ABOVE: © ISTOCK.COM, marcouliana

EDITOR’S CHOICE IN PLANT BIOLOGY

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

„Gura” unei capcane Venus flytrap (Dionaea muscipula) poartă mai multe fire de păr de declanșare, spițe multicelulare care trimit impulsuri electrice de-a lungul lobilor capcanei atunci când sunt îndoite de contactul cu un obiect. Sönke Scherzer, care studiază aceste plante la Universitatea din Wuerzburg, în Germania, spune că de multe ori le oferă studenților săi capcane de Venus și îi instruiește să hrănească plantele. Inițial, capcana se va închide pe o bucată de brânză sau o insectă moartă, dar, spre frustrarea studenților, se va redeschide după câteva ore, indiferentă la cadou. Acest lucru se datorează faptului că stimulul inițial nu sigilează complet capcana și nu lansează procesul digestiv; închiderea completă necesită o agitație susținută timp de încă un minut. Scherzer spune că astfel se evită ca planta să irosească resursele digestive pe alimente sau crenguțe prea mici.

Atenție la firul de păr: Capcana capcanei de Venus are mai multe fire de păr de declanșare mecanosensibile care propagă potențiale de acțiune de-a lungul capcanei atunci când sunt îndoite cu o anumită forță, viteză și unghi. Închiderea este un proces în două etape, în care pocnetul inițial este cauzat de două potențiale de acțiune (1 și 4). Contactele ulterioare cu firele de păr de declanșare (2) semnalează plantei să închidă capcana și să înceapă procesul de digestie (3). Experimentele recente au constatat că firele de păr sunt suficient de sensibile pentru a răspunde furnicilor care trec prin capcană, dar că capcanele mai mici sunt mai sensibile decât cele mai mari (5), oferind astfel prăzii mici posibilitatea de a scăpa din capcanele mari (6) care, altfel, ar putea irosi energia digestivă pe mese mici. WEB | PDF

Cum pot plantele să deosebească cina de resturi a fost întrebarea la care grupul lui Scherzer a încercat recent să răspundă prin observarea în laborator a capcanelor Venus flytrap. Folosind un mic contor de forță în combinație cu înregistrări electrofiziologice pentru a capta potențialele de acțiune, cercetătorii au măsurat răspunsurile firelor de păr de declanșare la furnicile care se plimbau pe frunzele capcanelor. Aceștia au raportat în Nature Plants de anul trecut că forța aplicată firelor de păr de declanșare nu a contat atât de mult, cât distanța și rapiditatea cu care acestea au fost îndoite. Plantele au răspuns la stimuli care au fost rapizi, cum ar fi cei de la o insectă care se mișcă. Prea lent, iar ele ignorau mișcarea.

„Acest mecanism ar asigura că este ceva viu care se află în interiorul frunzelor, mai degrabă decât ceva precum o bucățică de băț sau alte lucruri pe care nu sunt interesate să le investească în digerare”, spune Naomi Nakayama, care studiază biomecanica plantelor la Imperial College London și care nu a fost implicată în proiect.

Veninul capcană are o metodă suplimentară de a selecta mesele potrivite, a descoperit echipa lui Scherzer. Capcanele mai mici au fost mai sensibile la stimuli decât capcanele mai mari, răspunzând la forțe mai mici. Scherzer speculează că acest lucru ar putea permite capcanelor mari să evite irosirea resurselor pentru a digera prada minusculă, o idee care este susținută de observațiile sale conform cărora insectele mici pot scăpa de închiderea inițială a capcanelor mari înainte ca acestea să se închidă complet. „Ideea este că există atât de multe mecanisme de prevenire” pentru a evita irosirea eforturilor de digestie, spune el.

Este posibil ca capcanele Venus să aibă, de asemenea, un mijloc de detectare a prăzii care se mișcă lent – de exemplu, larvele. În 2019, Ueli Grossniklaus și colegii săi de la Universitatea din Zurich au raportat într-o preimprimare pe bioRxiv că, spre deosebire de credința comună conform căreia sunt necesare două devieri ale firelor de păr de declanșare pentru a declanșa închiderea inițială a capcanei, o singură împingere foarte lentă poate provoca, de asemenea, două potențiale de acțiune și să pocnească fălcile plantei (DOI:10.1101/697797). „Poate că melcii sau prada care se mișcă încet ar putea fi prinsă”, spune Grossniklaus.

Kerry Grens este editor senior și director de știri la The Scientist. Trimiteți-i un e-mail la [email protected].