Как венерианские мухоловки хранят кратковременные `` воспоминания '' о добыче | Журнал "Вольт"
Пн. Окт 26th, 2020


Кратковременная «память» венерианской мухоловки может длиться около 30 секунд. Если насекомое постучит по чувствительным волоскам растения только один раз, ловушка останется неподвижной. Но если насекомое постучит снова в течение примерно получаса, листья хищного растения захлопнутся, поймав в ловушку его добычу.

Как мухоловки Венеры (Dionaea muscipula) помните, что первоначальное прикосновение было загадкой. Новое исследование показывает, что растения используют кальций, сообщают исследователи онлайн 5 октября в Природа Растения.

Ученые знают, что некоторые растения обладают долговременной памятью, говорит соавтор исследования Мицуясу Хасебе, биолог из Национального института фундаментальной биологии в Окадзаки, Япония. Одним из примеров является яровизация, когда растения вспоминают длительные зимние холода как сигнал к цветению весной. Но кратковременная память более загадочна, и «это первое прямое свидетельство участия кальция», – говорит Хасебе.

Несмотря на то, что у плотоядного растения, известного своими челюстными листьями, нет мозга или нервной системы, оно, по-видимому, может считать до пяти и различать живую добычу и такие вещи, как дождь, который может непреднамеренно спровоцировать закрытие его листьев, тратя энергию (SN: 24.01.16). Предыдущие исследования показали, что кальций играет роль в этом процессе, но с помощью генной инженерии Хасебе и его коллеги смогли действительно увидеть кальций в действии.

После однократного постукивания по волосам внутри венерианской мухоловки кальций наводняет клетки листьев, и исследователи могли наблюдать, как после генетической инженерии растения светятся при наличии кальция. Второе нажатие, через несколько секунд после первого, вводит больше кальция в клетки, делая свечение ярче и заставляя ловушку захлопнуться.

Исследователи добавили гены венериновым мухоловкам, которые производят белок, который светится зеленым светом при воздействии кальция. Когда команда коснулась одного из сенсорных волосков ловушки, основание этого волоса начало светиться, а затем свечение распространилось по листу, прежде чем начало исчезать. Когда исследователи коснулись волос во второй раз – или коснулись другого волоса на листе – в течение примерно 30 секунд, листья ловушки загорелись еще ярче, чем раньше, и растение быстро закрылось.

Результаты показывают, что кратковременная память мухоловки – это увеличение и уменьшение содержания кальция в клетках листьев, говорят исследователи. Каждый раз, когда активируется сенсорный волос, он сигнализирует о высвобождении кальция. Когда концентрация кальция достигает определенного уровня, достигаемого за счет этого второго, более быстрого выброса кальция, ловушка закрывается.

Тем не менее, исследование не раскрывает всех секретов растения. Чтобы почувствовать добычу, «мухоловка управляет быстрой электрической сетью», которая может преобразовывать движение мухи или другого насекомого в небольшие изменения напряжения, которые колеблются в клетках растения, говорит соавтор Райнер Хедрих, биофизик из Университета Вюрцбурга в Германии. Ученые до сих пор не уверены, как система кальциевой памяти работает в тандеме с этой электрической сетью, чтобы активировать щелчок растения.

«Тесная связь кальция и электрического сигнала известна у обычных растений, поэтому это также ожидалось в случае венерианской мухоловки», – говорит Андрей Павлович, физиолог растений из Университета Палацкого в Оломоуце, Чешская Республика, который не участвовал в исследовании. Но самой интересной частью исследования было заставить ловушку светиться, – говорит он. Такие генетические трансформации обычны для часто изучаемых растений, но их труднее сделать для менее изученных хищных растений, поэтому успешная инженерия генов мухоловки, заставляющая растение светиться, «является большим шагом вперед в исследованиях плотоядных растений».



Source link

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *