păstrează

„Memoria” pe termen scurt a capcanei cu muște Venus durează aproximativ 30 de secunde. Dacă o insectă atinge o dată părul sensibil al plantei, capcana rămâne deschisă. Dar dacă insecta lovește din nou până la aproximativ jumătate de minut mai târziu, planta își închide capcanele, ținând prada.

Cum își amintește capcana de muște Venus (Dionaea muscipula) de această atingere inițială este un mister, până când un nou studiu realizat în Nature Plants dezvăluie că se întâmplă cu ajutorul calciului.

Se știe că unele plante au un tip de memorie pe termen lung, explică co-autorul studiului Mitsuyasu Hasebe, biolog la Institutul Național de Biologie de Bază din Okazaki, Japonia. Un exemplu este vernalizarea, în care plantele își amintesc perioadele lungi de frig de iarnă ca semnal pentru înflorire în primăvară. Dar memoria pe termen scurt este mai misterioasă și „aceasta este prima dovadă directă a implicării calciului”, a spus Hasebe.

Deși planta carnivoră, cunoscută pentru frunzele sale asemănătoare maxilarului, nu are creier sau sistem nervos, ea poate distinge în mod evident între prada vie și lucruri precum ploaia care, din greșeală, poate provoca închiderea frunzelor sale, risipind energie. Cercetările anterioare au sugerat că calciul joacă un rol în acest proces, dar cu ajutorul ingineriei genetice, Hasebe și colegii săi au putut vedea cu adevărat calciul în acțiune.

Odată atins un fir de păr din mușchiul Venus, calciul pătrunde în celulele frunzelor, pe care cercetătorii le-au putut observa după modificarea genetică a plantelor pentru a străluci în prezența calciului. O a doua atingere, la câteva secunde după prima, face ca și mai mult calciu să intre în celule, sporind strălucirea și provocând închiderea capcanelor.

Oamenii de știință adaugă gene în genomul plantei care produc o proteină care strălucește verde atunci când este expusă la calciu. Când echipa atinge unul dintre firele de păr senzoriale, baza începe să strălucească și apoi strălucirea se răspândește prin frunze înainte de a începe să slăbească. Când cercetătorii ating părul a doua oară - sau ating un alt fir de frunze - în aproximativ 30 de secunde, frunzele capcanei strălucesc și mai puternic, iar planta se închide rapid.

Rezultatele arată că memoria pe termen scurt a mușcării este asociată cu o creștere și scădere a cantității de calciu din celulele frunzelor, au spus cercetătorii. De fiecare dată când un senzor este activat, acesta semnalează eliberarea de calciu. Când concentrația sa atinge un anumit nivel atins de acest al doilea aflux mai rapid de calciu, capcana se închide.

Modificarea nivelurilor de calciu din frunzele capcanei Venus la ambele atingeri. Credit: H. Suda și colab./Nature Plants 2020

Dar cercetările nu dezvăluie toate secretele plantei. Pentru a simți prada, flytrap folosește o rețea rapidă de semnale electrice care pot transforma mișcarea unei muște sau a altei insecte în mici modificări de tensiune care se propagă prin celulele plantei, explică co-autorul studiului, Rainer Hedrich, un biofizician de la Universitatea din Würzburg, Germania. Oamenii de știință nu sunt încă siguri cum funcționează sistemul de memorie a calciului în tandem cu această rețea electrică pentru a activa închiderea plantei.

„Legătura strânsă dintre calciul și semnalele electrice este cunoscută la plantele obișnuite, așa că este de așteptat și în capcana pentru muște Venus”, a declarat Andrej Pavlovič, fiziolog al plantelor de la Universitatea Palacký din Olomouc, Republica Cehă, care nu a făcut parte din studiu.

Dar cea mai interesantă parte a studiului este că au reușit să facă planta să strălucească, a spus omul de știință. Astfel de transformări genetice se găsesc la plantele studiate mai frecvent, dar sunt mai dificil de realizat la plantele de pradă mai puțin studiate, astfel încât editarea cu succes a genelor capcanei de muște Venus astfel încât planta să strălucească, "este un mare salt înainte în cercetare. Pe plantele carnivore ".