Ученые впервые поняли, как мухоловка захлопывает «челюсти»

Фото: Linköping University

Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) является одним из самых свирепых растений на Земле. Пожалуй, наиболее устрашающими представители этого вида выглядят за несколько мгновений до того, как их "челюсти" сомкнутся, готовые поглотить добычу, которая оказалась в их ловушке, пишет Science Alert.

Разинув "пасть" эта мухоловка ждет, пока насекомое или паук не пощекочет один из ее сенсорных волосков, как только это повторяется во второй раз, растение наносит удар — смыкает "челюсти" захлопываясь, чтобы проглотить незваного гостя.

До сих пор ученые изучали этот сигнал, заставляющий "зубы" растения сомкнуться лишь с помощью одиночных электродов — в результате им не хватало информации, чтобы получить полную картину того, как эти сигналы возникают и распространяются. В новом исследовании ученым из Университета Линчепинга в Швеции удалось нанести на карту электрические сигналы, вызывающие это смертоносное движение.

Отметим, что всего несколько лет назад ученые выяснили, что два последовательных касания сенсорных волосков мухоловки вызывают выброс заряженных ионов кальция внутри листьев растений, прежде чем они захлопнуться, поглотив добычу. Но прошлые исследования смогли лишь в общих чертах описать передачу сигналов растительных клеток.

По словам автора исследования, исследователя биоэлектроники Элини Ставриниду, они с коллегами впервые смогли обнаружить эти сигналы и нанести их на карту, отметив определенные области на листьях венерных мухоловок. Но исследователи отмечают, что потребуются дополнительные анализы, чтобы полностью понять их распространение.

Подобно тому, что происходит в клетках человека, приток ионов кальция создает потенциал действия, распространяющийся вдоль и между клетками растения. Несмотря на то, что у растений нет нервной системы, эти быстрые всплески электрической активности чрезвычайно похожи на электрические импульсы возбуждения человеческих нервных клеток.

По словам Ставриниду, месте с ионами калия и хлора, ионы кальция устремляются в клетки растений через специальные каналы, создавая мгновенный дисбаланс заряда. Он распространяется по клеткам и фактически создает электрический сигнал. Чтобы измерить и изобразить эти сигналы ученые использовали гибкий тонкопленочный датчик с электродами, который удалось легко обернуть вокруг вытянутых долей растения. Далее они воздействовали на волоски растения и засняли его движения, параллельно с этим также были записаны генерируемые электрические импульсы.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что электрические сигналы в мухоловках излучаются с постоянной скоростью от сработавших сенсорных волосков. Это вызывает закрытие ловушки, если к волоскам дважды прикоснулись в течение примерно 30 секунд. При этом ученые обнаружили, что если задевать волоски с интервалом более 1 минуты, растение не "захлопывало челюсти", в будто все еще оставалось начеку.

Любопытным оказалось то, что некоторые электрические сигналы спонтанно исходили от нестимулированных волосков, когда ловушка захлопывалась. По словам Ставриниду, этот эффект чрезвычайно интересен, однако ученые все еще не понимают, почему это происходит. Авторы исследования также полагают, что расшифровав эти сигналы, они в дальнейшем смогут понять, как функционируют растения.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform