Часть 1
Мы все привыкли, что растения украшают и обогащают нашу планету. Все мы знаем , что растения также являются очень важным звеном цепи питания не только человека, но и всего живого. Растения кормят нас, людей, травоядных, всеядных и плодоядных животных и даже насекомых. Но во всем этом невероятном многообразии встречаются и растения, которые вышли на новый уровень развития и сами решили стать хозяевами положения. Растениями питаются многие живые организмы? А почему бы не воспользоваться этим? Именно так и поступают коварные Растения-Хищники, пожирая безобидных насекомых, а иногда и мелких млекопитающих. Но почему некоторые растения становятся лишь добычей, в то время как другие преспокойно сами стали хищниками? Все дело в местообитании растения. Растения - хищники обитают в болотистых почвах, либо в стоячей воде, в очень влажных тропических лесах, где почвы НЕ плодородны. В этих почвах не содержатся нужные растениям питательные вещества, прежде всего - белки, которые так необходимы любому живому организму. Поэтому растения - хищники приспособились к получению белков посредством поедания насекомых.
Первое, что обращает особое внимание на плотоядные растения – это желание расшифровать механизм их действия. Каждому, кто впервые видит эти растения, хочется узнать, как они устроены и что умеют «делать». Легендарный ученый Чарльз Дарвин в своем трактате о плотоядных растениях впервые написал, что плотоядные растения едят насекомых, чтобы получить свои питательные вещества, необходимые для жизни. Они, в отличие от других растений, основную силу черпают не из почвы и окружающей среды, а из пищи.
Венерина мухоловка, как и другие хищные растения, использует насекомых в качестве источника азота, так как обитает на почвах, в которых азота мало. Мухоловка захватывает добычу с помощью пары специальных ловчих листьев. Когда насекомое касается одного из них, они захлопываются. Растение начинает выделять ферменты, растворяющие жёсткую хитиновую оболочку жертвы и разлагающие на простые составляющие органические молекулы, из которых составлено тело насекомого.
Описанный механизм ловли насекомых растениями считается общепризнанным ещё со времён Дарвина. Тем не менее, до недавнего времени детально его никто не проверял на практике. Раскрыть тонкие клеточные и молекулярные механизмы поимки и переваривания добычи удалось только сейчас. Биофизики из Вюрцбургского университета с помощью микроэлектродов, амперометрии и магнитного резонанса проследили, что происходит в клетках ловчих листьев венериной мухоловки, когда их касается насекомое.
Венерина мухоловка относится к немногочисленной группе высших растений, способных к быстрым движениям, наряду с такими видами как: мимоза стыдливая (Mimosa pudica), Codariocalyx motorius , росянка (род Drosera) и пузырчатка (род Utricularia).
Механизм захлопывания листа зависит от сложного взаимодействия между его эластичностью , тургором (напряжённое состояние оболочек живых клеток) и ростом. Захлопывание ловушки происходит после трех последовательных стимуляций чувствительных волосков (с небольшим интервалом между ними); это позволяет избежать ложного срабатывания ловушки при попадании капель воды, мусора. В открытом состоянии доли ловушки выпуклые (изогнуты наружу), после закрывания доли изгибаются, формируя внутри полость, выход из которой закрыт волосками. Если у вас еще не болит голова от количества новых терминов, то продолжим.
Несмотря на старания ученых, принцип работы мухоловки изучен не до конца. Понятно лишь то, что система захлопывания ловушки работает на ионном уровне.
После того, как жертва нажимает на три любые чувствительные волоска, расположенные на внутренней поверхности ловушки, рачевни захлопываются. Если добыча не смогла освободиться, она продолжает стимулировать внутреннюю поверхность лопастей листа, вызывая рост клеток. В конце концов, края листов смыкаются, полностью закрывая ловушку и формируя «желудок», в котором происходит процесс переваривания. Секреция пищеварительных ферментов контролируется жасмоновой кислотой. Интересно, что данный гормон также инициирует образование токсичных вторичных метаболитов для защиты от травоядных животных у растений не способных к хищничеству. Кстати, Венерина Мухоловка также...
Не пропустите следующий выпуск, в котором я расскажу о многообразии растений - хищников и о их приспособлениях для охоты!