Penangkap lalat Venus adalah tanaman yang sangat menarik. Ini menangkap korbannya (serangga kecil, arakhnida, dll.) Dengan bantuan daun yang dimodifikasi. Ada bulu-bulu khusus di permukaannya yang bereaksi jika ada sesuatu yang mengenai permukaan daun. Tepi daun dengan cepat membungkus dan korban terperangkap, yang secara bertahap mengubah makhluk kecil itu menjadi makanan bagi tanaman.
Penangkap lalat membutuhkan makanan hewani untuk mengisi cadangan nitrogen - biasanya muncul di daerah dengan rawa, yang tanahnya miskin nitrogen. Tetapi bagaimana mungkin tumbuhan, yang tidak memiliki otot dan sistem saraf, tidak hanya menangkap sesuatu, tetapi juga “mengingat” bahwa ada korban di dalam daun, dan tidak ada gunanya membukanya?
Bagaimana mekanisme penangkapan bekerja
Beberapa bulan lalu, hasil studi tentang mekanisme penangkapan korban oleh tumbuhan dipublikasikan oleh ahli biologi dari Universitas Würzburg. Ternyata, tanaman itu “tahu cara menghitung”. Faktanya adalah bahwa paling sering lembar tempat sesuatu muncul dipicu hanya setelah sentuhan kedua. Faktanya adalah bahwa tumbuhan insektivora Venus menghabiskan banyak sumber daya untuk pembengkokan daun dalam kecepatan tinggi, oleh karena itu, tidak diperbolehkan mengeluarkan energi untuk menanggapi angin, debu, kerikil, dll., Terkait rambut sensitif.
Penangkap lalat Venus menunggu sentuhan kedua, tetapi baru kemudian meremas daunnya. Mekanismenya bekerja paling efektif ketika serangga menyentuh bulu-bulu yang terletak di tepi daun, lalu muncul di tengah. Menurut para ilmuwan, rambut memiliki efek kumulatif.
Rambut sensorik mampu merasakan upaya bahkan 0,05 milinewton. Waktu respons trap tergantung pada gaya sentuhan dan arah penerapan gaya.
Di toga, penangkap lalat mampu menangkap tidak hanya serangga dan arthropoda lambat - kumbang, ulat, kutu kayu, tetapi juga cepat, mampu terbang - lalat dan nyamuk. Apalagi semakin lapar tanamannya, semakin cepat mekanisme pemerasan daunnya bereaksi.
Dan itu belum semuanya
Daun perangkap tidak langsung menutup sepenuhnya dan tidak mulai memproduksi enzim pencernaan. Untuk memulai proses ini, Anda membutuhkan lima insentif. Ilmuwan Jerman percaya bahwa perilaku ini dapat dibandingkan dengan analisis biaya dan hasil potensial yang belum sempurna. Semakin banyak insentif, semakin besar kemungkinan ada lebih banyak produksi, yang tentunya sepadan dengan usaha. Jika “analisis” menunjukkan bahwa korban tidak sebanding dengan energi dan enzim yang dikeluarkan untuk itu, maka serangga atau kerikil dibuang oleh daun setelah 12 jam.
Semuanya akan baik-baik saja, tetapi muncul pertanyaan - bagaimana tepatnya seekor flycatcher bisa menghitung? Tidak apa-apa jika lembarannya robek setelah hanya 1 sentuhan. Tapi dia melakukannya setelah setidaknya 2 sentuhan, dan produksi enzim dan kompresi terakhir dimulai setelah 5 sentuhan. Dan inilah kemampuan untuk "menghitung" dan "menganalisis". Ilmuwan Jerman memutuskan untuk mencari tahu bagaimana mekanisme ini bekerja.
Untuk melakukan ini, mereka memperkenalkan sensor kalsium fluoresen ke dalam pabrik. Ternyata, perubahan konsentrasi kalsiumlah yang mempengaruhi "memori" tanaman. Sebelumnya, para ilmuwan belum dapat mengetahui bagaimana tepatnya konsentrasi kalsium dalam jaringan berkorelasi dengan "skor" tersebut, tetapi sekarang semuanya berhasil.
Jerman dibantu oleh ilmuwan Jepang yang mengembangkan persiapan khusus GCaMP6. Ini adalah zat organik bercahaya yang bersinar hijau saat berikatan dengan kalsium. Fluoresensi hijau inilah yang memungkinkan tim melacak perubahan konsentrasi kalsium sebagai respons terhadap rangsangan rambut sensitif tanaman dengan jarum.
Sebelum menggunakan zat fluoresen, para ilmuwan mencoba mencari tahu mekanisme "memori" tanaman menggunakan metode lain, menghabiskan 2,5 tahun untuk ini. Tetapi baru sekarang kami berhasil menemukan semuanya.
Jadi ada apa dengan kalsium?
Sentuhan pertama pada rambut sensitif lalat memulai mekanisme pelepasan ion kalsium ke tingkat tertentu. Jika dalam 30 detik ada sentuhan lagi, konsentrasi kalsium mencapai tingkat kritis, setelah itu jebakan akan bekerja. Jika tidak terjadi apa-apa setelah setengah menit, konsentrasi kalsium akan mulai berkurang. Kita dapat mengatakan bahwa penangkap lalat "mengingat" peristiwa selama 30 detik.
Sekarang para ilmuwan berencana untuk membawa penelitian mereka ke kesimpulan logisnya dan mempelajari hubungan antara konsentrasi kalsium dan "sistem saraf" lalat. Ini mengubah pergerakan mangsa menjadi sinyal listrik yang menyebar melalui sel.
Akibatnya, para peneliti berencana mempelajari proses evolusi tumbuhan predator, serta mempelajari lebih lanjut tentang mekanisme yang mendasari perburuan. Hingga saat ini, banyak ciri biologis tumbuhan dan hewan tetap menjadi misteri, dan tugas para ilmuwan adalah mengungkapnya. Omong-omong, semua tanaman dengan daun jebakan memiliki satu nenek moyang yang sama - tanaman yang tidak berburu untuk makanan hewani. Namun dalam genomnya terdapat beberapa wilayah yang digunakan untuk mencari dan mengasimilasi nutrisi tidak hanya dengan akar, tetapi juga oleh daun, sehingga wilayah tersebut kemudian berkembang menjadi sesuatu yang lain. Mekanisme serupa telah berkembang pada tanaman predator yang menumbuhkan perangkap teratai tanpa merespons elemen mangsa secara aktif.
DOI: Tanaman Alam, 2020.10.1038 / s41477-020-00773-1 .
