Đây có thể là bông hoa đầu tiên trên Trái đất - Ảnh: Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger

Cây ra hoa, hay cây hạt kín, chiếm khoảng 90% số lượng thực vật sống trên Trái đất. Có hơn 300.000 loài hoa khác nhau, từ những bông lưu ly nhỏ xíu đến những đóa mẫu đơn tuyệt đẹp.

Dẫu vậy, mặc dù chúng đã có mặt khoảng 140 triệu đến 250 triệu năm trước, nhưng không có hóa thạch nào hơn 130 triệu năm tuổi từng được phát hiện. Điều này gây khó khăn cho việc xác định hình dạng của bông hoa đầu tiên là như thế nào.

“Chúng ta gần như chưa biết gì về cách thức mà hoa tiến hóa từ nguồn tổ tiên của nó, tuy nhiên, ngày nay chúng ta biết chắc rằng hoa có vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ sinh thái ngày nay”, Herve Sauquet, nhà sinh học tiến hóa từ Đại học Paris XI, cũng là cũng là tác giả của nghiên cứu này cho biết.

Quá trình tiến hóa ở những cây có hoa cũng đã làm đau đầu các nhà khoa học nổi tiếng, trong đó có Darwin. Ông đã mô tả sự đa dạng hóa bất thường ở hoa là một bí ẩn khó giải thích.

Từ việc phân tích những bông hoa hiện tại, các nhà khoa học đã suy ra bông hoa nguyên thủy - Ảnh: Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger

Nhưng giờ đây Sauquet và nhóm nghiên cứu quốc tế của mình đã tìm ra được một phần câu trả lời - đó là cấu trúc của những bông hoa nguyên thủy. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế cây phả hệ của những cây ra hoa dựa trên dữ liệu di truyền học từ 792 loài khác nhau, sau đó lập biểu đồ về những đặc điểm cấu trúc của những bông hoa này.

Các nhà khoa học tìm ra được cấu trúc chung của các bông ở mỗi điểm nút trên cây phả hệ, từ đó truy ra bông hoa “tổ” như thế nào. 

Kết quả cho thấy, bông hoa nguyên thủy này trông tựa như thủy tinh với những vòng hoa hướng lên. Đồng thời, giống như hầu hết các loài ngày nay, bông hoa này thuộc loại lưỡng tính.

Beverley Glover, giáo sư về phân loại và tiến hóa thực vật ở Đại học Cambridge, cho biết phát hiện này thật thú vị vì Amborella, một trong những phân nhánh hạt kín đầu tiên còn tồn tại là hoa đơn tính.

Nghiên cứu cũng cho thấy nhị, cánh, và đài hoa của bông hoa “tổ” không được sắp xếp theo dạng hình xoắn ốc mà theo dạng những đường tròn đồng tâm, gọi là vòng hoa, với 3 cánh hoặc đài trên mỗi vòng.

Sauquet nói điều này đi ngược lại với quan điểm đã tồn tại từ lâu cho rằng cấu trúc của bông hoa trước đây thì được sắp xếp theo hình xoắn ốc, sau đó mới xuất hiện cách sắp xếp hình vòng cung - dạng phổ biến ngày nay.

Ngoài ra, hoa nguyên thủy thường có 3 hoặc 4 vòng cho mỗi cơ quan, dù những bông hoa ngày nay có thể có ít hơn. Sauquet nói rằng việc giảm bớt số lượng vòng có thể làm tăng những thay đổi về cấu trúc giúp cho việc thụ phấn trở nên dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, Beverley Glover nhận xét kết quả của nhóm nghiên cứu cũng chỉ là một suy luận từ hiện tại. Dẫu vậy, đây vẫn là phát hiện có giá trị nhất cho đến nay bởi các nhà khoa học đã sử dụng một lượng lớn dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau.