La Venus atrapamoscas es una planta muy interesante. Captura a sus víctimas (pequeños insectos, arácnidos, etc.) con la ayuda de hojas modificadas. Hay pelos especiales en su superficie que reaccionan si algo golpea la superficie de la hoja. Los bordes de las hojas se envuelven rápidamente y la víctima queda atrapada, lo que convierte gradualmente a la pequeña criatura en alimento para la planta.
El papamoscas necesita alimento de origen animal para reponer las reservas de nitrógeno; por lo general, aparece en regiones con marismas, cuyo suelo es pobre en nitrógeno. Pero, ¿cómo puede una planta, que no tiene músculos y sistema nervioso, no solo capturar algo, sino también “recordar” que hay una víctima dentro de la hoja y no vale la pena desenrollarla?
Cómo funciona el mecanismo de captura
Hace unos meses, biólogos de la Universidad de Würzburg publicaron los resultados de un estudio del mecanismo de captura de víctimas por plantas. Al final resultó que, la planta "sabe contar". El hecho es que la mayoría de las veces, la hoja en la que ha aparecido algo se activa solo después del segundo toque. El hecho es que Venus atrapamoscas gasta muchos recursos en doblar la hoja a alta velocidad, por lo tanto, es inadmisible gastar energía en responder al viento, polvo, guijarros, etc., relacionados con los pelos sensibles.
La Venus atrapamoscas espera el segundo toque, pero solo entonces aprieta la hoja. El mecanismo funciona de manera más efectiva cuando el insecto toca los pelos ubicados en los bordes de la hoja y luego aparece en el centro. Según los científicos, los pelos tienen un efecto acumulativo.
Los pelos sensoriales son capaces de percibir un esfuerzo de hasta 0,05 milinewtons. El tiempo de respuesta de la trampa depende de la fuerza del toque y la dirección de aplicación de la fuerza.
En la toga, el papamoscas puede atrapar no solo insectos lentos y artrópodos (escarabajos, orugas, piojos de la madera), sino también moscas y mosquitos rápidos, capaces de volar. Además, cuanto más hambrienta está la planta, más rápido reacciona el mecanismo de exprimir las hojas.
Y eso no es todo
La hoja trampa no se cierra por completo de inmediato y no comienza a producir enzimas digestivas. Para iniciar este proceso, se necesitan cinco incentivos. Los científicos alemanes creen que este comportamiento se puede comparar con un análisis rudimentario de costos y posibles resultados. Cuantos más incentivos, más probable es que haya más producción, lo que definitivamente vale la pena el esfuerzo. Si el "análisis" muestra que la víctima no vale la energía y las enzimas que se gastan en ella, la hoja arroja el insecto o el guijarro después de 12 horas.
Todo estaría bien, pero surge la pregunta: ¿cómo exactamente puede contar un papamoscas? Estaría bien si la hoja colapsara después de un solo toque. Pero lo hace después de al menos 2 toques, y la producción de la enzima y la compresión final comienza después de 5 toques. Y esta es la capacidad de "contar" y "analizar". Los científicos alemanes decidieron averiguar cómo funciona este mecanismo.
Para ello, introdujeron un sensor de calcio fluorescente en la planta. Al final resultó que, es el cambio en la concentración de calcio lo que de alguna manera afecta la "memoria" de la planta. Anteriormente, los científicos no habían podido averiguar exactamente cómo la concentración de calcio en el tejido se correlaciona con la "puntuación", pero ahora todo salió bien.
Los alemanes fueron ayudados por científicos japoneses que desarrollaron una preparación especializada GCaMP6. Es una sustancia orgánica luminiscente que se ilumina en verde cuando se une al calcio. Fue esta fluorescencia verde la que permitió al equipo rastrear los cambios en la concentración de calcio en respuesta a la estimulación de los sensibles pelos de la planta con una aguja.
Antes de usar la sustancia fluorescente, los científicos intentaron descubrir el mecanismo de la "memoria" de la planta utilizando otros métodos, dedicando dos años y medio a esto. Pero solo ahora logramos averiguarlo todo.
Entonces, ¿qué pasa con el calcio?
El primer toque en los sensibles cabellos del papamoscas inicia el mecanismo de liberación de iones de calcio hasta cierto nivel. Si en 30 segundos hay otro toque, la concentración de calcio alcanzará un nivel crítico, después del cual la trampa funcionará. Si no sucede nada después de medio minuto, la concentración de calcio comenzará a disminuir. Podemos decir que el papamoscas "recuerda" eventos durante 30 segundos.
Ahora los científicos planean llevar su investigación a su conclusión lógica y estudiar la relación entre la concentración de calcio y el "sistema nervioso" del papamoscas. Convierte el movimiento de la presa en señales eléctricas que se propagan a través de las células.
Como resultado, los investigadores planean estudiar el proceso evolutivo de las plantas depredadoras, así como aprender más sobre los mecanismos que subyacen a la caza. Hasta ahora, muchas características biológicas de plantas y animales siguen siendo un misterio, y la tarea de los científicos es desentrañarlas. Por cierto, todas las plantas con hojas trampa tienen un ancestro común: una planta que no buscaba alimento para animales. Pero en su genoma había algunas regiones que se usaban para encontrar y asimilar nutrientes no solo por las raíces, sino también por las hojas, por lo que estas regiones luego evolucionaron hacia algo más. Un mecanismo similar se ha desarrollado en plantas depredadoras que cultivan trampas de nenúfares sin elementos que respondan activamente a las presas.
DOI: Plantas naturales, 2020.10.1038 / s41477-020-00773-1 .
