a Venus flytrap speciális mirigyek által termelt enzimek segítségével emészti zsákmányát. Első alkalommal egy kutatócsoport mérte és aprólékosan elemezte a mirigyek aktivitását.

Venus flytrap (Dionaea muscipula) egy húsevő növény., Zsákmányát, főként rovarokat, a levelek által kialakított csapdaszerkezettel a növények mirigyei egy enzimet választanak ki a zsákmány lebontására és a felszabaduló tápanyagok felvételére.

bár Darwin úttörő tanulmányai óta posztuláltak, ezeket a titkos eseményeket eddig nem mérték és elemezték: Rainer Hedrich, a Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg Biofizikusa vezette nemzetközi kutatócsoport a németországi Bajorországban, bemutatja az eredményeket a PNAS folyóiratban.,

amikor egy zsákmány megpróbál elmenekülni a zárt csapdából, elkerülhetetlenül megérinti a szenzoros szőrszálakat. A szőrszálakkal való bármilyen mechanikai érintkezés elektromos jelet vált ki, amely hullámokban terjed a csapdán. A harmadik jeltől kezdve a növény a jasmonate hormont termeli; az ötödik jel után aktiválódnak az emésztőmirigyek,amelyek a csapdák belsejét, mint a gyep.

a mirigyek savas vezikulumokat választanak ki a zsákmány lebontására

mi történik ezután a mirigysejtekben? Egyre inkább folyadékkal (szekréciós vezikulákkal) töltött hártyás buborékokat termelnek, amelyek tartalmukat adják., Ez az érzékszervi szőrszálak mechanikai stimulálása után történik, de akkor is, amikor a mirigyek érintkeznek a jasmonate hormonnal. Az egész folyamat a kalciumtól függ, és számos specifikus fehérje szabályozza.

Sőt, a gének aktiválódnak, a mirigyek: “feltételezzük, hogy ők rendelkeznek a hólyagok, hogy tele van protonok, illetve-klorid, sósav,” Hedrich-magyarázza, majd hozzáteszi: “Mi használt ion-érzékeny elektródákkal mérhető, hogy az ismételt megérintésével a szenzoros szőrszálak kiváltja a beáramló kalcium ionok a mirigy., A citoplazma emelkedő kalciumszintje miatt a hólyagok összeolvadnak a plazmamembránnal, hasonlóan a neuronok neurotranszmitter szekréciójához. A kalcium beáramlását a protonok és a klorid effluxja követi egy időeltolódás után.”

meggyőző elemzés szénszálas elektródákkal

mit tartalmaznak még a mirigy hólyagok? Ezt szénszálas elektródákkal elemezték Erwin Neherrel (Göttingen), a Nobel-Díj nyertesével együttműködve, aki sok tapasztalattal rendelkezik ezzel a technikával., Neherrel együtt a JMU kutatója, Sönke Scherzer a mérési módszert a Venus flytrap belsejében uralkodó körülményekhez igazította.

a csapat egy szénszálas elektródát helyezett a mirigy felszínére, és izgatottan várta, mi fog történni. “Először csalódottak voltunk, mert nem észleltük azonnal az emberek és állatok szekréciós sejtjeiből ismert jeleket” – emlékszik vissza Scherzer.

Ha a hólyagok sósavat tartalmaznak a zsákmány elkapását követő első órákban, de még nem tartalmaznak emésztőenzimeket?, És még nincs olyan molekula, amely biztosítaná az enzimek működését a savas környezetben? Először a növénynek kell mindezt előállítania?

pontosan így működik: Ines Fuchs molekuláris biológus rájött, hogy a növény csak olyan enzimeket kezd termelni, amelyek több óra elteltével lebontják a zsákmányt. Az első jellemző jelek hat óra elteltével jelentkeztek, a folyamat 24 órával később teljes lendületben volt. Ebben a fázisban a csapda teljesen savas, emésztőenzimekben gazdag.,

a glutation stabilizáló hatása megtartja az enzimek illeszkedését

Heinz Rennenberg professzor (Freiburg) szintén glutationot (GSH) talált a szekretált enzimben. Ez a molekula megtartja az enzimeket a Vénusz légycsapda savas környezetében.

ugyanazok a folyamatok, mint a fent leírtak, ugyanabban az időrendi sorrendben zajlanak mind az érzékszervi szőrszálak stimulálásakor, mind a csapda csak a jasmonate hormonnak való kitettségekor., “Egy érintés nagyon gyorsan beindítja a jasmonate jelzőútját, de időbe telik, amíg a hólyagok létrejönnek és betöltődnek a megfelelő teherszállítással, amelyet a hormon segít” – magyarázza Hedrich.

a Kalcium kötelező összetevő

Hogy a Vénusz légycsapója árvizek a “zöld gyomor” a megfelelő keveréket, majd lebontja a zsákmányt a tápanyagok lehet elé képzeltem mágneses rezonancia segítségével. Eberhard Munz a JMU fizikai Tanszékének MRT központjából volt felelős a feladatért.,

kísérletei azt is kimutatták, hogy amikor a kalcium beáramlása a mirigyekbe blokkolódik, a csapda száraz marad. “A mirigysejtek kalcium aktiválása ezért döntő fontosságú” – mondja Hedrich. “Tehát most közelebbről megvizsgáljuk a Vénusz légycsapda kalciumcsatornáinak biológiáját. Meg akarjuk vizsgálni azt a mechanizmust is, amely megszámolja a mirigyben lévő szenzoros szőrszálak által továbbított jeleket, és azt jasmonate-függő biológiává alakítja.”