tiết phóng lớn. Đoạn 300 μm. D: Tuyến tiết với các hạt chất tiết. E: Gờ biểu bì của tuyến tiết. Đoạn 100 μm. F: Mặt trong, phía trên của bình, vùng có sáp trơn. Đoạn 2 mm.

So sánh tuyến tiết vài loài cây ăn thịt:

A và B: Tuyến tiết lớn và nhỏ của Cephalotus follicularis.

C và D: Tuyến tiết Nepenthes ampullaria.

E: Gai tiết Drosera filliformis. Xanh là lớp vách cutin. Đỏ là chlorophyll.

F: Tuyến lông chẻ tư của Utricularia volubilis.

++ Cần sự trợ giúp của loài khác để tiêu hoá mồi, thường thấy ở các chi Roridula, Byblis, Darlingtonia. Một trường hợp thú vị là chi Roridula, mọc trên vùng đất ẩm và nghèo ở Nam Phi.

         Chúng bắt mồi hoàn toàn thụ động bằng bẫy dính, nhưng nhựa của chúng là resin không hoà tan trong nước, do đó các emzymes và dưỡng chất không trao đổi được giữa con mồi và cây chủ. Roridula không có các tuyến tiết enzymes để phân huỷ con mồi. Chúng nhờ sự trợ giúp của loài gián ăn thịt     Pameridea (và có thể thêm loài nhện Synaema) có lớp sáp dầy không dính nhựa trên cơ thể. Chúng tiêu hoá con mồi và bài tiết phân trên cây. Mặt lá Roridula có lớp biểu bì mỏng và nhiều khoảng hở để dễ dàng hấp thụ dưỡng chất từ chất thải của gián. Cây có thể hấp thụ đến 70% lượng Nitrogen từ con mồi, một hiệu suất cao ngang với Drosera.

              • Các enzymes tiêu hoá của cây ăn thịt được tìm thấy bao gồm protease, phosphatase, chitinase, amylase, lipase, esterase, peroxidase, ribonuclease, glucosanidase, glucanase, glucosidase, phosphoamidase, xylosidase, urease, nuclease. Chỉ có 3 loại enzymes protease, phosphatase và chitinase là hiện diện ở nhiều loài cây ăn thịt. Các nghiên cứu hiện tại dựa phần lớn trên những chi Nepenthes, Drosera, Utricularia, Genlisea, Dionaea. Một thí dụ cho thấy Nepenthacin ở các chi Nepenthes và Drosera rất gần với pepsin động vật (heo). Nepenthacin hữu hiệu nhất ở pH thấp. Một enzyne chính khác là phosphatase. Một thí nghiệm cho thấy trung bình, cây hấp thụ N 47%, P 75%, K 86%, Mg 39% từ con mồi sau 10-15 ngày từ khi bắt chúng.

2.    Vài điều bên lề

            • Về phương diện sinh học, nhóm cây ăn thịt đặt nhiều câu hỏi thú vị. Những hoá thạch cây ăn thịt cổ nhất tìm thấy ở kỷ Creta (Phấn trắng) cách nay khoảng 130 triệu năm. Có vẻ chúng là tổ tiên của hai chi Drosera và Aldrovanda. Các nghiên cứu dựa trên di truyền tiến hoá cộng với sự phân bố trên nhiều vùng cách biệt gợi ý các loài cây ăn thịt tiến hoá độc lập với nhau. Các loài cây ăn thịt tiến hoá, sinh trưởng, sinh sản…do phải thích nghi với môi trường đất ẩm, nghèo dưỡng chất N và P, và do việc biến đổi lá thành lá bẫy, phải hy sinh giảm hiệu năng quang hợp của lá nên cần nơi nhiều ánh nắng. Nhiều loài cây ăn thịt là thực vật phụ sinh. Tuy thích ứng trong điều kiện môi trường khó khăn, ít có cạnh tranh, nhưng chúng chưa bao giờ phát triển thành loài chiếm ưu thế ở môi trường sinh sống. Nhóm cây này đồng thời có vai trò tự dưỡng (sản xuất) và dị dưỡng (tiêu thụ) trong chuỗi thức ăn. Vài loài còn chấp nhận việc cho các côn trùng, nhện “ăn” một phần cơ thể mình và hấp thụ dưỡng chất từ phân của chúng để lại trên lá!

           Nhóm cây ăn thịt vẫn cần côn trùng cho việc thụ phấn. Do vậy hoa của cây  

           thường mọc cao, cách xa các lá bẫy mọc thấp hơn.

Các dữ kiện di truyền phân tử gợi ý cho thấy cây loại bẫy dính đặc trưng cho họ Droseraceae có lẽ là cổ nhất, và những loài có loại bẫy “tiến bộ” hơn thường có thể truy ngược về những loài có bẩy đơn giản hơn như:

Roridula à Sarracenia (bình chứa), Drosera à Nepenthes (bình chứa), Byblis à Utricularia (túi hút).

                       • Các truyền thuyết về cây “ăn thịt người” trong các chuyện kể, trong  phim ảnh, tiểu thuyết…ở rừng rậm Trung Mỹ, Madagascar, hay Indonesia  chưa bao giờ được ghi nhận trên thực tế:

 Các nhà thực vật ghi nhận có hai loài cây ăn thịt, Nepenthes rajah ở Indonesia, có khả năng ăn thịt chuột nhỏ hay ếch nhái và loài Roridula gorgonias ở Nam phi (là loài cây bụi thân gỗ) có khả năng bắt cả chim nhỏ  theo dân địa phương, là hai loài cây ăn thịt bắt thú nhỏ. Những câu chuyện cây ăn thú lớn như hươu nai… chỉ là lời đồn.

                 • Về phương diện dược thảo, ghi nhận theo kinh nghiệm dân gian ở địa phương, các chi:

-        Nepenthes, trị những bệnh liên quan đến dạ dày, đường tiểu, đau mắt

-        Drosera trị táo bón, phỏng, ho, đau mắt, nấm ngoài da, lợi tiểu, vọp bẻ

-        Sarracenia giúp lợi tiểu

-        Utricularia và Genlisea giúp lành vết thương, trị bệnh đường tiểu, ho

Ở Malaysia, người dân dùng Nepenthes spp nấu với lúa hoang để hạt cơm mềm, hay nấu chung với thịt thú rừng; dùng thân bện thành dây buộc trong xây dựng (do tính đàn hồi cao).

Ở Việt Nam, y dược cổ truyền dùng Nepenthes spp, với tên gọi Nắp ấm, Bình nước, Bắt ruồi, Trư lũng thảo. Dược tính ghi là vị ngọt, tính mát; dùng hạ nhiệt, tan đờm, giảm đau, và dùng trị vàng da, loét dạ dày, sỏi thận, ho, phù thủng, cao huyết áp.

Y dược cổ truyền gọi Drosera là Cỏ trói gà, Cẩm địa là, dùng trị ho và các bệnh đường hô hấp.

                                          Tài liệu tham khảo chính

1.   Website của International Carnivorous Plant Society

2.   Szymon Drobniak, 2014, The Evolution and Importance of Carnivorous Plants.

3.   Hình ảnh từ nguồn Google Search

4.   Đỗ tất Lợi, 2004, Cây Thuốc Việt Nam.