Venüs sinekkuşu ( Dionaea muscipula ) etçil bir bitkidir. Avını, çoğunlukla böcekleri, yaprakları tarafından oluşturulan bir yakalama yapısıyla yakalamak için, bitkiler bezleri avını parçalamak ve salınan besin maddelerini almak için bir enzim salgılarlar.
Darwin'in öncü çalışmalarından bu yana, bu sekretuvar olaylar şu ana kadar ölçülmemiştir ve analiz edilmemiştir: Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg'dan biyofizikçi Rainer Hedrich başkanlığındaki uluslararası bir araştırma ekibi, Almanya'nın Bavyera kentinde sonuçlarını sunmaktadır. PNAS dergisi .
Bir av kapalı tuzaktan kaçmaya çalıştığında kaçınılmaz olarak içindeki duyu kıllarına dokunacaktır. Tüylerle olan herhangi bir mekanik temas, dalgalar halinde tuzağa yayılmış bir elektrik sinyali tetikler. Üçüncü sinyalden, bitki jasmonat hormonu üretir; Beşinci sinyalden sonra, tuzaklardaki çimlerin içine giren sindirim bezleri harekete geçirilir.
Avlar ayrıştırmak için salgı bezleri asidik veziküller salgılarlar
Bir sonraki bez hücrelerinde ne olacak? Sıvı ile dolu (yapışkan veziküller) giderek zararlı kabarcıklar üretiyor ve içeriğini veriyorlar. Bu, duyusal kılların mekanik uyarımı sonrasında olur; bezler jasmonat hormonu ile temasa geldiğinde de olur. Tüm süreç kalsiyuma bağlıdır ve bir dizi spesifik protein tarafından kontrol edilmektedir.
Ayrıca, genler bezlerde aktive edilir: Hedrich, "Protonlar ve klorid yüklü vezikülleri, yani hidroklorik asit sağladıklarını varsayıyoruz" diye ekliyor ve ekliyor: "İyon duyarlı elektrotlar, tekrar eden bu dokunuşları ölçmek için kullanılıyordu. Duyusal kıllar bezin içine kalsiyum iyonlarının akışı tetiklenir Sitoplazmada artan kalsiyum seviyesi, vezikülleri, nöronların nörotransmiter salınımına benzer şekilde, plazma membranı ile kaynaştırmaya neden olur.Kalsiyum akışı protonların akışı tarafından takip edilir ve Bir süre geciktikten sonra klorid. "
Karbon fiber elektrotlarla kesin analiz
Bez bezleri içerisinde başka neler var? Bu, bu teknik ile çok deneyim sahibi olan Nobel Ödülünün sahibi Erwin Neher (Göttingen) ile işbirliği içinde karbon elyaf elektrotları kullanılarak analiz edildi. Neher ile birlikte JMU araştırmacısı Sönke Scherzer, ölçüm yöntemini Venüs sinekküre ortamındaki koşullara göre ayarladı.
Ekip, bez yüzeyi üzerinde bir karbon elyaf elektrot yerleştirdi ve gerçekleşmesi heyecanla bekledi. Scherzer, "İlk bakışta hayal kırıklığına uğradık, çünkü insanların ve hayvanların salgı hücrelerinden bilindiği gibi sinyalleri hemen tespit etmedik" dedi.
Vesiküller avı yakaladıktan sonraki ilk saatlerde hidroklorik asit içeriyor, ancak henüz sindirim enzimleri içermiyor mu? Ve enzimlerin asidik ortamda işlev görmesini sağlayan henüz molekül yok mu? Bitki tüm bunları ilk önce üretmek zorunda mı?
Tam olarak nasıl işliyor: Moleküler biyolog Ines Fuchs, bitkinin birkaç saat sonra avını parçalayan enzimleri üretmeye başladığını keşfetti. İlk karakteristik sinyaller altı saat sonra ortaya çıkmış ve süreç 24 saat sonra tamamen gerçekleşmiştir. Bu aşamada, tuzak tamamen asidiktir ve sindirim enzimleri bakımından zengindir.
Glutatyonun dengeleyici etkisi, enzimleri uygun tutar.
Profesör Heinz Rennenberg (Freiburg) da salgılanan enzimde glutatyon (GSH) buldu. Bu molekül, enzimleri Venüs sinekkuşağının asidik ortamında işlevsel kılar.
Yukarıda açıklananlarla aynı süreçler hem duyusal kıllar uyarılırken hem de tuzağı sadece jasmonate hormonuna maruz bırakırken aynı kronolojik sırayla gerçekleşir. "Bir dokunuş jasmonat sinyal yolunu çok hızlı tetikler, ancak veziküllerin üretilmesi ve hormonun kolaylaştırdığı uygun yük ile yüklenmesi zaman alır" diye açıklıyor Hedrich.
Kalsiyum zorunlu bir bileşen
Venüs sinekkuşu, "yeşil mide" yi doğru karışımla nasıl taşar ve avını besinlerine bölerek manyetik rezonans görüntüleme yöntemiyle görselleştirilebilir. JMU Fizik Bölümü'nden MRT merkezinden Eberhard Munz bu görevin sorumlusuydu.
Onun deneyleri, bezlere kalsiyum girişi engellendiğinde, tuzak kuru kaldığını gösterdi. Hedrich, "Boğaz hücrelerinin kalsiyum aktivasyonu bu nedenle çok önemlidir" dedi. Venus flytrap'ın kalsiyum kanallarının biyolojisine daha yakından bir göz atacağız ve beynin duyu kıllarıyla iletilen sinyalleri sayan ve onu jasmonata bağımlı biyolojiye çeviren mekanizmayı araştırmak istiyoruz "dedi.
Kaynak:
Würzburg Üniversitesi