Биологи объяснили способность венериной мухоловки хранить память о контакте с «жертвой» — Naked Science
7 минут
Мария Азарова

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.
8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 13:14
2 минуты
Sergei Sobol

Прошло уже 20 лет с тех пор, как увидела свет представленная в начале нового тысячелетия Audi TT Quattro. За этот достаточно большой срок мы стали свидетелями масштабного культурного сдвига. Так что сегодня настал идеальный момент для переосмысления визуального образа культового автомобиля. В конце концов, телефоны в 2000 году выглядели совершенно иначе по сравнению с сегодняшними, верно? Так почему автомобили должны оставаться прежними?

Вчера, 13:59
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы имеют более здоровый профиль биомаркеров, чем люди, регулярно употребляющие в пищу мясные продукты. Правда, в их организме недостает и некоторых полезных веществ.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

8 мая
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 13:59
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы имеют более здоровый профиль биомаркеров, чем люди, регулярно употребляющие в пищу мясные продукты. Правда, в их организме недостает и некоторых полезных веществ.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: