Всем известно, что венерина мухоловка — это хищное растение, способное убить и «переварить» насекомое. Однако не менее интересно то, что она способна пережить пожар и даже извлечь из него выгоду. Авторы новой статьи выяснили, что для этого венерина мухоловка имеет особые терморецепторы на волосках листьев.
Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) — растение, в природе растущее в заболоченных низинах на Восточном побережье США. Известно, что бедные болотные почвы содержат мало азота — необходимого растениям элемента питания. Мухоловка нашла своеобразное решение этой проблемы: она научилась ловить и «поедать» (то есть растворять и усваивать) различных насекомых, в которых азота предостаточно. Ту же адаптацию имеют росянки — близкие родственники мухоловки, тоже растущие на болотах по всему миру.
Листья венериной мухоловки имеют две «створки» и покрыты тонкими чувствительными волосками. Они реагируют на прикосновения, которые запускают закрывание листа, — их должно быть по меньшей мере два, причем в разных частях листовой пластинки. Далее она начинает выделять ферменты, которые растворяют тело насекомого, а растение усваивает нужные ему вещества.
Однако есть у венериной мухоловки и другая интересная особенность: способность чувствовать нагрев. Казалось бы, зачем этому растение вообще нужно различать температуру? Ведь насекомые не относятся к теплокровным, и это явно не поможет мухоловке в ее «охоте».
Дело в том, что родные заболоченные низины венериной мухоловки часто горят — из-за больших скоплений сухой травы и молний. И если многие другие растения от этого сильно страдают, то мухоловка, напротив, извлекает из пожаров выгоду. Растение хорошо их переносит и лучше чувствует себя, если затенявшие ее соседи сгорели. Такая «любовь к пожарам» описана у целого ряда разных растений.
Но как хрупкое травянистое растение спасает свои хищные листья от огня? На этот вопрос ответили в своей новой статье для Current Biology ученые из Германии. Для это они перенесли живые растения на открытое поле, покрыли сверху сухим сеном и подожгли его, после чего принялись раздувать пламя (а заодно распространять над мухоловкой горячий воздух) с помощью вентиляторов.
Все ловчие листья венериных мухоловок на этом ботаническом пожарище быстро закрылись, благодаря чему многие из них уцелели — спустя несколько дней они уже продолжали «охоту» на насекомых.
Оказалось, ключевое значение в этой спасительной реакции имеют терморецепторы в чувствительных волосках листьев, реагирующие именно на волну горячего воздуха. Если листья нагреваются до плюс 37 градусов, в них возникает электрический импульс — потенциал действия. Если температура превысит 55 градусов, лист сгенерирует второй потенциал действия и быстро закроется.
Любопытно, что в этой реакции растения участвуют ионы кальция и особые каналы, которые их переносят, — примерно как у животных, создающих потенциал действия в своих возбудимых клетках.