Những kiệt tác hội họa làm đau đầu hậu thế của Leonardo da Vinci

Tác giả: LT.Ton, Việt Đại Kỷ Nguyên, Tin Tức Cộng Đồng

27 Tháng Tám , 2015

Trong ngành hội họa của phương tây người ta không thể quên Leonardo da Vinci, một nhà danh họa người Ý, một thiên tài toàn năng.

“Trong đời ông, Leonardo da Vinci được người ta ca ngợi như là nhà họa sĩ và là nhà triết học”, theo Luke Syson, người đặc trách quản lý Cục Nghệ thuật Điêu khắc và Nghệ thuật Trang trí châu Âu tại Met

Leonardo sinh ngày 15 tháng 4 năm 1452 (lịch cũ), “lúc 3 giờ khi màn đêm buông xuống” ở thị trấn Vinci vùng Tuscan, thuộc thung lũng hạ lưu sông Arno vùng lãnh thổ thuộc quyền cai trị của Medici-Cộng hòa Florence.Leonardo là người con ngoài giá thú của công chứng viên Ser Piero (lúc bấy giờ 25 tuổi) và người con gái nông dân 22 tuổi Catarina.Leonardo không có họ trong ngữ cảnh hiện đại, “da Vinci” chỉ đơn giản là “của Vinci”: Tên khai sinh đầy đủ của ông là “Lionardo di ser Piero da Vinci”, nghĩa là “Leonardo, (con trai) của (Mes)ser Piero from Vinci”.

Thiên tài hội họa Leonardo da Vinci (1452 -1519)

.Tên gọi của thành phố Vinci là nơi sinh của Leonardo da Vinci, nằm trong lãnh thổ của tỉnh Firenze, cách thành phố Firenze 30 km về phía Tây gần Empoli, cúng là họ của ông. Người ta gọi ông ngắn gọn là Leonardo vì “da Vinci” có nghĩa là “đến từ Vinci”, không phải là họ thật của ông. Tên khai sinh là Leonardo di ser Piero da Vinci có nghĩa là “Leonardo, con của Ser Piero, đến từ Vinci”. Ông là tác giả của những bức hoạ nổi tiếng như bức Mona Lisa, bức Bữa ăn tối cuối cùng.

Ông là người có những ý tưởng vượt trước thời đại của mình, đặc biệt là khái niệm về máy bay trực thăng, xe tăng, dù nhảy, sự sử dụng hội tụ năng lượng mặt trời, máy tính, sơ thảo lý thuyết kiến tạo địa hình, tàu đáy kép, cùng nhiều sáng chế khác. Một vài thiết kế của ông đã được thực hiện và khả thi trong lúc ông còn sống. Ứng dụng khoa học trong chế biến kim loại và trong kỹ thuật ở thời đại Phục Hưng còn đang ở trong thời kỳ trứng nước. Thêm vào đó, ông có đóng góp rất lớn vào kiến thức và sự hiểu biết trong giải phẫu học, thiên văn học, xây dựng dân dụng, quang học và nghiên cứu về thủy lực. Những sản phẩm lưu lại trong cuộc đời ông chỉ còn lại vài bức hoạ, cùng với một vài quyển sổ nháp tay (rơi vãi trong nhiều bộ sưu tập khác nhau các sáng tác của ông), bên trong chứa đựng các ký hoạ, minh hoạ về khoa học và bút ký.

Những kiệt tác hội họa làm đau đầu hậu thế của Leonardo da Vinci

Nụ cười bí ẩn của nàng Mona Lisa, những mật mã khó đoán trong bức bích họa Bữa ăn tối cuối cùng hay Người Vitruvius là ba trong những kiệt tác hội họa ‘sống mãi’ với hậu thế vì nét vẽ đầy tính khoa học và bí ẩn của ‘thiên tài hội họa’ Leonardo da Vinci.

Bên cạnh tài năng thiên bẩm về nghệ thuật hội họa, Leonardo còn am hiểu sâu rộng các lĩnh vực khoa học như toán học, y học, triết học, giải phẫu học, thiên văn học, quang học, thủy lực.

Ông còn là người có những ý tưởng vượt trước thời đại của mình, đặc biệt là khái niệm về máy bay trực thăng, xe tăng, dù nhảy, sự sử dụng hội tụ năng lượng mặt trời, máy tính, sơ thảo lý thuyết kiến tạo địa hình, tàu đáy kép, cùng nhiều sáng chế khác.

