Венерина мухоловка – один из самых необычных представителей растительного мира. Привлекая жертв сладковатым запахом, она захлопывает свои листья и медленно переваривает насекомое от 5 до 12 дней. Но каким образом растение без нервной системы умеет так тонко реагировать на прикосновения, долго оставалось загадкой.
Ученые выяснили, как венерина мухоловка понимает, что пора захлопнуться
Японские ученые раскрыли молекулярный секрет Венериной мухоловки – растения, которое охотится на насекомых. Оказалось, что ее «волоски-датчики» работают как биологический усилитель: они превращают прикосновение в сигнал, распространяющийся по всему растению и запускающий захлопывание ловушки.
Unsplash
Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, показало, что ключевую роль играет особый ионный канал в основании чувствительных волосков. Он усиливает механический сигнал и запускает «тревогу», которая мгновенно распространяется по растению.
Счетчик прикосновений и память
Ученые давно знали, что мухоловка различает случайные раздражения и настоящую добычу. Например, еще в 2016 году было доказано, что растение «считает» количество касаний: захлопывание происходит только после нескольких стимулов подряд. А в 2020 году исследователи обнаружили, что изменения концентрации кальция служат для мухоловки чем-то вроде кратковременной памяти.
В новом эксперименте биологи из Сайтамского университета снабдили растение флуоресцентным белком, который подсвечивал движение сигналов. При легком прикосновении возникал слабый всплеск кальция и электрический импульс, но более сильное воздействие запускало волну сигналов по всему растению.
Две «ячейки» для охоты
Оказалось, что чувствительные волоски состоят из двух типов клеток. Одни превращают физический стимул в кальциевый сигнал, а другие распространяют его дальше – но только если толчок был достаточно сильным.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые повредили часть таких клеток и заметили: ловушки реагировали на прикосновения хуже и часто «игнорировали» даже бегущих рядом муравьев.
Что это значит
Результаты показывают, насколько изощренными могут быть механизмы растений. Мухоловка способна улавливать даже слабые прикосновения, а ее система реагирования удивительно похожа на работу нервных цепей животных. Более того, ученые предполагают, что подобные механизмы могут существовать и у других растений – просто мы пока их недооцениваем.