Учёные: Способность считать помогает растениям поедать насекомых

Хищные растения выделяют соляную кислоту и ферменты для переваривания насекомых только тогда, когда те коснутся чувствительных волосков растения определённое количество раз.

Международная группа учёных выяснила, как именно венерина мухоловка (Dionaea muscipula) поедает пойманных ею насекомых. Оказалось, что для этого она "считает", сколько раз пойманный объект коснётся чувствительных волосков растения. Соответствующая работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Авторы статьи измеряли силу тока, возникающего в листе мухоловки при захвате им жертвы — насекомого или слизня. Параллельно они использовали магнитно-резонансную томографию, чтобы зафиксировать, что происходит с насекомым-жертвой внутри схлопнувшегося листа. Оказалось, что у мухоловки есть своего рода защита от ложных срабатываний.

Хотя лист захватывает жертву с первого касания ею чувствительных волосков хищного растения, лишь с третьего касания клетки листа начинают вырабатывать жасмонаты — гормоны, регулирующие резкую перестройку поведения растений. Насекомое, попавшее в хватательные органы мухоловки, неизбежно дёргается, пытаясь вырваться, и поэтому обеспечивает растению нужное число касаний. Неодушевлённый объект — например, частица мусора, — попав в захват, не дёргается и таким образом не провоцирует ненужный, лишний пищеварительный цикл.

Под действием жасмонатов в клетках листа начинает возникать большое количество везикул с соляной кислотой внутри. Везикулы — это маленькие внутриклеточные органоиды, отделённые от наполняющей клетку цитоплазмы тонкой мембраной и несущие в себе питательные или сигнальные вещества либо ферменты. В случае венериной мухоловки они доставляют к насекомому-жертве токсичную для растения в целом соляную кислоту. Её же использует для пищеварения и человеческий желудок.

Начиная с пятого касания активируются клетки, выстилающие поверхность листа растения-хищника. Но на их полное "включение в работу" уходит немало времени. Лишь через шесть часов после захвата насекомого они начинают выделять ферменты, помогающие расщеплять молекулы, из которых состоит пойманное насекомое. Его переваривание заканчивается лишь через 24 часа.

Венерина мухоловка — небольшое растение, в природе живущее на болотах, где в почве мало азота. Из-за этого они и ловят насекомых и слизней, чьи ткани богаты азотом. Мухоловка реагирует на падение в неё любого предмета, в том числе и неживого. Поэтому если бы она не "считала" касания и реагировала не только на то, что дёргается несколько раз, то рисковала бы впустую тратить энергию на цикл переваривания.