“Thung lũng Arno” (1473) ở vùng Uffizi là
một trong những bức họa sớm nhất của Vinci

Đã gần 500 năm kể từ ngày Leonardo da Vinci mất, nhưng những tác phẩm hội họa kinh điển của ông vẫn luôn luôn là những tuyệt tác để hậu thế chiêm ngưỡng, xuýt xoa. Riêng đối với các nhà nghiên cứu, chuyên gia và phục chế tranh trên toàn thế giới, các tác phẩm của ‘thiên tài nghệ thuật’ là những bài toán cực kỳ khó, chưa có lời giải đáp hoàn chỉnh.
1. Bữa tiệc cuối cùng – The Last Supper

Họa phẩm “Bữa tiệc cuối cùng” được danh họa Leonardo da Vinci vẽ trong 3 năm (1495 – 1498). Phần lớn chúng ta đều biết đó là một kiệt tác hội họa, một tác phẩm nghệ thuật điển hình của thời đại Phục Hưng (thế kỷ 14 đến 17).

Họa phẩm “Bữa tiệc cuối cùng” (The Last Super)

Bức bích họa lấy khung cảnh trai phòng của tu viện Santa Maria (ở thành phố Milano), mô tả Chúa Jesus và 12 môn đệ trong bữa ăn cuối cùng trước khi ngài bị môn đệ Judas phản bội, bị đóng đinh trên cây thập giá.

Leonardo vẽ Chúa Jesus ngồi ở giữa các tông đồ và nói câu “Trong các con, có kẻ muốn nộp Ta”.

Vị trí ngồi của Chúa Jesus và 12 tông đồ

Tuy nhiên, bức tranh còn ẩn chứa rất nhiều điều bí mật mà phải mất rất nhiều thời gian tìm hiểu người ta mới dần phát hiện ra.

Điều đầu tiên mà những nhà phân tích, nghiên cứu phát hiện ra đó là, danh họa đã ‘vẽ’ một bản nhạc dài 40 giây với các nốt là bàn tay của Chúa, tông đồ và các lát bánh mì. Ngoài ra, chuyên gia người Ý Giovanni Maria Pala còn phát hiện nhiều mật mã ẩn dưới bức “The Last Supper”. Đó là một câu nói bằng tiếng Thái cổ là “vinh quang và hiến dâng bên Người” và hình ảnh 3 chiều của chén Thánh (biểu tượng huyền bí của Thiên chúa giáo).

Ross King, chuyên gia phê bình nghệ thuật cổ đại cho biết, ông còn tìm thấy bằng chứng Leonardo da Vinci vẽ chính mình trong bức họa hơn 500 tuổi này. Khuôn mặt của danh họa được thể hiện trong hình ảnh Thánh James ‘nhỏ’ và Thánh Thomas.

Khuôn mặt của Thánh James ‘nhỏ’ và Thánh Thomas

Trong cuốn “Mật mã Da Vinci” (2003) của nhà văn Mỹ Dan Brown đề cập tới hình ảnh người ngồi bên tay phải Chúa Jesus là Maria Magdalene – vợ của chúa Jesus, với gương mặt thanh tú, thoáng nét vồng lên của bộ ngực cùng sóng tóc xoăn mềm mại.

Hình ảnh tông đồ (ngồi ngoài cùng phía bên phải) được
Dan Brown cho rằng là Maria Magdalene (Vợ Chúa Jesus)

Chưa hết, mới đây, chuyên gia đồ học Slavisa Pesci tin rằng, qua hình ảnh phản chiếu trong gương chúng ta có thể thấy Chúa Jesus đang bế một đứa trẻ và chúc phúc lành cho em. Đến giờ, nhiều chuyên gia vẫn chưa thể xác định lai lịch của đứa trẻ đó.

Quả thực, tại sao một bức tranh vẽ ở cuối thế kỷ 15 lại ẩn chứa nhiều bí mật đến vậy là điều mà các chuyên gia trên thế giới tiếp tục dày công nghiên cứu.
2. Bức chân dung nàng Mona Lisa

“Mona Lisa” là tên bức chân dung nghệ thuật bậc thầy được danh họa vẽ vào thế kỷ 16 bằng sơn dầu tại Florence.

