ABOVE: © ISTOCK.COM, marcouliana

EDITOR’S CHOICE IN PLANT BIOLOGY

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

„Usta” muchołówki wenusjańskiej (Dionaea muscipula) noszą kilka włosów spustowych, wielokomórkowych kolców, które wysyłają impulsy elektryczne w poprzek płatów pułapki, gdy są zgięte przez kontakt z obiektem. Sönke Scherzer, który bada te rośliny na Uniwersytecie w Wuerzburgu w Niemczech, mówi, że często podarowuje muchołówki Venus swoim studentom i instruuje ich, jak karmić rośliny. Początkowo pułapka zamknie się na kawałku sera lub martwym owadzie, ale, ku frustracji studentów, otworzy się ponownie po kilku godzinach, obojętna na prezent. Dzieje się tak, ponieważ początkowy bodziec nie zamyka w pełni pułapki i nie uruchamia procesu trawienia; całkowite zamknięcie wymaga ciągłego poruszania przez kolejną minutę. Scherzer twierdzi, że dzięki temu roślina nie marnuje zasobów trawiennych na zbyt małe przedmioty lub gałązki.

UWAŻAJ NA WŁOSY: Pułapka muchołówki wenusjańskiej ma kilka mechanoczułych włosów spustowych, które propagują potencjały czynnościowe w całej pułapce, gdy są zginane z określoną siłą, prędkością i kątem. Zamykanie pułapki jest procesem dwuetapowym, w którym początkowe pstryknięcie jest wywołane przez dwa potencjały czynnościowe (1 i 4). Kolejne kontakty z włoskami spustowymi (2) są sygnałem dla rośliny do zamknięcia pułapki i rozpoczęcia procesu trawienia (3). Ostatnie eksperymenty wykazały, że włoski są wystarczająco wrażliwe, aby reagować na mrówki przechodzące przez pułapkę, ale mniejsze pułapki są bardziej wrażliwe niż większe (5), dając małym ofiarom możliwość ucieczki z dużych pułapek (6), które w przeciwnym razie marnowałyby energię trawienną na małe posiłki. WEB | PDF

Kelly Finan

Jak rośliny mogą powiedzieć obiad od gruzu było pytanie Scherzera grupa niedawno starał się odpowiedzieć obserwując Venus flytraps w laboratorium. Używając maleńkiego siłomierza w połączeniu z zapisami elektrofizjologicznymi, aby uchwycić potencjały czynnościowe, badacze zmierzyli reakcje włosków spustowych na mrówki chodzące po liściach pułapek. W zeszłym roku w Nature Plants opisali, że siła przyłożona do włosków spustowych nie miała znaczenia, ale to jak daleko i jak szybko były one zginane. Rośliny reagowały na bodźce, które były szybkie, jak te pochodzące od wijących się owadów. Zbyt wolne, ignorowały ruch.

„Ten mechanizm zapewniłby, że jest to coś żywego, co jest wewnątrz liści, a nie coś w rodzaju małego kawałka patyka lub innych rzeczy, które nie są zainteresowane inwestowaniem w trawienie”, mówi Naomi Nakayama, która bada biomechanikę roślin w Imperial College London i nie była zaangażowana w projekt.

Pułapki na muchy Venus mają dodatkową metodę wyboru odpowiednich posiłków, zespół Scherzera odkrył. Mniejsze pułapki były bardziej wrażliwe na bodźce niż większe pułapki, reagując na mniejsze siły. Scherzer spekuluje, że może to pozwolić dużym pułapkom uniknąć marnowania zasobów na trawienie maleńkich ofiar, pomysł, który jest poparty jego obserwacjami, że małe owady mogą uciec z początkowego zamknięcia dużych pułapek, zanim całkowicie się uszczelnią. „Chodzi o to, że istnieje tak wiele mechanizmów zapobiegawczych”, aby uniknąć marnowania wysiłków związanych z trawieniem, mówi.

Możliwe, że pułapki na muchy Venus mają również środki do wykrywania wolno poruszających się ofiar – powiedzmy, larw. W 2019 roku Ueli Grossniklaus i jego koledzy z Uniwersytetu w Zurychu zgłosili w preprintze na bioRxiv, że w przeciwieństwie do powszechnie panującego przekonania, że dwa odchylenia włosów spustowych są potrzebne do sprężynowania początkowego zamknięcia pułapki, jedno bardzo powolne pchnięcie może również spowodować dwa potencjały czynnościowe i zatrzasnąć szczęki rośliny (DOI:10.1101/697797). „Może ślimaki lub wolno poruszające się ofiary mogłyby zostać złapane”, mówi Grossniklaus.

Kerry Grens jest starszym redaktorem i dyrektorem ds. wiadomości w The Scientist. Wyślij jej e-mail na adres [email protected].