Cum capcanele pentru muște Venus stochează „amintiri” pe termen scurt ale prăzii

„Memoria” pe termen scurt a unei capcane de muște Venus poate dura aproximativ 30 de secunde. Dacă o insectă atinge firele de păr sensibile ale plantei o singură dată, capcana rămâne nemișcată. Dar dacă insecta bate din nou în aproximativ jumătate de minut, frunzele plantei carnivore se închid, prinzându-și prada.

Cum prinde Venus capcane de muște (Dionaea muscipula) amintiți-vă că atingerea inițială a fost un mister. Un nou studiu dezvăluie că plantele fac acest lucru folosind calciu, au raportat cercetătorii online pe 5 octombrie Natură Plante.

Oamenii de știință știu că unele plante au un tip de memorie pe termen lung, spune coautorul studiului Mitsuyasu Hasebe, biolog la Institutul Național de Biologie de bază din Okazaki, Japonia. Un exemplu este vernalizarea, prin care plantele își amintesc perioadele lungi de frig de iarnă ca un semnal de a înflori primăvara. Dar memoria pe termen scurt este mai enigmatică și „aceasta este prima dovadă directă a implicării calciului”, spune Hasebe.

Chiar dacă planta carnivoră, renumită pentru frunzele sale asemănătoare maxilarului, nu are creier sau sistem nervos, se pare că poate număra până la cinci și poate distinge între prada vie și lucruri precum ploaia, care ar putea declanșa din neatenție frunzele să se închidă, irosind energie (SN: 1/24/16). Cercetările anterioare au sugerat că calciul joacă un rol în acest proces, dar cu ajutorul ingineriei genetice, Hasebe și colegii au putut să vadă calciul în acțiune.

Cercetătorii au adăugat gene la capcanele de muște Venus care produc o proteină, care strălucește verde atunci când sunt expuse la calciu. Când echipa a lovit unul dintre firele de păr senzoriale ale capcanei, baza acelui păr a început să strălucească, iar apoi strălucirea sa răspândit prin frunză înainte de a începe să se estompeze. Când cercetătorii au atins părul a doua oară – sau au atins un păr diferit de pe frunză – în aproximativ 30 de secunde, frunzele capcanei s-au aprins și mai strălucitor decât înainte, iar planta s-a închis rapid.

Rezultatele arată că memoria pe termen scurt a capcanei de muște este o creștere și o scădere a calciului în celulele frunzelor, spun cercetătorii. De fiecare dată când un păr senzorial este declanșat, acesta semnalează eliberarea de calciu. Când concentrația de calciu atinge un anumit nivel, atins prin acea secundă, creșterea mai rapidă a calciului, capcana se închide.

Hraneste-ma

Aceste imagini ale unei capcane de muște Venus modificate genetic pentru a străluci arată că nivelurile de calciu din capcana plantei cresc și apoi încep să se estompeze după ce unul dintre firele sale de păr senzoriale este lovit. O a doua atingere aduce și mai mult calciu în celulele din frunze, depășind un prag care face ca capcana să se închidă, arată un nou studiu.

Cu toate acestea, cercetarea nu dezvăluie toate secretele plantei. Pentru a simți prada, „capcana de muște operează o rețea electrică rapidă” care poate converti mișcarea unei muște sau a unei alte insecte în mici schimbări de tensiune care se unduiesc peste celulele plantei, spune coautorul Rainer Hedrich, biofizician la Universitatea din Würzburg din Germania. Oamenii de știință încă nu sunt siguri cum funcționează sistemul de memorie de calciu în tandem cu acea rețea electrică pentru a activa snap-ul plantei.

„Asocierea strânsă dintre calciu și semnalul electric este cunoscută în plantele obișnuite, așa că era de așteptat și în capcana de muște Venus”, spune Andrej Pavlovič, fiziolog de plante la Universitatea Palacký din Olomouc, Republica Cehă, care nu a fost implicat în studiu. Dar cea mai interesantă parte a cercetării a fost ca capcana să strălucească, spune el. Astfel de transformări genetice sunt obișnuite la plantele studiate frecvent, dar mai dificil de realizat la plantele prădătoare mai puțin studiate, așa că proiectarea cu succes a genelor capcanei de muște pentru a face planta să strălucească „este un mare pas înainte în studiile asupra plantelor carnivore”.