Как работает ловушка венериной мухоловки?

У растений нет нервной системы, но они реагируют на прикосновения и другие стрессовые факторы электрическими сигналами, даже вызывающими у некоторых быстрые движения. Например, чтобы захлопнуть ловушку, венериной мухоловке нужно всего 100 миллисекунд

Исследователи двух университетов, Линчепингского и Колумбийского, разработали технологию, позволяющую измерять возникновение и распространение электрических сигналов в Dionaea muscipula. Новое устройство состоит из пленки, содержащей электроды. Она настолько тонка, что после прикрепления к растению может подстраиваться под изгиб листа-ловушки.

На его внутренней стороне есть маленькие чувствительные волоски. Их нужно примерно за 30 секунд коснуться как минимум дважды, и лишь тогда ловушка захлопнется. Это не позволяет ей закрыться при попадании внутрь не потенциальной добычи, а чего-то другого и экономит энергию растения. Зато насекомые, угодиввшие в ловушку, задерживаются и благодаря пищеварительны ферментам разлагаются там.

Изгиб щупика вызывает электрический сигнал, при котором ионы стремительно проходят через клеточные мембраны. Быстрое изменение электрического напряжения между внутренней поверхностью клетки и ее окружением вызывает импульс, распространяющийся по всему растению. Ученые прикасались к чувствительному волоску и использовали около 30 электродов для измерения сработавшего сигнала,

Для изучения связи между закрытием створки и электрическим сигналом ловушки команда снимала на видео ее движение. Предыдущие исследования в основном использовали только одну точку измерения, поэтому нельзя было сделать никаких выводов о его начале или направлении распространения. Руководитель группы "Электронные растения" Университета Линчепинга Элени Ставриниду поясняет:

"Теперь мы можем с уверенностью сказать, что у венериной мухоловки электрический сигнал возникает в сенсорных волосках. Мы видим, что сигнал распространяется в основном радиально к волоскам - без четкого направления. Поскольку мы можем измерять сигналы всей ловушки, мы наблюдаем также, что некоторые возникают спонтанно и исходят от волосков, которые не стимулировались".

Ученые пока не знают, почему так происходит и какова функция этого. По мнению Ставриниду, одним из наиболее важных аспектов их исследования является доказательство того, что биоэлектронные технологии, ранее использовавшиеся исключительно в биомедицине, можно применять и в физиологии растений. Это дает возможность делать новые открытия.

Источник: wissenschaft.de