Venus flytrap fordøjer sit bytte ved hjælp af enzymer, der produceres af særlige kirtler. For første gang har et forskerteam målt og omhyggeligt analyseret kirtlernes aktivitet.

Venus flytrap (Dionaea muscipula) er en kødædende plante., Ved at fange sit bytte, hovedsageligt insekter, med en fældestruktur dannet af dets blade, udskiller plantens kirtler et en .ym for at nedbryde byttet og optage de frigivne næringsstoffer.

Selv om postuleret, da Darwin ‘ s banebrydende studier, disse sekretoriske begivenheder, der ikke er blevet målt og analyseret indtil nu: Et internationalt hold af forskere ledet af Rainer Hedrich, en biofysiker fra Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg i Bayern, Tyskland, præsentere resultaterne i tidsskriftet PNAS.,

når et bytte forsøger at undslippe den lukkede fælde, vil det uundgåeligt røre de sensoriske hår indeni. Enhver mekanisk kontakt med hårene udløser et elektrisk signal, der spreder sig over fælden i bølger. Fra det tredje signal producerer planten hormonet jasmonat; efter det femte signal aktiveres fordøjelseskirtlerne, der linjer indersiden af fælderne som græs.

kirtler udskiller sure vesikler for at nedbryde bytte

Hvad sker der næste i kirtelcellerne? De producerer i stigende grad membranøse bobler fyldt med væske (sekretoriske vesikler) og afgiver deres indhold., Dette sker efter mekanisk stimulering af sensoriske hår, men også når kirtlerne kommer i kontakt med hormonet jasmonat. Hele processen afhænger af calcium og styres af en række specifikke proteiner.

Desuden gener, der er aktiveret i kirtler: “Vi antager, at de giver vesikler at være fyldt med protoner og klorid, som er saltsyre,” Hedrich forklarer han og tilføjer: “Vi har brugt ion-følsomme elektroder til at måle, at gentagen berøring af sensoriske hår udløser indstrømning af calcium-ioner i kirtlen., Det stigende calciumniveau i cytoplasmaet får vesiklerne til at smelte sammen med plasmamembranen på samme måde som neurotransmittersekretionen af neuroner. Tilstrømningen af calcium efterfølges af udstrømningen af protoner og chlorid efter en tidsforsinkelse.”

afsluttende analyse med kulfiberelektroder

Hvad indeholder kirtelvesiklerne mere? Dette blev analyseret ved hjælp af kulfiberelektroder i samarbejde med er .in Neher (g .ttingen), vinder af Nobelprisen, der har stor erfaring med denne teknik., Sammen med Neher justerede JMU-forskeren s .nke Scher .er målemetoden til de forhold, der hersker inde i Venus flytrap.

holdet placerede en kulfiberelektrode over kirteloverfladen og ventede med spænding, hvad der ville ske. “Først blev vi skuffede, fordi vi ikke straks opdagede signaler som kendt fra sekretoriske celler hos mennesker og dyr,” husker Scher .er.

skal vesiklerne indeholde saltsyre i de første timer efter at have fanget byttet, men ingen fordøjelsesen ?ymer endnu?, Og endnu ingen molekyler, der sikrer en ?ymernes funktion i det sure miljø? Skal planten producere alt dette først?

det er præcis, hvordan det virker: molekylærbiolog Ines Fuchs fandt ud af, at planten først begynder at producere de en .ymer, der nedbryder byttet efter flere timer. De første karakteristiske signaler opstod efter seks timer, og processen var i fuld gang 24 timer senere. I denne fase er fælden fuldstændig sur og rig på fordøjelsesen .ymer.,

Stabiliserende effekt af glutathion holder enzymer fit

Professor Heinz Rennenberg (Freiburg) fandt også, glutathion (GSH) i udskilles enzym. Dette molekyle holder en .ymerne funktionelle i det sure miljø i Venus flytrap.

de samme processer som beskrevet ovenfor finder sted i samme kronologiske rækkefølge, både når sensorhårene stimuleres, og når fælden kun udsættes for hormonet jasmonat., “Et tryk vil meget hurtigt udløse jasmonatsignalvejen, men det tager tid, indtil vesiklerne produceres og læsses med den rigtige fragt, der lettes af hormonet,” forklarer Hedrich.

Calcium er en obligatorisk ingrediens

Hvordan Venus flytrap oversvømmelser sin “grønne mave” med den rigtige blanding og nedbryder byttet i sine næringsstoffer kan visualiseres ved hjælp af magnetisk resonans-billeddannelse. Eberhard Mun.fra MRT Center i JMU ‘ s Institut for Fysik var ansvarlig for denne opgave.,

hans eksperimenter viste også, at når tilstrømningen af calcium i kirtlerne er blokeret, forbliver fælden tør. “Calciumaktiveringen af kirtelcellerne er derfor afgørende,” siger Hedrich. “Så vi vil nu se nærmere på biologien i calciumkanalerne i Venus flytrap. Vi ønsker også at undersøge mekanismen, der tæller signalerne transmitteret af sensorhårene i kirtlen og oversætter det til jasmonatafhængig biologi.”