Tuyệt phẩm hội họa “Mona Lisa”

Cho đến tận bây giờ, nhiều chuyên gia phải ‘đau đầu’ trước sự bí ẩn trong nụ cười của nàng Mona Lisa. Vì có người nhìn thấy gương mặt nàng toát lên nét buồn, trầm ngâm. Lại có người thấy nét láu lỉnh, cao ngạo trong nụ cười bí ẩn của nàng.

Nụ cười bí ẩn của nàng Mona Lisa khiến
nhiều chuyên gia trên thế giới phải ‘đau đầu’

Nhiều chuyên gia y khoa còn cho rằng, người phụ nữ trong tranh đã mắc bệnh hen suyễn và có khả năng mắc bệnh tim về sau. Ngoài ra, Mona Lisa còn mang những dấu hiệu của bệnh đần, dựa trên những dấu hiệu không cân đối của các ngón tay và sự thiếu vắng vẻ mềm mại ở tay nàng.

Trong khi đó, bác sĩ người Anh Kenneth Kill, trong bức tranh của danh họa thời Phục hưng đã truyền tải trạng thái mãn nguyện của người phụ nữ đang mang thai.

Lại có ý kiến cho rằng, bức họa vẽ người không có lông mày này chính là bức tự họa của Leonardo.

Ngoài ra, nếu nối hoàn chỉnh những nét vẽ trong khung cảnh phía sau nàng Mona Lisa và xoay 1 góc thích hợp, chúng ta có thể thấy hình ảnh đầu con trâu, đầu sư tử và khỉ. Nhiều người còn tin rằng còn có một con cá sấu hoặc một con rắn ẩn trên tay trái của nàng Mona Lisa.

Hình ảnh đầu sư tử phía sau Mona Lisa

Hình ảnh đầu trâu phía sau Mona Lisa

Cho đến nay, sự mơ hồ trong nét thể hiện của người mẫu, sự lạ thường của thành phần nửa khuôn mặt, và sự huyền ảo của các kiểu mẫu hình thức và không khí hư ảo là những tính chất mới lạ góp phần vào sức mê hoặc của bức tranh.
3. Người Vitruvius – Vitruvius

Người Vitruvius là tên bức vẽ nổi tiếng của Leonardo da Vinci được ông vẽ năm 1490. Đây là một trong những ví dụ tuyệt vời nhất về con người hoàn hảo mà danh họa sớm biết đưa ra.

Bức vẽ “Người Vitruvius” của Leonardo da Vinci

Leonardo vẽ họa phẩm này dựa trên quan điểm của chính ông về tỷ lệ lý tưởng của số đo cơ thể người và tham khảo các khái niệm về hình học, kiến trúc trong tác phẩm De Architectura có từ 1.500 năm trước của kiến trúc sư La Mã Vitruvius.

Phần mô tả của bức vẽ được Leonardo viết bằng tiếng Ý ngược. Với nội dung, rốn là phần trung tâm của cơ thể người, và con người là đại diện thu nhỏ của vũ trụ.

Cho đến nay, nhiều người vẫn tiếp tục xác minh danh tính của người đàn ông ‘hoàn hảo’ trong ảnh. Thậm chí có người cho rằng, Leonardo vẽ mẫu người đàn ông mắc bệnh thoát vị bẹn.

Bức vẽ “Người Vitruvius” của Giacomo Andrea

Và trước khi vẽ bức ảnh này, Leonardo có tham khảo bức “Vitruvius” của Giacomo Andrea de Ferrara, một kiến trúc sư thời Phục hưng, bạn thân của chính Leonardo hay không? Vẫn đang là điều khiến nhiều nhà nghiên cứu ‘đau đầu’.

Hiện nay, bức Người Vitruvius, quản tại bảo tàng Gallerie dell’Accademia

ở Venezia, Ý, được dùng như một biểu tượng của nghề y và các cơ sở y học.

Bức chân dung Leonardo da Vinci ẩn chứa sức mạnh to lớn:

Nói về thi họa, Leonardo da Vinci có một nhận định rất độc đáo: “Bức tranh là một bài thơ để mà nhìn hơn là để cảm nhận, và bài thơ là một bức tranh để cảm nhận hơn là để nhìn”.

Bức tranh của chính ông hàm súc một sức mạnh kỳ diệu. Sức mạnh biểu cảm của khuôn mặt ông hoàn toàn kết nối với cảm xúc và năng lực mà chỉ có Leonardo sở hữu.
Có một truyền thuyết ở Turin kể rằng cái nhìn của Leonardo da Vinci trong bức chân dung ông mãnh liệt đến nỗi nếu ai quan sát nó sẽ có được sức mạnh to lớn.
Một số người cho rằng chính sức mạnh huyền diệu này, chứ không phải giá trị văn hóa hay kinh tế, đã khiến bức hoạ được bí mật chuyển từ Turin tới Rome trong Thế chiến II.
Đọc thêm chi tiết: 
Bức chân dung mãnh liệt của Leonardo da Vinci

Thiền Họa hay Tranh Thiền – Mục tiêu của các bức tranh họa là chỉ ra trạng thái của tâm.

Đối với các bậc danh họa của phái thiền họa do vị tổ thiền thứ 28 của Ấn Độ là Bồ Đề Đạt Ma du nhập từ Ấn độ sang Trung Hoa, cái gọi là huyền bí mà người ta cảm nhận qua các bức tranh của Leonardo da Vinci, có thể chỉ là trạng thái của tâm.

Kể từ vị tổ thiền 28 Ấn Độ là Bồ Đề Đạt Ma (?-528) sang Đông Độ thành sơ tổ thiền Trung Hoa (năm 520, đời vua Lương Võ Đế), thiền đã mọc rễ và lớn mạnh với thông điệp thù thắng: «Bất lập văn tự, giáo ngoại biệt truyền, trực chỉ nhân tâm, kiến tánh thành Phật.» Cho đến đời Nam Tống (thế kỷ XII) thiền du nhập vào Nhật Bản. Thiền đã ảnh hưởng tâm hồn dân tộc Trung Hoa – Nhật Bản và cả Việt Nam suốt bao thế kỷ trong sinh hoạt hằng ngày cũng như trong học thuật.

Thiền Tổ 28 Ấn Độ Bồ Đề Đạt Ma

Tranh Thiền đã xuất hiện ở Trung Hoa từ cuối đời Đường khi sang đến đời Tống thì nghệ thuật này phát triển khá mạnh. Tranh Thiền được du nhập sang Nhật vào đâu thế kỷ 15 do sự phổ biến của Josetsu. đến nửa sau thế kỷ 15 thì kỹ thuật vẽ tranh Thiền tại Nhật tiến thêm một bước nhờ vào việc phát triển các kỹ thuật vẽ mới của sư Sesshu Toyo (1420-1506). Đó là kỹ thuật shin để vẽ những nét gãy to, bén và kỹ thuật so để vẽ các đường mờ dùng cho vẽ cảnh. Một số đặc tính của tranh Thiền là:
-Tranh thiền là một loại tranh vẽ khó thực hiện vì đòi hỏi người vẽ có sức tập trung cao.
-Được vẽ trên loại giấy rất mỏng dễ rách nên nét vẽ không thể dừng lâu ở một chỗ và cũng không thể bôi sửa vì sẽ làm rách giấy.
-Mỗi một nét vẽ cần có sự định thần và nét đi cọ phải dứt khoát đều đặn mới có thể thành công trong một bức hoạ.
-Thường chỉ vẽ bằng một màu mực đen.
Đây là một phương pháp để các thiền sinh hay thiền sư thể nghiệm sức định của tâm trí.

Nhiều tranh Thiền đặt vị trí con người vào quan hệ thực chất với thiên nhiên và vũ trụ mà không thể diễn tả được bằng lời.

Đưa thực vật ra khỏi Trái Đất – Chúng sẽ tồn tại như thế nào trong môi trường phi trọng lực?

