Венерина мухоловка. Принцип охоты
Расскажите принцип охоты мухоловки. За счет чего захлопываются створки листьев Ведь в них нет мышц.
И еще на створках листьев есть несколько шипов И когда муха задевает их то она закрывается. Но вопрос как она узнает что муха задела шип, ведь у мухоловки нету нервных окончаний или чего то в это роде. Это уже животное получается.
«Механизм захлопывания листа зависит от сложного взаимодействия между его эластичностью, тургором и ростом. В открытом состоянии части листа отогнуты наружу, в закрытом — внутрь, формируя полость, выход из которой закрыт волосками. При стимуляции этих волосков или шипов, в основном, в результате движения ионов кальция образуется электрический импульс, который распространяется по листу и стимулирует клетки в лопастях и в средней линии листа. Существуют две альтернативные гипотезы эффекта этого импульса. По одной из них эти клетки быстро выделяют ионы гидроксония в клеточные стенки, разрыхляя и вызывая их быстрое набухание путём осмоса. Согласно второй гипотезе, клетки во внутренних слоях лопастей и средней части листа быстро секретируют другие ионы, вода также выделяется в результате осмоса, что приводит к коллапсу клеток.
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. Переваривание катализируется ферментами, которые секретируются железами в лопастях. Переваривание занимает приблизительно 10 дней, после чего от добычи остается только пустая хитиновая оболочка. После этого ловушка открывается и готова к поимке новой добычи. За время жизни ловушки в неё в среднем попадают три насекомых.»
Источник
Почему мухоловка не захлопывается при попадании неживого объекта?
Хищное растение Венерина мухоловка ловит мелких животных, захлопывая их между створок листа-ловушки. Ловушка срабатывает, когда жертва касается чувствительных волосков. Но створки не закрываются, когда на них попадает неживой объект, поскольку он.
А. действует на волоски однократно
Б. не выделяет специфический запах
В. действует лишь на небольшое количество волосков.
Г. действует на волоски только в одном направлении
Д. не имеет повышенной температуры тела.
Природа Земли предоставляет человеку богатейший материал для собственной эволюции, однако, мы мало пользуеися им. Примером может служить данный случай с венериной мухоловкой или дионеей, процесс питания которой был принят со времен Дарвина и до недавнего времени тщательно не исследовался. Полный процесс на молекулярном уровне заинтересовал немецких биофизиков и они выяснили его. Оказывается, для того чтобы в листьях дионеи запустился физиологический процесс захвата жертвы, недостаточно, чтобы объект просто упал или коснулся чувствительных волосков , также на процесс запуска потенциала действия не влияет температура объекта и его иные свойства-нпр запах. Главное условие — чтобы объект был живым. Для этого одного касания мало, нужно чтобы сигнал от волосков поступил хотя бы три раза, только тогда запустится захлопывание ловушки и будет вырабатываться фермент, отвечающий за начало переваривания хитина жертвы.
Так что в случае с дионеей поговорка «движение есть жизнь» не работает.
Источник
Смертельно эффективная ловушка: как венерина мухоловка запоминает, что она поймала добычу
Венерина мухоловка — крайне интересное растение. Она захватывает своих жертв (небольших насекомых, паукообразных и т.п.) при помощи видоизмененных листьев. На их поверхности есть специальные волоски, которые реагируют, если на поверхность листа что-то попадает. Края листьев быстро заворачиваются и жертва оказывается в ловушке, которая постепенно превращает мелкое существо в пищу для растения.
Животная пища нужна мухоловке для пополнения запасов азота — обычно она появляется в регионах с болотистой местностью, почва которых бедна азотом. Но как растение, у которого нет мышц и нервной системы, может не только захватывать что-то, но и «запоминать», что внутри листа — жертва, и разворачивать его не стоит?
