Côn trùng làm ớt cay hơn

Nếu bạn là fan của món habañero salsa hay thức ăn tuyệt hảo của Thái Lan thì bạn đang nợ những chú bọ rất nhiều, dù là loài không biết bay hay những loài chỉ có thể quan sát được qua kính hiển vi. Một nghiên cứu mới cho thấy chúng chính là nguyên nhân khiến ớt trở nên cay.

Vị cay của ớt chính là cơ chế phòng thủ của nó dành cho các loài nấm vi sinh xâm nhập qua các lỗ chích trên lớp vỏ ngoài do côn trùng gây ra. Loại nấm thuộc một họ lớn có tên Fusarium phá hỏng hạt ớt trước khi chúng bị chim ăn rồi phát tán rộng rãi.

Joshua Tewsbury – trợ lý giáo sư sinh học thuộc đại học Washington – cho biết: “Đối với các loài ớt dại, việc số lượng lớn hạt bị nấm làm hỏng trước khi kịp phát tán là mối nguy hiểm lớn nhất. Cả nấm và chim đều ăn ớt, nhưng nấm lại không thể phán tán hạt mà chỉ làm hại hạt ớt thôi”.

Quả của cây sử dụng đường và chất béo để thu hút các “khách hàng” như chim, chim sẽ mang hạt đi khắp nơi. Nhưng côn trùng và nấm cũng muốn thưởng thức đường và chất béo trong quả, nhưng rồi chúng lại gây họa chí tử cho con cháu của cây ớt.

Tuy nhiên các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng vị hăng cay của ớt thực chất lại giữ vai trò làm cơ chế phòng vệ độc đáo. Vị hăng cay có nguồn gốc từ capsaicinoid – các chất hóa học bảo vệ quả ớt không bị nấm tấn công bằng cách làm chậm đáng kể tốc độ phát triển của vi sinh vật.

Tewksbury – tác giả chính của bài viết về nghiên cứu – cho biết: “Capsaicin không làm ảnh hưởng đến quá trình phát tán hạt bởi những chú chim không cảm nhận được vị hăng cay nên chúng vẫn tiếp tục ăn ớt, nhưng loài nấm hủy hoại hạt ớt lại khá nhạy cảm với loại chất hóa học này”.

“Cơ chế phòng thủ không hề làm ảnh hưởng đến sự sinh sản hay phát tán hạt giống như thế khiến lĩnh vực hóa học trở nên rất giá trị đối với thực vật. Đây cũng là một ví dụ tiêu biểu về sức mạnh của chọn lọc tự nhiên”.

Nghiên cứu được công bố ngày 11 tháng 8 trực tuyến trên tờ Proceedings of the National Academy of Sciences. Các đồng tác giả của nghiên cứu bao gồm Karen Reagan, Noelle Machnicki, Tomás Carlo, và David Haak (thuộc Đại học Washington); Alejandra Lorena Calderón Peñaloza (thuộc Đại học Autonoma Gabriel Rene Moreno) tại Bolivia; và Doughlas Levey (thuộc Đại học Florida). Nghiên cứu được Quỹ khoa học quốc gia và Hội địa lý quốc gia tài trợ.

Các nhà khoa học đã thu thập các mẫu ớt thuộc 7 quần thể khác nhau của cùng một loại nằm trong vùng có diện tích 1.000 dặm vuông tại Bolivia. Ở mỗi quần thể, họ chọn ngẫu nhiên rồi đếm số vết sẹo trên vỏ ngoài quả ớt do côn trùng gây ra. Những vết tích này là kết quả của các con côn trùng thuộc bộ cánh nửa – ví dụ như bọ xít hôi, rệp vừng hay rầy. Chúng có miệng hút được sắp xếp thành cấu trúc giống như chiếc mỏ có thể xuyên qua vỏ trái cây.

Các nhà khoa học nhận thấy không phải tất cả các cây ớt đều sản xuất capsaicinoid, do đó trong cùng một quần thể có cây có quả cay hơn cả ớt jalapeño trong khi quả ở cây khác lại có vị cay dịu như ớt chuông. Nhưng tần số các cây có quả cay cao hơn ở những khu vực có quần thể lớn côn trùng cánh nửa sinh sống. Chúng tấn công quả ớt khiến ớt rất dễ bị nấm xâm hại.

