ABOVE: © ISTOCK.COM, marcouliana

EDITOR’S CHOICE IN PLANT BIOLOGY

De paper
S. Scherzer et al., “Venus flytrap trigger hairs are micronewton mechano-sensors that can detect small insect proy,” Nat Plants, 5:670-75, 2019.

De “mond” van een Venusvliegenval (Dionaea muscipula) draagt verschillende triggerharen, meercellige stekels die elektrische impulsen over de lobben van de val sturen wanneer ze worden gebogen door contact met een voorwerp. Sönke Scherzer, die deze planten bestudeert aan de Universiteit van Würzburg in Duitsland, zegt dat hij vaak Venus vliegenvallen cadeau doet aan zijn studenten en hen opdraagt de planten te voeden. Aanvankelijk zal de val zich sluiten voor een stukje kaas of een dood insect, maar tot frustratie van de studenten zal ze na een paar uur weer opengaan, onverschillig voor het geschenk. Dat komt omdat de eerste prikkel de val niet volledig afsluit en het verteringsproces niet op gang brengt; om de val volledig te sluiten moet men nog een minuut lang blijven wiebelen. Volgens Scherzer wordt op die manier vermeden dat de plant spijsverteringsstoffen verspilt aan te klein voedsel of takjes.

WAARSCHUW DE HAAR: De val van de Venus Vliegenval heeft verschillende mechanisch gevoelige trekkerharen die actiepotentialen over de val verspreiden als ze met een bepaalde kracht, snelheid en hoek worden gebogen. Het sluiten van de val gebeurt in twee stappen, waarbij de eerste klik wordt veroorzaakt door twee actiepotentialen (1 en 4). Daaropvolgende contacten met trekkerharen (2) geven de plant het signaal om de val te sluiten en het verteringsproces te starten (3). Uit recente experimenten is gebleken dat de haartjes gevoelig genoeg zijn om te reageren op mieren die over de val lopen, maar dat kleinere vallen gevoeliger zijn dan grotere (5), waardoor kleine prooien de kans krijgen om te ontsnappen uit grote vallen (6) die anders verteringsenergie zouden verspillen aan kleine maaltijden. WEB | PDF

Kelly Finan

Hoe de planten voedsel van afval kunnen onderscheiden was de vraag die Scherzer’s groep onlangs probeerde te beantwoorden door Venus vliegenvallen in het lab te observeren. Met behulp van een kleine krachtmeter in combinatie met elektrofysiologische opnamen om actiepotentialen vast te leggen, maten de onderzoekers de reacties van de trekkerharen op mieren die over de bladeren van de val liepen. Vorig jaar rapporteerden ze in Nature Plants dat de kracht die op de trekkerharen werd uitgeoefend er niet zozeer toe deed als wel hoe ver en hoe snel ze werden gebogen. De planten reageerden op prikkels die snel waren, zoals die van een kronkelend insect. Te traag, en ze negeerden de beweging.

“Dit mechanisme zou ervoor zorgen dat het iets levends is dat zich in de bladeren bevindt, in plaats van iets als een klein stukje stok of andere dingen die ze niet geïnteresseerd zijn in het investeren in het verteren,” zegt Naomi Nakayama, die plantbiomechanica bestudeert aan het Imperial College London en niet betrokken was bij het project.

Venusvliegenvallen hebben een extra methode om de juiste maaltijden te selecteren, ontdekte het team van Scherzer. Kleinere vallen waren gevoeliger voor stimuli dan grotere vallen en reageerden op kleinere krachten. Scherzer speculeert dat dit grote vallen in staat zou kunnen stellen om geen middelen te verspillen aan het verteren van kleine prooien, een idee dat wordt ondersteund door zijn observaties dat kleine insecten kunnen ontsnappen aan de initiële sluiting van grote vallen voordat ze volledig sluiten. “Het punt is dat er zoveel preventiemechanismen zijn” om verspilling van verteringsinspanningen te voorkomen, zegt hij.

Het is mogelijk dat Venus vliegenvallen ook een middel hebben om langzaam bewegende prooien te detecteren – zeg, larven. In 2019 rapporteerden Ueli Grossniklaus en zijn collega’s aan de Universiteit van Zürich in een preprint op bioRxiv dat, in tegenstelling tot de algemeen heersende overtuiging dat er twee trigger hair deflections nodig zijn om de initiële sluiting van de val te laten springen, één zeer langzame duw ook twee actiepotentialen kan veroorzaken en de kaken van de plant kan dichtklikken (DOI:10.1101/697797). “Misschien kunnen slakken of langzaam bewegende prooien worden gevangen,” zegt Grossniklaus.

Kerry Grens is een senior redacteur en de nieuwsdirecteur bij The Scientist. E-mail haar op [email protected].