Как работает механизм захвата
Несколько месяцев назад результаты исследования механизма захвата жертв растением были опубликованы биологами из Вюрцбургского университета. Как оказалось, растение «умеет считать». Дело в том, что чаще всего лист, на котором что-то появилось, срабатывает лишь после второго касания. Дело в том, что венерина мухоловка тратит немало ресурсов на скоростное сгибание листа, поэтому тратить энергию на реагирование на ветер, пыль, камешки и т.п., касающиеся чувствительных волосков, непозволительно.
Венерина мухоловка дожидается второго касания, по только после этого сжимает лист. Эффективнее всего механизм работает в том случае, когда насекомое касается волосков, расположенных на краях листа, а затем появляется в центре. По мнению ученых, у волосков есть накопительный эффект.
Волоски-сенсоры способны воспринимать усилие даже в 0,05 миллиньютона. Время срабатывания ловушки зависит от силы касания и направления приложения усилия.
В итоге мухоловка способна ловить не только медленных насекомых и членистоногих — жуков, гусениц, мокриц, но и быстрых, способных улететь — мух и комаров. При этом чем голоднее растение, тем быстрее реагирует механизм сжимания листа.
И это еще не все
Лист-капкан сразу не закрывается полностью и не начинает вырабатывать пищеварительные ферменты. Для старта этого процесса нужно пять стимулов. Немецкие ученые считают, что такое поведение можно сравнить с элементарным анализом затрат и возможного результата. Чем больше стимулов — тем, скорее всего, больше добыча, а это однозначно стоит усилий. Если же «анализ» показывает, что жертва не стоит затраченных на нее энергии и ферментов, то насекомое или камешек выбрасывается листом через 12 часов.
Все бы хорошо, но возникает вопрос — каким именно образом мухоловка умеет считать? Ладно бы, если лист схлопывался после всего 1 касания. Но он делает это минимум после 2 касаний, а выработка фермента и окончательное сжатие начинается после 5 касаний. А это уже умение «считать» и «анализировать». Немецкие ученые решили выяснить, как этот механизм работает.
Для этого они ввели в растение флуоресцентный датчик кальция. Как оказалось, именно изменение концентрации кальция каким-то образом влияет на «память» растения. Ранее ученым не удалось выяснить, как именно концентрация кальция в ткани коррелирует со «счетом», но теперь все получилось.
Немцам помогли японские ученые, которые разработали специализированный препарат GCaMP6. Это люминесцентное органическое вещество, которое светится зеленым светом, связываясь с кальцием. Именно эта зеленая флуоресценция дала возможность команде отслеживать изменения концентрации кальция в ответ на стимуляцию чувствительных волосков растения иголкой.
До использования флуоресцентного вещества ученые пытались выяснить механизм работы «памяти» растения иными методами, потратив на это 2.5 года. Но лишь сейчас все удалось узнать.
Так что там с кальцием?
Первое касание к чувствительным волоскам мухоловки дает старт механизму высвобождения ионов кальция до определенного уровня. Если в течение 30 секунд будет еще одно прикосновение, концентрация кальция достигнет критического уровня, после чего сработает ловушка. Если через полминуты ничего не произойдет — концентрация кальция начнет снижаться. Можно сказать, что мухоловка «запоминает» события на 30 секунд.
Сейчас ученые планируют довести свое исследование до логического завершения и изучить связь между концентрацией кальция и «нервной системой» мухоловки. Она преобразует движение добычи, в электрические сигналы, распространяющиеся по клеткам.
В итоге исследователи планируют изучить эволюционный процесс растений-хищников, а также больше узнать о механизмах, которые лежат в основе охоты. До сих пор многие биологические особенности растений и животных остаются загадкой, и задача ученых — разгадать ее. Кстати, у всех растений с листьями-капканами — один общий предок — растение, которое не охотилось на животную пищу. Но в его геноме были некоторые участки, которые использовались для обнаружения и усвоения питательных веществ не только корнями, но и листьями, так что эти участки чуть позже эволюционировали в нечто иное. Аналогичный механизм развился и у растений-хищников, которые отращивают капканы-кувшинки без активно реагирующих на жертв элементов.
Источник