A armadilha de Vênus é uma planta extremamente interessante. Ela captura suas vítimas (pequenos insetos, aracnídeos, etc.) com a ajuda de folhas modificadas. Existem pêlos especiais em sua superfície que reagem se algo atingir a superfície da folha. As bordas das folhas se enrolam rapidamente e a vítima fica presa, o que aos poucos transforma a pequena criatura em alimento para a planta.
O papa-moscas precisa de comida animal para repor as reservas de nitrogênio - geralmente aparece em regiões com pântanos, cujo solo é pobre em nitrogênio. Mas como pode uma planta, que não tem músculos e sistema nervoso, não só capturar algo, mas também “lembrar” que há uma vítima dentro da folha e não vale a pena desenrolá-la?
Como funciona o mecanismo de captura
Há alguns meses, os resultados de um estudo sobre o mecanismo de captura de vítimas por plantas foram publicados por biólogos da Universidade de Würzburg. Acontece que a planta “sabe contar”. O fato é que na maioria das vezes a folha em que algo apareceu é acionada somente após o segundo toque. O fato é que a armadilha voadora de Vênus gasta muitos recursos na curvatura da folha em alta velocidade, por isso não é permitido desperdiçar energia respondendo ao vento, poeira, seixos, etc., no que diz respeito a cabelos sensíveis.
A armadilha de Vênus espera pelo segundo toque, mas só então aperta a folha. O mecanismo funciona com mais eficácia quando o inseto toca os pelos localizados nas bordas da folha e, em seguida, aparece no centro. Segundo os cientistas, os cabelos têm efeito cumulativo.
Os cabelos sensoriais são capazes de perceber uma força de até 0,05 millinewtons. O tempo de disparo da armadilha depende da força do toque e da direção da aplicação da força.
Em uma toga, o papa-moscas é capaz de pegar não apenas insetos lentos e artrópodes - besouros, lagartas, piolhos da madeira, mas também rápido, capaz de voar para longe - moscas e mosquitos. Além disso, quanto mais faminta a planta, mais rápido reage o mecanismo de compressão das folhas.
E isso não é tudo
A folha da armadilha não fecha completamente de imediato e não começa a produzir enzimas digestivas. Para iniciar esse processo, são necessários cinco incentivos. Cientistas alemães acreditam que esse comportamento pode ser comparado a uma análise rudimentar de custos e possíveis resultados. Quanto mais incentivos, maior a probabilidade de haver mais produção, o que definitivamente vale o esforço. Se a “análise” mostrar que a vítima não vale a energia e as enzimas gastas nela, o inseto ou seixo é jogado fora pela folha após 12 horas.
Tudo ficaria bem, mas surge a pergunta - como exatamente um flycatcher pode ser capaz de contar? Não haveria problema se a folha se retraísse após apenas um toque. Mas ele faz isso após pelo menos 2 toques, e a produção da enzima e a compressão final começam após 5 toques. E essa é a capacidade de "contar" e "analisar". Cientistas alemães decidiram descobrir como esse mecanismo funciona.
Para fazer isso, eles introduziram um sensor fluorescente de cálcio na planta. Acontece que é a mudança na concentração de cálcio que de alguma forma afeta a "memória" da planta. Anteriormente, os cientistas não conseguiam descobrir exatamente como a concentração de cálcio no tecido se correlacionava com a "pontuação", mas agora tudo deu certo.
Os alemães foram ajudados por cientistas japoneses que desenvolveram uma preparação especializada GCaMP6. É uma substância orgânica luminescente que brilha em verde ao se ligar ao cálcio. Foi essa fluorescência verde que permitiu à equipe rastrear mudanças na concentração de cálcio em resposta à estimulação dos cabelos sensíveis da planta com uma agulha.
Antes de usar a substância fluorescente, os cientistas tentaram descobrir o mecanismo de "memória" da planta usando outros métodos, gastando 2,5 anos nisso. Mas só agora conseguimos descobrir tudo.
Então, o que há com cálcio?
O primeiro toque nos cabelos sensíveis do papa-moscas inicia o mecanismo de liberação dos íons cálcio a um determinado nível. Se em 30 segundos houver outro toque, a concentração de cálcio atinge um nível crítico, após o qual a armadilha funcionará. Se nada acontecer depois de meio minuto, a concentração de cálcio começará a diminuir. Podemos dizer que o flycatcher "lembra" dos eventos por 30 segundos.
Agora, os cientistas planejam levar suas pesquisas a uma conclusão lógica e estudar a relação entre a concentração de cálcio e o "sistema nervoso" do papa-moscas. Ele converte o movimento da presa em sinais elétricos que se propagam através das células.
Como resultado, os pesquisadores pretendem estudar o processo evolutivo das plantas predadoras, bem como aprender mais sobre os mecanismos que estão por trás da caça. Até agora, muitas características biológicas de plantas e animais permanecem um mistério, e a tarefa dos cientistas é desvendá-lo. A propósito, todas as plantas com folhas armadilhadas têm um ancestral comum - uma planta que não caça para comida animal. Mas em seu genoma havia algumas regiões que eram usadas para descobrir e assimilar nutrientes não apenas pelas raízes, mas também pelas folhas, de modo que essas regiões mais tarde evoluíram para outra coisa. Um mecanismo semelhante foi desenvolvido em plantas predatórias que cultivam armadilhas de nenúfar sem responder ativamente aos elementos da presa.
DOI: Nature Plants, 2020.10.1038 / s41477-020-00773-1 .
