• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
06.10.2020
Мария Азарова
6 500

Биологи объяснили способность венериной мухоловки хранить память о контакте с «жертвой»

4.2

Исследование подтвердило, что кратковременная память венериной мухоловки действительно связана с изменениями в концентрации кальция.

Венерина мухоловка
Венерина мухоловка — вид хищных растений из монотипного рода дионея семейства росянковые / © Getty Images

Листья хищного растения Dionaea muscipula, известного как венерина мухоловка, быстро закрываются, чтобы поймать свою жертву: среди таковых обычно значатся муравьи, пауки, жуки, кузнечики и другие летающие насекомые. «Схлопывание» происходит после двух последовательных механических стимулов, которые получают волоски на листьях, в течение примерно 30 секунд.

Считается, что венерина мухоловка запоминает первый стимул и передает сигнал от волосков к листовой пластинке. Однако вопрос о том, как это растение способно что-то запоминать, если у него нет мозга и нервной системы, давно волнует ученых.

Еще в конце 1980-х Дитер Ходик и Андреас Сиверс из Института ботаники при Боннском университете (Германия) предположили, что изменения в ионах кальция могут быть связаны со способностью венериной мухоловки хранить память о первом контакте с потенциальной жертвой. Но из-за отсутствия возможностей измерить концентрации кальция без повреждения клеток ученые не смогли подтвердить свою гипотезу. Теперь же в дело вступили японские биологи из Национального института фундаментальной биологии в городе Окадзаки. Их работа вчера вышла в журнале Nature Plants.

Сенсорные волоски венериной мухоловки / © NIBB

Им удалось визуализировать внутриклеточные концентрации кальция венериной мухоловки и показать, что они действительно отвечают за ее кратковременную память. Опыты проводили на трансгенной Dionaea muscipula, в геном которой ввели ген, кодирующий сенсорный белок внутриклеточного кальция GCaMP6 (излучает зеленый флуоресцентный белок при связывании с кальцием, тем самым позволяя исследователям буквально видеть, как меняются концентрации этого вещества в клетках растения).

Визуализация изменений внутриклеточной концентрации кальция венериной мухоловки с помощью флуоресцентного датчика GCaMP6 после стимуляции иглой / © NIBB
Области листа, демонстрирующие повышение концентрации кальция после первой и второй стимуляции / © NIBB

Ученые стимулировали при помощи иглы сенсорные волоски растения и затем замеряли изменения в уровнях кальция в листьях. Оказалось, ловушка венериной мухоловки захлопывается только тогда, когда концентрация внутриклеточного кальция переходит за определенный порог. При этом уровни внутриклеточного кальция падали некоторое время после первого контакта с предполагаемой жертвой. Если между первым и вторым стимулами, воспринимаемыми волосками, проходило более 30 секунд, ловушка не закрывалась, ведь концентрация внутриклеточного кальция не превышала того самого порогового значения.

«Стимуляция вызвала повышение цитозольной концентрации Ca 2+ ([Ca 2+ ]cyt ), начиная с сенсорных волосков и распространяясь на пластинку листа. Второй стимул довел [Ca 2+ ]cyt до более высокого уровня, достигнув порога, который коррелирует с закрытием листовой пластинки. Поскольку [Ca 2+ ]cyt постепенно снижался после первого стимула, увеличение уровня [Ca 2+ ]cyt, индуцированное вторым стимулом, было недостаточным для достижения порога примерно через 30 секунд. Волна Ca 2+, вызванная механической стимуляцией, двигалась на порядок быстрее, чем волна, вызванная контактом с черешками резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana)», — объяснили авторы исследования.

«Это первый шаг к раскрытию эволюции движения растений и хищничества, а также лежащих в его основе механизмов. Подчеркну, что многие растения и животные обладают интересными, но неизученными биологическими особенностями», — отметил профессор Мицуясу Хасебе, руководитель исследования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

9 часов назад
Михаил Орлов

Рядом с местом добычи медных руд в пустыне Атакама, расположенной на территории Чили, образовался очень большой круглый провал. Его диаметр достигает 32 метров, а глубина превышает 200 метров. Местные власти расследуют причины случившегося.

8 часов назад
Анна Новиковская

С планированием длительных миссий на Луну и Марс перед человечеством все острее встает вопрос об обеспечении космонавтов кислородом для дыхания. Сейчас поддерживать дыхание людей на борту космических станций — сложный и дорогостоящий процесс, поэтому для будущих путешествий в космической бездне потребуются более совершенные технологии.

Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

9 часов назад
Михаил Орлов

Рядом с местом добычи медных руд в пустыне Атакама, расположенной на территории Чили, образовался очень большой круглый провал. Его диаметр достигает 32 метров, а глубина превышает 200 метров. Местные власти расследуют причины случившегося.

12 августа
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: