Jautrieji musėkautai (Dionaea muscipula) užsidaro, kai jų spąstų plaukeliai du kartus greitai paeiliui paliečiami. Žinoma, kad šie augalai sugeba sugauti įvairius vabzdžius ir net mažas varles, tačiau jų veikimo principas mokslininkams buvo neaiškus nuo pat Charleso Darwino laikų.
Buvo plačiai manoma, kad šis mechanizmas susijęs su vandens pumpavimu per audinį iš vienos spąstų pusės į kitą. Dėl to viena pusė turėtų susitraukti, o kita išsipūsti, sukuriant spąstams užsidaryti reikalingą išlinkį.
Norėdami patikrinti šią hipotezę, Yoël Forterre iš Aix-Marseille universiteto Prancūzijoje ir jo kolegos išmatavo, kiek laiko vandeniui reikia pereiti per spąstus, tiek per atskiras ląsteles, tiek per augalo audinį.
Susiję straipsniai
Pasirodo, tam prireikė nuo 30 iki 60 sekundžių. Remdamasi šiuo greičiu, komanda padarė išvadą, kad toks mechanizmas būtų pernelyg lėtas – turint omenyje, kad vabzdys paprastai įstringa per mažiau nei sekundę.
Tačiau tyrėjai pastebėjo, kad spąstų paviršius po suveikimo tapo nelygesnis – pokytis, kuris, jų teigimu, galėjo įvykti tik sumažėjus ląstelių sienelių standumui. Taigi, jie ištyrė, ar spąstų uždarymą gali lemti tam tikras ląstelių sienelių suminkštėjimas – naudodami mažus zondus, kad išmatuotų mechanines jėgas epidermio ląstelėse.
„Nustatėme, kad, kai spąstai suveikia, išorinio epidermio sluoksnio ląstelių sienelės greitai suminkštėja“, – sako Y. Forterre.
Kai plaukeliai suveikia, per lapą siunčiamas elektrinis signalas ir kalcio jonų banga. „Šie signalai veikia kaip augalo nerviniai signalai, – aiškina mokslininkas. – Jie leidžia informaciją apie prisilietimą per kelias sekundės dalis perduoti iš suveikusio plaukelio į tolimas ląsteles visoje spąstų teritorijoje.“
Gavus signalą, spąstų išorinis paviršius greitai tampa mechaniniu požiūriu mažiau standus, išlaisvindamas audinyje sukauptą vidinį įtempimą ir leidžiant slėgiu veiktoms vidinėms ląstelėms labiau išsiplėsti toje pusėje. Dėl to išoriniai kraštai pailgėja, o vidinis paviršius lieka standus, todėl spąstai išlinksta ir užsidaro.
Tačiau komanda vis dar nėra tikra, kokios molekulės sukelia tokį greitą ląstelių sienelių pasikeitimą. „Kitaip tariant, mes suprantame įvykių grandinės pradžią – lytėjimo jutimą – ir pabaigą – spąstų judėjimą, tačiau molekulinė grandis, jungianti šiuos du dalykus, išlieka didžiąja dalimi nežinoma“, – sako Y. Forterre.
Sergey Shabala iš Vakarų Australijos universiteto Perte sako, kad jį neįtikina komandos siūlomas mechanizmas. Jie darė prielaidą, kad vanduo judėtų per ląsteles paeiliui, o juk tai galėtų vykti vienu metu, sako jis.
Jis taip pat abejoja, kad ląstelių sienelių standumo pokyčiai galėtų įvykti greitai – ir mano, kad tam prireiktų bent kelių minučių. „Taigi, nepaisant visų šių puikių matavimų, atliktų naudojant pažangiausius inžinerijos įrankius, šio tyrimo išvados aiškiai neatmeta mechanizmo, kurį lemia vandens judėjimas“, – sako S. Shabala.
Y. Forterre sako, kad komanda tiesiogiai išmatavo spąstų audinio išbrinkimo laiką, ir šie matavimai rodo, kad vandens judėjimas per spąstus yra pernelyg lėtas, kad galėtų paaiškinti užsidarymą. Kita vertus, buvo išmatuotas ląstelių sienelių standumo praradimas ir nustatyta, kad jis yra stebėtinai greitas, sako jis.
Tyrimas publikuotas žurnale „Science“. Parengta pagal „New Scientist“.