Как работает память в мухоловке Венеры | Журнал "Вольт"
Чт. Окт 29th, 2020



Ионы кальция помогают мухоловке отличить, попалась ли на нее ловушка – живое насекомое или просто песчинка.

Ловушка Venus flytrap с мухой внутри. (Фото: Chrispo / Depositphotos)

Венерина мухоловка – одно из немногих хищных растений, питающихся насекомыми, пауками и другими мелкими позвоночными. Листья мухоловки превращаются в двустворчатую ловушку с зубчатыми краями. Когда насекомое ползает по внутренней части листовой ловушки, оно захлопывается и начинает переваривать добычу.

Мухоловка чувствует, что кто-то ползет по ловушке с помощью специальных волосков – насекомое задевает волоски и тем самым выдает себя. Но как растение определяет, что это съедобное насекомое, а не, например, песчинка? Оказывается, мухоловка считает, сколько раз касались ее чувствительных волосков: если дважды подряд, значит, в ловушке есть что-то живое и съедобное. Причем «подряд» означает, что между касаниями должно пройти не более 30 секунд. Если между касаниями прошло более 30 секунд, то это, скорее всего, случайное вмешательство, а не муравей или паук.

Но для того, чтобы считать прикосновения, нужно как-то их запоминать. То есть мухоловка должна помнить о первом прикосновении полминуты, пока не произойдет второе касание – или не произойдет. Возникает вопрос, как ей это запомнить. В конце 80-х годов прошлого века появилась гипотеза, что память мухоловки работает на ионах кальция: при прикосновении к чувствительным волоскам меняется концентрация ионов кальция в клетках листа, что позволяет на короткое время запоминать прикосновение. Но только сейчас исследователи разработали методы, позволяющие это проверить.

Исследователи из Японского университета перспективных исследований и Вюрцбургского университета ввели ген белка в растения мухоловки, которые светятся при повышении уровня кальция. Когда экспериментаторы касались чувствительного волоска в ловушке, ионы кальция устремлялись в клетки листа за доли секунды – это было видно по свечению белка. Но через несколько секунд концентрация кальция в клетках стала падать. Если сразу коснуться волос во второй раз, то новый поток ионов повысит их концентрацию выше определенного уровня, и ловушка захлопнется. Если второе касание произошло более чем через 30 секунд после первого, значит, в ячейках-ловушках было слишком мало кальция, и вторая волна кальция не могла довести концентрацию ионов до желаемого значения.

Попав в ловушку, жертва пытается выбраться из нее и снова касается чувствительных волосков. В ответ мухоловка начинает выделять пищеварительные ферменты, и чем больше дергается добыча, тем больше ферментов на нее выливается. Скорее всего, здесь задействован аналогичный кальциевый механизм, только теперь изменение концентрации ионов дает сигнал к пищеварению.

Результаты исследований опубликованы в Природные растения





Source link

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *