Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.
©Wikimedia Commons
Чтобы ловушка хищной мухоловки сработала, жертва должна стимулировать ее чувствительные волоски ровно пять раз. Однако необычное растение-мутант потеряло способность вести такой счет. Оно позволило ученым лучше разобраться в том, какие механизмы лежат в основе этой «растительной математики». Биологи из Вюрцбургского университета назвали эту мухоловку и линию ее потомков Dyscalculia (DYSC). Результаты своих исследований они представили в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
Хищничество позволяет некоторым растениям получать дефицитный азот и расти даже на самых скудных почвах. Так действует венерина мухоловка, которая использует ловушку, образованную видоизмененными листьями. На них расположены чувствительные волоски, задевая которые, насекомое заставляет «капкан» захлопнуться и начать выделение ферментов, переваривающих жертву.
Для небольшого растения эти задачи довольно энергозатратны. Поэтому ему важно избежать ложных срабатываний, и для этого мухоловка «ведет счет». Ловушка срабатывает лишь при раздражении двух волосков; при третьем-четвертом раздражении стартует выделение жасмоновой кислоты, гормона, который запускает переваривание; при пятом активируется всасывание питательных веществ.
Происходит это за счет накопления ионов кальция в ответ на каждую стимуляцию чувствительных волосков. Каждый следующий шаг осуществляется лишь при достижении определенного «потенциала действия», как при передаче сигнала в нервной системе животных. Однако у DYSC всего этого не наблюдается, хотя во всем остальном они не отличаются от нормальных мухоловок.
Чтобы выяснить, что именно «сломалось» у этих растений, немецкие биологи стимулировали их чувствительный волоски, измеряя возникающий потенциал действия. Оказалось, что этот механизм работает у DYSC совершенно нормально, несмотря на то что они неспособны «досчитать» даже до двух. Тогда ученые попробовали вносить в ловушку жасмоновую кислоту. В таком случае начиналось выделение пищеварительных веществ, хотя ловушка все равно не закрывалась.
Это позволило решить, что у DYSC нарушены механизмы, «декодирующие» накопленный в виде ионов кальция потенциал. Теперь биологи планируют проследить за генами растения, связанными с синтезом связывающих кальций белков. Возможно, один из них мутировал и стал нефункциональным, или же у DYSC подавлена активность такого гена.
