21 февраля 2020, пятница, 20:04
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

24 апреля 2017, 12:25

Раскрыт механизм пищеварения венериной мухоловки

Венерина мухоловка
Венерина мухоловка

Исследователи из Вюрцбургского университета показали, какие процессы запускаются в клетках ловчих листьев хищного растения венериной мухоловки (Dionaea muscipula) при поимке насекомого. Это первая работа, в которой экспериментально подтвердили теоретически установленный механизм выделения пищеварительных ферментов из мембранных пузырьков (везикул) у растений.

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.

Пытаясь спастись, жертва неизбежно задевает чувствительные волоски на её стенках. Однако те же волоски можно активировать и дуновением ветра, и падением неживых объектов на ловчие листья. Поэтому одно касание не запускает захлопывание ловушки и последующие физиологические процессы. Нужно, чтобы чувствительные волоски были задеты по крайней мере трижды.

Sönke Scherzer/Dirk Becker

Повторяющаяся стимуляция волосков приводит к тому, что в цитоплазме несущих их клеток повышается концентрация ионов кальция. Они служат одним из важнейших передатчиков сигнала у подавляющего большинства живых организмов. В случае венериной мухоловки увеличение содержания ионов кальция приводит к тому, что в клетках ловчих листьев возникают потенциалы действия (ПД). Их механизм отличается от механизма возникновения ПД у животных, но суть таких электрических сигналов в обоих случаях одна: они запускают биохимические изменения в соседних клетках, «почувствовавших» потенциал действия.

В ловчих листьях венериной мухоловки ПД воздействуют на клетки особых пищеварительных желёз. Эти клетки образуют белки-ферменты для переваривания органических веществ, а также ионы водорода и хлора. Интересно, что те же ионы присутствуют и в желудочном соке животных, в том числе человека. Там они создают благоприятную среду для работы пищеварительных ферментов. Указанные вещества хранятся в везикулах — окружённых мембраной пузырьках — в цитоплазме.

Когда ПД от чувствительных волосков действуют на клетки «пищеварительных желёз», в последних, в свою очередь, тоже повышается содержание кальция. Это приводит к тому, что везикулы с ионами водорода и хлора, а также с пищеварительными ферментами сливаются с мембранами клеток своих желёз и высвобождают своё содержимое наружу. Таким образом вещества для переваривания добычи выходят из клеток пищеварительных желёз, попадают на насекомое-жертву и запускают в нём процессы разложения органики.

Статья об исследовании опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.