Dường như sự đa dạng của hoa lan là vô tận, qua quá trình tiến hóa, loài hoa này luôn thích nghi với nhiều môi trường sống khác nhau, tất nhiên là trừ những nơi có khí hậu rất khắc nghiệt như vùng cực hay sa mạc. Hoa lan là ví dụ tiêu biểu cũng như thể hiện tầm quan trọng của sự đa dạng sinh học.
Cấu trúc, hình thái của hoa lan sẽ kể cho chúng ta biết về hệ sinh thái, về quá trình tiến hóa và chiến lược sinh tồn của chúng. Quá trình tìm hiểu về lan có thể sẽ mở khóa cho chúng ta một góc nhìn về cách thế giới được định hình, về cách trân trọng và bảo tồn những điều thiên nhiên đã mất hàng trăm nghìn, hàng triệu năm để tạo ra.
Charles Darwin – nhà tự nhiên học, sinh học nổi tiếng người Anh đã đề cập tới Hoa Lan là một “môn thể thao tuyệt vời” và duy trì niềm đam mê với chúng trong suốt cuộc đời của ông. Ông đã xuất bản cuốn sách Bón phân cho hoa lan (Fertilisation of Orchids) – diễn giải chi tiết đầu tiên của ông về sức mạnh của chọn lọc tự nhiên, giải thích mối quan hệ sinh thái phức tạp dẫn đến sự tiến hóa đồng thời của cả hoa lan và côn trùng. Như vậy còn có thể thấy rằng, hoa lan đâu chỉ nhờ vẻ đẹp của nó để trở thành loại cây cảnh được ưa thích rộng rãi.
Tại sao hoa lan lại hấp dẫn chúng ta? Có người cho rằng cấu trúc đối xứng hai bên ảnh hưởng đến cách chúng ta nhìn hoa lan tương tự như cách chúng ta nhìn gương mặt của nhau, gán cho chúng một số “cá tính” ngoài vẻ đẹp vốn có. Một số khác cho rằng môi của các loài hoa lan là có tính thu hút tiềm ẩn hay hoang dại. Nhìn chung mọi người sẽ thấy sự kết hợp của màu sắc, hình dạng, vẻ duyên dáng và hương thơm, nhưng không phải tất cả các loài hoa lan đều hấp dẫn vì những đặc điểm truyền thống này. Một số loài còn thậm chí có mùi hôi, màu sắc đục,… nhưng không vì thế mà hoa lan không còn hấp dẫn. Hoặc chỉ đơn giản chúng là những sinh vật có tính khiêu khích nào đó gây ra phản ứng mạnh mẽ trong mỗi chúng ta?
Họ Lan – Orchidaceae, bao gồm 749 chi và 26.000 loài và là một trong hai họ thực vật có hoa lớn nhất bên cạnh họ Cúc – Asteraceae. Các ước tính về quy mô của mỗi họ dựa trên cách tính số lượng loài và và họ nào lớn hơn vẫn đang là chủ đề được tranh luận sôi nổi giữa các nhà thực vật học. Và ta có câu hỏi tưởng chừng như đơn giản đặt ra tại đây là “làm thế nào để nhận biết hoa lan?”.
Hoa lan được chia thành năm phân họ, Apostasioideae, Vanilloideae, Cypripedioideae, Epidendroideae và Orchidoideae dựa trên các nghiên cứu về DNA và hình thái học, phản ánh những khác biệt lớn về đặc điểm sinh dưỡng, đặc biệt là cách hoa lan được tạo thành. Năm phân họ này trước đây đã được một số nhà thực vật học công nhận là những họ khác nhau dựa trên những đặc điểm riêng biệt, và đặc điểm duy nhất mà tất cả chúng đều có là cách phôi hoa lan phát triển từ một cấu trúc gọi là protocorm, là một khối cầu nhỏ gồm các tế bào không có rễ, thân hoặc lá.
Để phát triển thành cây lan trưởng thành, một protocorm phải được nhiễm nấm, từ đó cây con lan đang phát triển ban đầu có được tất cả thức ăn (dưới dạng đường) và khoáng chất cần thiết để phát triển. Khi mới phát triển, hoa lan có thể được coi là ký sinh trên nấm. Tuy nhiên, hầu hết tất cả các loài lan khi trưởng thành sẽ phát triển rễ và lá, và tự sản xuất thức ăn thông qua quá trình quang hợp. Ở giai đoạn sau này, mối quan hệ vẫn đang tiếp diễn của cây lan với nấm có thể có lợi cho cả hai bên. Trong tự nhiên, hoa lan trao đổi đường do quá trình quang hợp tạo ra để lấy khoáng chất từ nấm. Trong quá trình trồng, sự cần thiết các protocorm của lan cho nấm có thể được thay thế bằng các nguồn thực phẩm và khoáng chất nhân tạo. Song song với đó, nhiều loài lan cũng được trồng thương mại bằng môi trường nảy mầm có thêm đường và khoáng chất.
