Venus flugfälla

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 14 juni 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .
Venus flugfälla

Venus flugfälla blad
vetenskaplig klassificering
Domän:eukaryoterRike:VäxterUnderrike:gröna växterAvdelning:BlommandeKlass:Dicot [1]Ordning:nejlikorFamilj:RosjankovyeSläkte:Dionea ( Dionaea Sol. ex J. Ellis , 1768 )Se:Venus flugfälla
Internationellt vetenskapligt namn
Dionaea muscipula J.Ellis , 1768
område
bevarandestatus
Status iucn2.3 VU ru.svgSårbara arter
IUCN 2.3 Sårbara :  39636

Venusflugfälla ( lat.  Dionaea muscipula ) är en art av köttätande växter från det monotypiska släktet Dionea av familjen Rosyankovye ( Droseracea ). Plantera sumpiga områden på USA:s östkust (North och South Carolina). Venusflugfällan fångar sina offer (insekter, spindeldjur) med hjälp av en specialiserad fångstapparat som bildas av bladens kantdelar. Stängningen av fällan initieras av fina triggerhår på bladens yta. För att slå fast fångstapparaten är det nödvändigt att utöva en mekanisk påverkan på minst två hårstrån på arket med ett intervall på högst 20 sekunder. Denna selektivitet ger skydd mot oavsiktlig smällning som svar på fallande föremål som inte har näringsvärde (regndroppar, skräp, etc.). Dessutom börjar matsmältningen efter minst fem stimulering av känsliga hårstrån.

Titel

Det vetenskapliga artnamnet ( muscipula ) är latin för "musfälla", i en metaforisk snarare än bokstavlig mening.

Arten fick sitt ryska namn för att hedra Venus  , den romerska kärlekens och växternas gudinna. Det engelska namnet på arten ( engelska  Venus flytrap ) motsvarar det ryska.

Biologisk beskrivning

Venusflugfällan är en liten örtartad växt med en rosett på 4-7 blad som växer från en kort underjordisk stjälk . Stjälken är lökformig . Bladen varierar i storlek från tre till sju centimeter, beroende på årstid bildas vanligtvis långa fällblad efter blomningen .

Växer på torvjordar som är fattiga på kväve , såsom träsk . Bristen på kväve är orsaken till uppkomsten av fällor: insekter fungerar som en kvävekälla som är nödvändig för proteinsyntes . Det är mycket nyckfullt för jorden, i händelse av en förändring i den sura sammansättningen (till exempel på grund av inträngning av trädfrön, följt av nedbrytning) eller torkning av jorden, kan den snabbt dö. Venus flugfälla är en av få växter som kan röra sig snabbt.

I naturen livnär sig den på insekter , ibland kan blötdjur (sniglar) stöta på [2] . Den växer i ett fuktigt tempererat klimat på USA :s Atlantkust ( staterna Florida , North och South Carolina , New Jersey ). Det är en art som odlas i prydnadsväxtodling. Den kan odlas som inomhusgröda, dock är den normala utvecklingen av växten i detta fall svår på grund av den mycket höga luftfuktighet den behöver och den låga temperaturen på vintern [3] .

Fällan bildas av kanterna på arket.

Predation

Bytesselektivitet

Enligt moderna data är "dieten" för Venusflugfällan ungefär följande: 33 % myror , 30 % spindlar , 10 % skalbaggar och 10 % gräshoppor och mindre än 5 % flygande insekter [4] . Det antas att under utvecklingen av Dionaea uppstod från en gemensam förfader med representanter för släktet Drosera (köttätande växter som använder klibbiga hår istället för en smällfälla). Orsaken till avvikelsen föreslås enligt följande: representanter för släktet Drosera specialiserade sig på att äta små flygande insekter, medan förfäderna till släktet Dionaea började äta större krypande insekter. Som ett resultat kunde Dionaea extrahera fler av de saknade mineralerna från större byten, vilket gav Dionaea en evolutionär fördel gentemot förfädersformer som använde klibbiga fällor [5] .

Fällans stängningsmekanism

Venusflugfällan tillhör en liten grupp högre växter som är kapabla till snabba rörelser, tillsammans med sådana arter som: skygg mimosa ( Mimosa pudica ), Codariocalyx motorius , soldagg (släktet Drosera ) och pemphigus (släktet Utricularia ).

Mekanismen för lövslag beror på ett komplext samspel mellan dess elasticitet , turgor och tillväxt. Smällningen av fällan sker efter två på varandra följande stimuleringar av känsliga hårstrån (med ett litet intervall mellan dem); detta undviker falsk utlösning av fällan när vattendroppar eller skräp kommer in. I öppet tillstånd är fällans lober konvexa (böjda utåt), efter stängning böjs loberna och bildar en hålighet inuti, vars utgång är stängd av hårstrån.

En sådan mekanism beskrivs som ett bistabilt system med snabb omkoppling, [6] men för närvarande är den detaljerade mekanismen för fällslamning inte helt klarlagd. Vid mekanisk irritation av känsliga hårstrån genereras en aktionspotential (kalciumjoner spelar en betydande roll i denna process). Aktionspotentialen fortplantar sig sedan genom fällans lober och stimulerar cellerna i loberna och mittnärven mellan loberna. [7] Det antas att det i Venusflugfällan finns ett tröskelvärde för jonkoncentration, vilket gör att fällan kan svara på stimulering. [8] Efter stängning "räknas" Venusflugfällan ytterligare hårirriterande stimuli upp till fem, varefter den börjar utsöndra matsmältningsenzymer. [9] Enligt syratillväxtteorin exporterar individuella celler i det yttre lagret av loberna och mittribban snabbt H+ (hydroxoniumkatjoner) från cytoplasman till cellväggsutrymmet ( apoplast ), vilket resulterar i försurning av apoplasten (pH-fall) och försvagning av polysackaridnätverket, vilket sedan leder till svullnad under osmos . Lokal svullnad leder till förlängning och förändring av formen på fällans lober. Enligt en alternativ hypotes kan celler i mittskiktet av fällans lober och mellanribban, som ett resultat av en aktionspotential, utsöndra andra joner, vilket gör att vatten kan röra sig ut ur cellerna efter (enligt osmoslagen) ). Som ett resultat kollapsar cellerna och formen på fällan förändras. De föreslagna mekanismerna utesluter dock inte varandra och kan fungera samtidigt. Det finns ett antal experimentella data som bekräftar möjligheten att båda mekanismerna fungerar. [9] [10]

Matsmältning

Om bytet inte kunde frigöra sig, fortsätter det att stimulera den inre ytan av bladloberna, vilket orsakar celltillväxt. Så småningom stängs kanterna på lakanen, vilket helt stänger fällan och bildar en "mage" där matsmältningsprocessen äger rum. Utsöndringen av matsmältningsenzymer styrs av jasmonsyra. Detta hormon initierar också bildningen av giftiga sekundära metaboliter för försvar mot växtätare i icke-rovdjursväxter. [8] [11]

Matsmältningen katalyseras av enzymer , hydrolaser, som utsöndras av körtlar i loberna. Det antas att före starten av enzymatisk nedbrytning inträffar oxidativa modifieringar av proteiner. Det vattenhaltiga extraktet av bladen innehåller ett antal kinoner, såsom naftokinon plumbagin, som tillsammans med ett antal NADH-beroende dehydrogenaser producerar superoxid och väteperoxid under autooxidation . [12] Sådana oxidativa modifieringar kan leda till skador på djurs cellmembran. Plumbagin är känt för att inducera apoptos associerad med Bcl-2-familjen av proteiner. [13] Förinkubation av Venus flugfälla extrakt med NADH och NADH dehydrogenaser i närvaro av serumalbumin; efterföljande nedbrytning av albumin av trypsin accelererades. [12] Trots att utsöndringen av körtlarna i Venusflugfällan innehåller proteaser och möjligen andra enzymer som säkerställer nedbrytningen av biopolymerer; det är troligt att mekanismen för proteinföroxidation som beskrivs ovan signifikant ökar känsligheten hos bytesproteiner för efterföljande proteolys. [12] I allmänhet tar matsmältningen ungefär 10 dagar, varefter fällan öppnar sig tillräckligt brett, med förlängda "fingrar" vid kanterna, för att släppa resterna av insekten. Efter några dagar återgår fällan till det aktiva halvöppna tillståndet, "fingrarna" går ner och bildar en kambarriär. Nedbrytningen av osmälta rester lockar nya offer. Under fällans liv faller i genomsnitt upp till tio insekter i den.