Tác giả: Anna-Lisa Paul, University of Florida and Robert Ferl, University of Florida | Dịch giả: Hannah

27 Tháng Tám , 2015

Phi hành gia Cady Coleman thu hoạch một trong các cây trồng của chúng tôi trên tàu con thoi Columbia. (NASA, CC BY 4.0)

Trọng lực là một hằng số bất biến đối với mọi sinh vật trên Trái Đất. Nó hiện diện trên mọi phương diện sinh lý, hành vi và sự phát triển của chúng ta – dù bạn là ai, bạn vẫn tiến hóa trong một môi trường nơi mà trọng lực kéo bạn lại với mặt đất.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn bị tách khỏi môi trường quen thuộc đó và đặt vào một tình huống hoàn toàn ngoài trải nghiệm trước giờ của bạn? Đó là câu hỏi chúng tôi đặt ra đối với các loài thực vật mà chúng tôi trồng trong phòng thí nghiệm. Chúng được trồng từ trong phòng thí nghiệm của chúng tôi trên Trái Đất, nhưng chúng đang trên đường du hành ra không gian ngoài Trái Đất. Đối với thực vật, có môi trường nào mới lạ hơn môi trường phi trọng lực trong tàu vũ trụ?

Bằng cách thăm dò cách thực vật phản ứng với môi trường trong không gian, chúng ta có thể hiểu biết thêm về cách chúng thích nghi với sự thay đổi môi trường. Thực vật không chỉ là nền tảng cho sự sống trên trái đất mà thực vật còn đóng vai trò quan trọng trong công cuộc khai phá vũ trụ của con người. Khi chúng ta hướng đến tương lai thôn tính không gian vũ trụ, việc tìm hiểu làm thế nào thực vật sống sót ngoài môi trường Trái Đất cũng rất quan trọng trước khi chúng ta quyết định dựa vào thực vật để tái chế không khí và nước và bổ sung thực phẩm cho chúng ta trên trạm không gian.

Phi hành gia Jeff Williams thu hoạch cây Arabidopsis trên Trạm ISS. (NASA, CC BY 4.0 

Vì vậy, ngay cả khi chúng tôi đang ở ngay trên mặt đất, các loài thực vật trong chương trình nghiên cứu của chúng tôi lại được phóng đi và hướng đến Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Và chúng đã mang lại cho chúng tôi một số bất ngờ về sự sinh trưởng của chúng trong môi trường phi trọng lực – và khơi gợi trong chúng tôi một vài suy nghĩ về việc thực vật sinh trưởng trên Trái đất như thế nào.

Tìm hiểu từ những thực vật bị căng thẳng

Thực vật là những đối tượng nghiên cứu đặc biệt tuyệt vời nếu bạn quan tâm đến vấn đề căng thẳng môi trường sống. Bởi vì chúng bị mắc kẹt ở một chỗ – theo ngôn ngữ sinh học thì chúng tôi gọi chúng là sinh vật bám đáy – nên thực vật phải khéo léo đối phó tại chỗ với bất cứ những gì mà môi trường xung quanh ném vào chúng. Chúng không có được lựa chọn di chuyển đến một vị trí thuận lợi hơn, và chúng cũng không thể làm gì để thay đổi môi trường xung quanh.

Nhưng những gì chúng có thể làm là thay đổi “môi trường” nội bộ của chúng – và thực vật là bậc thầy về khả năng thay đổi cơ chế trao đổi chất của chúng để đối phó với những thay đổi môi trường sống. Đặc điểm này là một trong những lý do chúng tôi sử dụng thực vật trong nghiên cứu; chúng tôi xem chúng như những người đưa tin nhạy cảm về sự thay đổi môi trường, ngay cả trong môi trường mới lạ như tàu không gian.

Ngay từ buổi đầu đặt chân ra ngoài không gian, con người đã bắt đầu tò mò liệu thực vật sẽ phản ứng như thế nào đối với môi trường vũ trụ phi trọng lực. Chúng tôi khởi động thí nghiệm du hành không gian đầu tiên của chúng tôi trên tàu con thoi Columbia vào năm 1999, và những điều chúng tôi tìm hiểu ngày trước vẫn đang thúc đẩy các giả thuyết mới về cách thức thực vật đối phó khi không có mặt của lực hấp dẫn.

Tác giả Robert Ferl (phía trước) và Anna-Lisa Paul (giữa) tiến hành một thí nghiệm thực vật trong điều kiện vi trọng lực của phi thuyền không gian của NASA. (NASA, CC BY 4.0)

Chúng tôi đang ở Florida trong khi thực vật nghiên cứu của chúng tôi đang ở trong không gian

Tàu vũ trụ đòi hỏi những thực vật tăng trưởng đặc biệt, dụng cụ chuyên dụng để quan sát và thu thập mẫu, và tất nhiên là những người có chuyên môn theo dõi các cuộc thử nghiệm trên quỹ đạo.