Trụ nhị trụy
Cấu trúc với tên gọi trụ nhị trụy (column, gynostemium) được tạo ra bằng sự hợp nhất của nhị và nhụy của hoa là đặc điểm chính mà các nhà thực vật học sử dụng để nhận diện một cây hoa lan. 4/5 phân họ của lan đều có đặc điểm này, ngoại trừ phân họ Apostasioideae bao gồm 14 loài trong 2 chi không có sự hợp nhất hoàn toàn giữa nhị và nhụy.
Trong phân họ Cypripedioideae (gồm 5 chi – Cypripedium, Mexipedium, Paphiopedilum, Phragmipedium và Selenipedium và 169 loài) được gọi là lan hài – có hai nhị, trong khi đó ở ba phân họ khác – Vanilloideae (14 chi và 247 loài), Orchidoideae (200 chi và khoảng 3.630 loài) và Epidendroideae (535 chi và khoảng 22.000 loài) chỉ có một nhị. Nhị đơn này được kết hợp với với ba đầu nhụy.
Cấu trúc hợp nhất trụ nhị nhụy có ở 99,95% các loài lan, chịu trách nhiệm “điều khiển” một loài thụ phấn như ong, bướm,… theo như ý muốn của hoa lan. Phấn hoa, thường ở dạng hàng nghìn hạt được kết dính với nhau sẽ bám vào các loài thụ phấn đó và được đưa ra khỏi vị trí ban đầu. Thụ phấn ở hoa lan là một chuỗi các sự kiện chính xác, hàng nghìn phôi hoa lan đang phát triển trong lá noãn hoặc bầu nhụy khả năng cao sẽ được thụ tinh chỉ với một lần “ghé thăm” duy nhất của côn trùng, tất nhiên với điều kiện là hoa cùng loài.
Môi
Ở hầu hết các loài lan, nhụy nằm trong một “khoang” nằm về một bên của trụ nhị nhụy, hướng về một cấu trúc hoa lan nhìn rất khác biệt – một cánh hoa biến đổi được gọi là “môi”. Cánh hoa này có thể có các chức năng như là một bệ đáp hoặc đóng vai trò quan trọng trong nhiều hình thức “lừa dối” khác nhau mà lan sử dụng để đánh lừa loài thụ phấn – bắt chước thứ mà loài thụ phấn đó mong muốn như mật hoa, phấn hoa, bạn tình hoặc nơi đẻ trứng.
Đa số các loài lan sẽ phát triển một cánh hoa thành môi. Tuy nhiên, cũng có một số ngoại lệ dường như không có môi, như chi Thelymitra ở Úc, các loài của chi này còn gọi là Lan Mặt trời. Thay vì một cánh môi, hoa của các loài này có ba lá đài, ban đầu là một tập hợp các cấu trúc giống như lá bảo vệ (đặc biệt cấu trúc giống lá này cũng có màu sắc rực rỡ) và ba cánh hoa tương tự nhau (cũng là các cơ quan giống lá và mang màu sắc).
Từ lâu người ta đã biết rằng hoa lan có thể điều khiển hình dạng của môi tách biệt với các cánh hoa còn lại và ba lá đài, nhưng cho đến nay vẫn chưa rõ ràng môi được kiểm soát như thế nào theo khía cạnh di truyền và phát triển. Hầu hết ở các loài thực vật khác, vấn đề này đã được nghiên cứu rõ ràng, ba cánh hoa được kiểm soát bởi cùng một gen hoa và nhìn chung cả ba đều giống nhau và có cùng chức năng (ví dụ ba cánh hoa giống hệt nhau ở hoa tulip và hoa loa kèn). Ở hoa lan đã có sự nhân đôi của các gen hoa và một trong những bản sao được nhân đôi đó được và chỉ được thể hiện ở môi, khiến cho cánh hoa này trông khác biệt và tham gia vào quá trình thụ phấn. Sự kiểm soát di truyền phức tạp này đã khiến hoa lan trở thành một trong những loài hoa phức tạp nhất trong thế giới thực vật và cũng là lý do chính làm chúng thích nghi với quá trình thụ phấn cùng nhiều loài động vật như vậy.
Các đặc điểm nổi bật
Sự kết hợp của trụ nhị nhụy, môi và pollinia (gồm các bọc phấn hoa) là đặc điểm độc nhất của hoa lan, những bộ phận khác tuy không độc nhất nhưng khác thường giữa các loài thực vật giúp các nhà thực vật học nhận biết hoa lan. Về mặt sinh học, sự kết hợp của các đặc điểm này giúp hoa lan bùng nổ về mặt tiến hóa tạo nên 26.000 loài như ngày nay. Trong đó các chi lớn như Epidendrum, Bulhophyllum, Dendrohium, Lepanthes có số lượng loài lên tới hàng nghìn.
Hy vọng thông qua blog này chúng ta sẽ cùng nhau khám phá và trên hết là khơi dậy niềm vui trong quá trình tìm hiểu, chăm sóc hoa lan.