Các nhà khoa học cũng nhận thấy rằng cây có quả cay thậm chí còn trở nên cay hơn, có tỉ lệ capsaicinoid cao hơn ở những nơi mà tình trạng bị nấm tấn công trở nên phổ biến. Nhưng tại những nơi có ít côn trùng, và ít nguy cơ bị nấm tấn công thì hầu hết các cây đều thiếu vị cay. Tại đây những quả ớt trên cây có sản xuất capsainoid nhưng chỉ bằng một nửa lượng capsainoid mà các cây ở vùng bị nấm tấn công mạnh sản sinh.

Hai con bọ thuộc bộ cánh nửa tấn công quả ớt chín, các lần tấn công trước của chúng vẫn còn sót lại. Kết quả là quả ớt bị nấm xâm lại làm hỏng hạt giống của cây. (Ảnh: Đại học Washington)

Việc sử dụng các chất hóa học làm biện pháp phòng vệ không phải chỉ có ở cây ớt. Ví dụ như cà chua cũng có rất nhiều các chất tạo cho quả cà chua chưa chín một vị rất khó chịu, từ đó mang đến cho hạt cà chua cơ hội trưởng thành rồi phát tán. Nhưng không giống ớt, cà chua cũng như hầu hết các loại quả khác đều mất cơ chế phòng vệ hóa học khi quả chín. Các nhà khoa học tin rằng đây là một bước cần thiết do lúc đó chim chóc và các loài động vật khác có thể ăn quả rồi phát tán hạt. Theo Tewsbury, vấn đề với chiến lược của quả nói trên khiến quả dễ bị nấm tấn công ở giai đoạn chín.

Tewsbury cho biết: “Ớt lại tăng cường độ phòng vệ bằng chất hóa học hay vị hăng cay khi quả chín. Đây là một hình thức rất khác biệt. Ớt có thể phát tán vì chim không cảm nhận được cảm giác đau đớn khi ăn capsaicin. Tôi cho rằng rất nhiều loài thực vật đều muốn có được phương thức ngăn cản nấm tấn công mà không làm ảnh hưởng đến ‘đối tác’ phán tán hạt. Dù vậy rất khó để thực hiện được điều này".

Trên thực tế, việc ớt có chứa capsaicin chính là lý do mà con người ăn ớt đầu tiên. Ớt và ngô là các loại cây được thuần hóa sớm nhất trên thế giới.

“Trước khi con người biết giữ lạnh để bảo quản thức ăn, có lẽ họ đã thích nghi với việc ăn ớt đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới. Vào thời điểm đó, nếu bạn sống ở vùng khí hậu ấm và ẩm, việc ăn uống trở nên rất nguy hiểm bởi mọi thứ đồ ăn đều chứa đầy vi khuẩn, trong đó rất nhiều loại có hại. Có lẽ con người đã cho thêm ớt vào các món hầm bởi món hầm cay có thể phần nào diệt được vi khuẩn”.

Tất cả các loài ớt đều có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Cây ớt dại hiện nay sinh sống từ Trung Nam Mỹ đến Đông Nam Hoa Kỳ. Các nhà thám hiểm đã mang cây ớt sang Châu Âu nhưng ớt không được sử dụng phổ biến tại đó. Từ Châu Âu, ớt tìm đường du nhập sang Châu Á và Châu Phi, nơi chúng trở thành thành phần phổ biến trong hầu hết các món ăn vùng nhiệt đới.

Tewsbury nói: “Ở bắc bán cầu, bất cứ lợi ích thích nghi nào đối với việc ăn ớt đều không lớn bằng vùng xích đạo bởi việc vi khuẩn nhiễm trên thức ăn ít phổ biến hơn mà cũng dễ dàng để giữ lạnh thức ăn hơn. Có lẽ đó là lý do tại sao thức ăn ở bắc bán cầu có phần hơi tẻ nhạt”.

“Ở vùng xích đạo không thể giữ lạnh được thức ăn dễ dàng, chúng ta có thể tử vong rất nhanh trừ phi chúng ta tìm được cách bảo vệ được mình trước các vi khuẩn chúng ta ăn vào bụng hàng ngày”.