Μέχρι πρόσφατα επικρατούσε η άποψη ότι το κλείσιμο της Venus flytrap οφείλεται στην κίνηση του νερού μέσα από τα κύτταρά της. Νέα, πιο λεπτομερή πειράματα όμως οδήγησαν τους επιστήμονες να προτείνουν έναν διαφορετικό μηχανισμό.
Η Venus flytrap κλείνει αστραπιαία για να τραφεί με έντομα και αράχνες.
Το μυστήριο για το πώς η Venus flytrap κλείνει αρκετά γρήγορα ώστε να αιχμαλωτίζει τη λεία της ίσως να έχει λυθεί εν μέρει.
Οι Venus flytraps (Dionaea muscipula) ενεργοποιούνται και κλείνουν απότομα όταν οι τριχίτσες στο εσωτερικό της παγίδας αγγιχτούν δύο φορές σε σύντομο χρονικό διάστημα. Είναι γνωστό ότι μπορούν να πιάσουν μια μεγάλη γκάμα εντόμων, ακόμη και μικρούς βατράχους, όμως ο τρόπος λειτουργίας τους παραμένει άλυτο μυστήριο για τους επιστήμονες από την εποχή του Charles Darwin.
Μέχρι σήμερα θεωρούνταν ευρέως ότι ο μηχανισμός βασίζεται στην άντληση νερού από τη μία πλευρά της παγίδας στην άλλη, μέσα από τους ιστούς. Αυτό θα έκανε τη μία πλευρά να συρρικνωθεί και την άλλη να διογκωθεί, δημιουργώντας την καμπυλότητα που χρειάζεται για να κλείσει η παγίδα.
Για να δοκιμάσουν αυτή την υπόθεση, ο Yoël Forterre από το Aix-Marseille University στη Γαλλία και οι συνεργάτες του μέτρησαν πόσο χρόνο χρειάζεται το νερό για να περάσει από τη μία πλευρά στην άλλη, τόσο μέσα από τα επιμέρους κύτταρα όσο και μέσα από τον φυτικό ιστό.
Χρειάστηκαν 30 έως 60 δευτερόλεπτα για να μετακινηθεί το νερό από τη μία πλευρά στην άλλη. Με αυτόν τον ρυθμό, η ομάδα κατέληξε ότι ένας τέτοιος μηχανισμός θα ήταν πολύ αργός, αφού ένα έντομο συνήθως παγιδεύεται σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η επιφάνεια της παγίδας γινόταν πιο ανώμαλη μετά την ενεργοποίησή της, μια αλλαγή που, όπως λένε, θα μπορούσε να συμβεί μόνο αν είχε μειωθεί η ακαμψία του κυτταρικού τοιχώματος. Έτσι, εξέτασαν αν κάποια μορφή χαλάρωσης στο κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να ευθύνεται για το κλείσιμο της παγίδας, χρησιμοποιώντας μικροσκοπικές ανιχνευτικές διατάξεις για να μετρήσουν τις μηχανικές δυνάμεις μέσα στα επιδερμικά κύτταρα.
«Διαπιστώσαμε ότι, όταν ενεργοποιείται η παγίδα, τα κυτταρικά τοιχώματα του εξωτερικού επιδερμικού στρώματος μαλακώνουν γρήγορα», λέει ο Forterre.
Μόλις ενεργοποιηθούν οι τριχίτσες, ένα ηλεκτρικό σήμα και ένα κύμα ιόντων ασβεστίου διαχέονται κατά μήκος του φύλλου. «Αυτά τα σήματα λειτουργούν ως το αντίστοιχο ενός νευρικού σήματος για το φυτό», λέει. «Επιτρέπουν την μεταφορά της πληροφορίας για το άγγιγμα από την τριχίτσα ενεργοποίησης σε απομακρυσμένα κύτταρα σε ολόκληρη την παγίδα, μέσα σε κλάσμα του δευτερολέπτου».
Όταν λαμβάνει το σήμα, η εξωτερική επιφάνεια της παγίδας γίνεται γρήγορα μηχανικά λιγότερο άκαμπτη, απελευθερώνοντας τις εσωτερικές τάσεις που είναι αποθηκευμένες στον ιστό και επιτρέποντας στα υπό πίεση εσωτερικά κύτταρα να διασταλούν περισσότερο από εκείνη την πλευρά. Ως αποτέλεσμα, τα εξωτερικά άκρα επιμηκύνονται ενώ η εσωτερική επιφάνεια παραμένει άκαμπτη, με αποτέλεσμα η παγίδα να λυγίζει και να κλείνει.
Ωστόσο, η ομάδα δεν έχει ακόμη διαπιστώσει ποια μόρια ενεργοποιούν τα κυτταρικά τοιχώματα ώστε να υποστούν τόσο γρήγορη μεταμόρφωση. «Με άλλα λόγια, κατανοούμε την αρχή της αλυσίδας των γεγονότων, δηλαδή την ανίχνευση του αγγίγματος, και το τέλος, δηλαδή την κίνηση της παγίδας, αλλά ο μοριακός κρίκος που τα συνδέει παραμένει σε μεγάλο βαθμό άγνωστος», λέει ο Forterre.
Ο Sergey Shabala από το University of Western Australia, στο Περθ, λέει ότι δεν πείθεται από τον προτεινόμενο μηχανισμό της ομάδας. Όπως υποστηρίζει, έχουν θεωρήσει ότι το νερό θα κινούνταν διαδοχικά μέσα από τα κύτταρα, ενώ θα μπορούσε να κινείται ταυτόχρονα.
Έχει επίσης αμφιβολίες ότι αλλαγές στην ακαμψία του κυτταρικού τοιχώματος θα μπορούσαν να συμβούν τόσο γρήγορα και εκτιμά ότι θα χρειάζονταν τουλάχιστον αρκετά λεπτά. «Επομένως, παρά όλες αυτές τις κομψές μετρήσεις με εργαλεία αιχμής της μηχανικής, τα ευρήματα αυτής της μελέτης δεν αποκλείουν ρητά [τον μηχανισμό που βασίζεται στην κίνηση του νερού]», λέει ο Shabala.
Ο Forterre απαντά ότι η ομάδα μέτρησε απευθείας τον χρόνο διόγκωσης τμημάτων του ιστού της παγίδας και ότι οι μετρήσεις δείχνουν πως η μεταφορά νερού μέσα στην παγίδα είναι πολύ αργή για να εξηγήσει το κλείσιμο. Αντίθετα, η απώλεια ακαμψίας στο κυτταρικό τοίχωμα μετρήθηκε και βρέθηκε εκπληκτικά γρήγορη, λέει.
Science: DOI: 10.1126/science.aed5051
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