Anteckningar

  1. ↑ Se avsnittet "APG-system" i artikeln "Dicots" för villkoren för att ange klassen av tvåhjärtbladiga som ett högre taxon för gruppen av växter som beskrivs i denna artikel .
  2. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FBiv6BmHlNo Arkiverad 25 mars 2021 på Wayback Machine , 1:31 (video)
  3. ↑ Lapshin P. Venus flugfälla ( Dionaea muscipula ) Arkiverad 25 februari 2013 på Wayback Machine
  4. ↑ Ellison AM , Gotelli NJ Energetics and the evolution of carnivorous plants--Darwins "mest wonderful plants in the world".  (engelska)  // Journal of experimental botany. - 2009. - Vol. 60, nej. 1 . - S. 19-42. doi : 10.1093 / jxb/ern179 . — PMID 19213724 .
  5. ↑ Gibson TC , Waller DM Utveckling av Darwins 'mest underbara' växt: ekologiska steg till en fälla.  (engelska)  // The New phytologist. - 2009. - Vol. 183, nr. 3 . - s. 575-587. - doi : 10.1111/j.1469-8137.2009.02935.x . — PMID 19573135 .
  6. ↑ Forterre Y. , Skotheim JM , Dumais J. , Mahadevan L. How the Venus flugfälla knäpper.  (engelska)  // Nature. - 2005. - Vol. 433, nr. 7024 . - s. 421-425. - doi : 10.1038/nature03185 . — PMID 15674293 .
  7. ↑ Hodick D. , Sievers A. Handlingspotentialen hos Dionaea muscipula Ellis.  (engelska)  // Planta. - 1988. - Vol. 174, nr. 1 . - S. 8-18. - doi : 10.1007/BF00394867 . — PMID 24221411 .
  8. ↑ 1 2 Ueda Minoru , Tokunaga Takashi , Okada Masahiro , Nakamura Yoko , Takada Noboru , Suzuki Rie , Kondo Katsuhiko. Fångstängande kemiska faktorer hos Venus flugfällan (Dionaea muscipulla Ellis)  // ChemBioChem. - 2010. - 20 oktober ( vol. 11 , nr 17 ). - S. 2378-2383 . — ISSN 1439-4227 . - doi : 10.1002/cbic.201000392 .
  9. ↑ 1 2 Böhm J. , Scherzer S. , Krol E. , Kreuzer I. , von Meyer K. , Lorey C. , Mueller TD , Shabala L. , Monte I. , Solano R. , Al-Rasheid KA , Rennenberg H. , Shabala S. , Neher E. , Hedrich R. Venusflugfällan Dionaea muscipula räknar bytesdjur - inducerad handlingspotential för att inducera natriumupptag.  (engelska)  // Aktuell biologi: CB. - 2016. - Vol. 26, nr. 3 . - s. 286-295. - doi : 10.1016/j.cub.2015.11.057 . — PMID 26804557 .
  10. ↑ Arkiverad kopia . Datum för åtkomst: 7 juli 2017. Arkiverad från originalet 25 juli 2011.
  11. ↑ Bemm F. , Becker D. , Larisch C. , Kreuzer I. , Escalante-Perez M. , Schulze WX , Ankenbrand M. , Van de Weyer AL , Krol E. , Al-Rasheid KA , Mithöfer A. , Weber AP , Schultz J. , Hedrich R. Venus flugfälla köttätande livsstil bygger på växtätare försvarsstrategier.  (engelska)  // Genomforskning. - 2016. - Vol. 26, nr. 6 . - s. 812-825. - doi : 10.1101/gr.202200.115 . — PMID 27197216 .
  12. ↑ 1 2 3 Galek H. , Osswald WF , Elstner EF Oxidativ proteinmodifiering som en predigestiv mekanism för den köttätande växten Dionaea muscipula: en hypotes baserad på in vitro-experiment.  (engelska)  // Friradikalbiologi & medicin. - 1990. - Vol. 9, nr. 5 . - s. 427-434. — PMID 2292436 .
  13. ↑ Hsu YL , Cho CY , Kuo PL , Huang YT , Lin CC Plumbagin (5-hydroxi-2-metyl-1,4-naftokinon) inducerar apoptos och cellcykelstopp i A549-celler genom p53-ackumulering via c-Jun NH2-terminal kinasmedierad fosforylering vid serin 15 in vitro och in vivo.  (engelska)  // The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. - 2006. - Vol. 318, nr. 2 . - s. 484-494. doi : 10.1124 / jpet.105.098863 . — PMID 16632641 .

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
Taxonomi
I bibliografiska kataloger