Bộ phận của Hệ thống nghiên cứu sinh vật cao cấp thể hiện các đĩa Petri đựng thực vật. (Anna-Lisa Paul, CC BY 4.0)

Một thí nghiệm điển hình trong phòng thí nghiệm Trái Đất bắt đầu với việc trồng hạt giống Arabidopsis ngủ đông trong đĩa Petri chứa gel dinh dưỡng. Gel này (không giống như đất) có thể nằm yên trong môi trường không trọng lực, và cung cấp nước và chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Sau đó các đĩa petri được bọc trong vải đen đưa tới Trung tâm Vũ trụ Kennedy và cuối cùng được đưa lên tàu Dragon Capsule trên bệ tên lửa Falcon 9 để bắt đầu hành trình đến trạm ISS.

Sau khi cập trạm, một phi hành gia gắn các đĩa petri vào bộ phận nuôi thực vật. Ánh sáng bên trong kích thích hạt giống nảy mầm, máy ảnh ghi lại sự tăng trưởng của cây con theo thời gian, và khi kết thúc thí nghiệm, các phi hành gia thu hoạch những loại thực vật 12 ngày tuổi và lưu chúng trong các ống bảo quản.

Khi chúng được trả về Trái Đất, chúng tôi chạy thêm các xét nghiệm trên các mẫu lưu giữ để kiểm tra quá trình trao đổi chất đặc biệt khi thực vật sống trên quỹ đạo.

Hệ thống hình ảnh chúng tôi xây dung cùng với các đồng nghiệp để nắm bắt dữ liệu gen của cây trồng có chứa chất huỳnh quang trong suốt chuyến bay vũ trụ và, cuối cùng là dưới quỹ đạo. (Robert Ferl, CC BY 4.0)

Làm sáng tỏ trong phòng thí nghiệm

Một trong những điều đầu tiên chúng tôi phát hiện được là chiến lược phát triển rễ cây mà tất cả mọi người đều cho rằng cần phải có trọng lực thực sự là không cần một chút nào cả.

Để tìm ra nước và chất dinh dưỡng, cây cần rễ mọc dài ra xa khỏi nơi mà chúng được trồng. Trên Trái Đất, trọng lực là manh mối quan trọng nhất hướng dẫn rễ cây phát triển, nhưng thực vật cũng có thể cảm nhận (hãy xem đầu rễ cây như những ngón tay nhạy cảm) giúp nó định hướng tránh khỏi chướng ngại vật.

Quay lại năm 1880, Charles Darwin cho rằng khi bạn trồng cây trên một mặt phẳng nghiêng, rễ cây không mọc thẳng từ hạt, mà lại nghiêng sang một bên. Chiến lược phát triển rễ này được gọi là “sự dịch chuyển nghiêng”. Darwin đưa ra giả thuyết rằng nguyên nhân là do sự kết hợp của lực hấp dẫn và rễ cây dò tìm đường trên mặt đất – và trong 130 năm qua, con người vẫn luôn tin như thế.

Nhưng vào năm 2010, chúng tôi nhận thấy rằng các rễ cây mà chúng tôi trồng trên trạm ISS lan ra trên bề mặt tấm Petri là một ví dụ hoàn hảo của sự dịch chuyển nghiêng – mà không cần đến trọng lực. Thật là bất ngờ. Vậy điều gì thực sự đằng sau “sự dịch chuyển nghiêng” trong môi trường không gian khi rõ ràng đó không phải là do tác động của lực hấp dẫn?

Thực vật trên trạm ISS có khả năng còn có một nguồn thông tin nữa giúp chúng nhận được tín hiệu định hướng: ánh sáng. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng trong trường hợp không có lực hấp dẫn để dẫn đường rễ cây “ra” khỏi hướng lá cây, ánh sáng đóng một vai trò lớn hơn trong việc điều hướng rễ cây.

Những gì chúng tôi phát hiện được rằng, vâng, ánh sáng là quan trọng, nhưng không phải ánh sáng gì cũng được – đó phải là một      cường độ ánh sáng thích hợp mới có thể dẫn đường rễ cây. Hãy xem ánh sáng giống như là mùi hương vậy: bạn có thể nhắm mắt và tìm được đường đến nhà bếp khi mẻ cookie vừa mới ra lò, nhưng nếu cả ngôi nhà tràn ngập toàn hương thơm của cookie sô cô la thì bạn không thể nào tìm ra được hướng đi.

Điều chỉnh cơ chế trao đổi chất khi bay

Trong trường hợp không có trọng lực, thực vật không thể sử dụng những “công cụ” mà chúng từng dùng để định hướng, vì vậy chúng phải vạch ra phương án khác. Chúng có thể làm điều đó bằng cách biến đổi gen. Bằng cách đó, chúng có thể tạo ra nhiều hơn hoặc ít hơn các loại protein cần thiết hay không cần thiết khi sinh trưởng trong môi trường phi trọng lực. Mỗi bộ phận khác nhau của thực vật đưa ra các chiến lược điều chỉnh gen riêng của chúng.

Chúng tôi tìm thấy một số gen liên quan đến xây dựng và điều chỉnh màng tế bào có biểu hiện khác nhau trong các loài thực vật trồng trong không gian. Các gen khác liên quan đến cảm nhận ánh sáng – có mặt trong lá cây của thực vật trên Trái đất – lại có mặt trong rễ của thực vật trên tàu ISS. Trong lá, nhiều gen có liên quan đến tín hiệu hormone thực vật bị ngăn chặn, và các gen liên quan đến phòng chống côn trùng hoạt động mạnh hơn. Những xu hướng tương tự cũng được thấy trong lượng protein tương đối phong phú liên quan đến tín hiệu, trao đổi chất qua màng tế bào và cơ chế phòng hộ.

Những mô hình gen và protein cho ta biết rằng – trong môi trường vi trọng lực, thực vật phản ứng bằng cách làm màng tế bào của chúng lỏng lẻo, và tạo ra những cách thức mới để cảm nhận môi trường.

Cây Arabidopsis biến đổi gen. Màu xanh lá cây là nơi biểu hiện protein huỳnh quang xanh (GFP), và màu đỏ là huỳnh quang tự nhiên của chất diệp lục. (Anna-Lisa Paul, CC BY 4.0)

Chúng tôi theo dõi những thay đổi biểu hiện gen trong thời gian thực bằng cách dán nhãn những protein cụ thể với một thẻ huỳnh quang. Thực vật biến đổi gen với các protein có chứa huỳnh quang phát sáng sau đó “cho biết” chúng phản ứng với thay đổi môi trường như thế nào. Các thực vật biến đổi gen hoạt động như những cảm biến sinh học – chúng tôi gọi là “biosensor”. Máy ảnh và kính hiển vi chuyên dụng cho phép chúng tôi theo dõi cách thức thực vật sử dụng những protein có chứa huỳnh quang.

Những tác giả bên trong ” Comet” tái hiện lại điều kiện vi trọng lực trên Trái đất.

Cái nhìn từ không gian

Công trình nghiên cứu này cho chúng ta những hiểu biết mới về cách thức thực vật cảm nhận và phản ứng với các kích thích bên ngoài ở mức độ phân tử cơ bản. Chúng ta càng hiểu về cách thức thực vật phản ứng với môi trường mới lạ và khắc nghiệt, chúng ta có thể sẵn sàng hơn với cách thực vật phản ứng với sự thay đổi môi trường mà chúng đang chống chịu trên Trái Đất.

Và tất nhiên nghiên cứu của chúng tôi sẽ thông báo đến các tổ chức mong muốn đưa thực vật ra khỏi hành tinh. Phát hiện rằng lực hấp dẫn không phải là quan trọng đối với thực vật như chúng ta từng nghĩ là một tin mừng cho triển vọng nông nghiệp trên các hành tinh khác có trọng lực yếu, và ngay cả trên tàu vũ trụ nơi không có lực hấp dẫn. Con người là những nhà thám hiểm, và khi chúng tôi rời khỏi quỹ đạo Trái Đất, bạn có thể tin rằng, chúng tôi sẽ đưa các loài thực vật đi theo chúng tôi!

Anna-Lisa Paul là giáo sư nghiên cứu, Khoa Thực vật Phân tử và Tế bào Sinh học tại Đại học Florida .  Robert Ferl là Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ sinh học liên ngành tại Đại học Florida .

Bài viết gốc được đăng trên The Conversation .