Многие животные едят растения. А некоторые растения поедают животных. Хотя первый сценарий не вызовет ни у кого удивление, второй по-прежнему озадачивает даже ученых-биологов.
В случае с венериной мухоловкой (Dionaea muscipula) – одним из самых известных хищных растений – все дело во времени. Будь то муха или паук, жук или кузнечик, если он выберет неправильный момент, то быстро превратится в обед.
Дело в том, что ловушка венериной мухоловки закрывается только после двух последовательных стимулов. Чувствительные волоски внутри «пасти» растения должны дважды почувствовать присутствие насекомого, причем оба контакта с потенциальной жертвой должны произойти в течение не более чем 30 секунд.
Если интервал между первым и вторым касанием длится больше 30 секунд, цветок-мухоловка «забывает» первый контакт. Главная загадка состоит в том, каким образом растение без мозга может что-либо запоминать, и как оно может определить, что полминуты истекли.
Фото: NIBB
Около 30 лет назад немецкие исследователи предположили, что закрытие мухоловки происходит из-за повышения содержания ионов кальция в растении вследствие контакта с добычей.
Спустя три десятилетия у биологов появилось экспериментальное подтверждение этой гипотезы, которую нельзя было проверить в конце 1980-х.
В ходе нового исследования, которым руководил японский биолог-эволюционист Мицуясу Хасебе из Национального института фундаментальной биологии (NIBB), ученые смогли визуализировать внутриклеточные концентрации кальция в растении и выяснить, действительно ли это химическое вещество обуславливает способности мухоловки к «запоминанию» и «забыванию».
A study published in @NaturePlants visualizes intracellular calcium concentrations in the Venus flytrap and demonstrates that its short-term memory can be explained by changes in calcium concentration. https://t.co/E7X2vZwXnO pic.twitter.com/Uhu9UQbb9c
— Nature Research (@nresearchnews) October 11, 2020
С помощью бактерии Agrobacterium, которая способна передавать гены растениям, исследователи вырастили трансгенные мухоловки, оснащенные белком под названием GCaMP6. Белок излучает зеленую флуоресценцию, когда связывается с кальцием.
В результате венерина мухоловка стала светиться каждый раз, когда ее сенсорные волоски что-то чувствовали. В дикой природе такое визуальное изменение было бы нежелательным для растения: оно бы отпугивало потенциальных жертв. Однако в лаборатории это оказалось идеальным способом проверить гипотезу о кальции. Измеряя интенсивность флуоресценции, исследователи определяли уровни концентрации химического вещества.
При первом прикосновении к сенсорному волоску мухоловка начинала светиться почти мгновенно. Затем волна флуоресценции распространялась по остальной части растения в виде временного всплеска.
Как объяснили ученые, электрическое возбуждение сенсоров приводит к увеличению концентрации кальция в растении. Если в течение 30 секунд происходит следующий контакт, его «кальциевая ценность» добавляется к той концентрации, что возникла после первого сигнала, и растение реагирует на это закрытием «пасти».
Фото: NIBB
Спустя полминуты внутриклеточная концентрация кальция исчезает: кальциевые часы говорят мухоловке, что не стоит ничего предпринимать, так как потревожившее ее насекомое скорее всего уже улетело прочь. А может, это была просто капля дождя.
Как сообщал «Вокруг света Украина», растения тоже кричат, испытывая стресс. Новое исследование показывает, что растения, испытывающие стресс от засухи или физического повреждения, могут издавать ультразвуковой визг.
По материалам Science Alert
Читайте также:
Растения испытывают панику, когда идет дождь: исследование
Биологи обнаружили «торговые отношения» между растениями и грибами
Растения разговаривают друг с другом по подземной сети
